Традиционно строительный сектор был одной из самых медленных отраслей, когда дело доходит до внедрения цифровых технологий. Тем не менее, эта тенденция претерпевает изменения, и мы все чаще видим, как строительные фирмы и проекты внедряют такие инструменты, как CAD, BIM и изображения, полученные с помощью дронов, для повышения эффективности, сокращения перерасхода средств и повышения безопасности.

Однако несмотря на то, что цифровизация быстро набирает темп, все еще существуют значительные проблемы, которые необходимо преодолеть, особенно когда речь идет о крупномасштабных проектах. Они по своей сути сложны и часто слишком велики для эффективного картографирования и мониторинга с использованием традиционных методов.

Здесь важную роль могут сыграть спутниковые снимки. Несмотря на то, что они еще не получили широкого распространения в строительной отрасли, они могут значительно повысить ценность для заинтересованных сторон в этом секторе, обеспечивая беспрецедентную ситуационную осведомленность и множество аналитических данных.

Данные спутниковой съемки на строительной площадке

Беспилотные летательные аппараты были первой технологией дистанционного зондирования, получившей широкое распространение в строительной отрасли. Первоначально использовавшиеся для проектной документации по мере того, как методы анализа данных становились все более продвинутыми, снимки с дронов теперь используются для инженерных приложений, включая объемные измерения земляных работ, мониторинг хода работ, обеспечение соответствия утвержденным зонам строительства и многое другое.

Беспилотные летательные аппараты наиболее эффективно используются на относительно небольших площадях, максимум до нескольких км2. Предоставляя данные с разрешением 2–3 см, они идеально подходят для увеличения масштаба определенных мест и элементов объекта, где требуется подробная или подробная техническая информация.

Однако, когда дело доходит до мониторинга всей строительной площадки, беспилотные летательные аппараты просто не являются практичным решением из-за времени и затрат, необходимых для сбора такого объема данных. Особенно это касается мегапроектов, которые часто разбросаны по территориям в сотни километров. Кроме того, обработка данных дронов с высоким разрешением отнимает много времени, а преобразование огромного количества изображений, снятых с дрона, в ортофотопланы или 3D-модели может занять несколько дней или даже недель.

Это все области, в которых спутниковые данные имеют значительные преимущества, поскольку они могут быть получены всего через несколько часов после постановки задачи и по все более доступным ценам. Благодаря таким спутниковым группировкам, как Airbus Pléiades Neo, которые теперь предоставляют изображения с разрешением 30 см с высокой точностью позиционирования, компании могут использовать спутниковые данные для ситуационной осведомленности высокого уровня и отслеживания соответствующих ключевых показателей эффективности.

Важно отметить, что спутниковые снимки и беспилотные летательные аппараты в значительной степени дополняют друг друга. Технологию беспилотных летательных аппаратов в первую очередь можно рассматривать как инженерный инструмент, в то время как спутниковые данные служат инструментом управления и надзора высокого уровня. В то время как спутниковые снимки обеспечивают общую ситуационную осведомленность, дроны могут использоваться для съемки крупным планом с более высоким разрешением в определенных областях строительной площадки.

В таблице ниже показаны некоторые ключевые показатели и основные области применения каждого метода:

Особенности применения спутниковых данных на строительной площадке

Высокая периодичность съемки с помощью спутников и высокая скорость обработки спутниковых снимков позволяют осуществлять мониторинг практически в режиме реального времени, что делает их идеальным инструментом для отслеживания изменений на высоком уровне. Таким образом, спутниковые данные являются наиболее подходящими областями применения, связанными с управлением и надзором.

Например, спутниковые данные идеально подходят для целей логистического анализа, например обеспечение того, чтобы правильные материалы находились на месте и были готовы к использованию, или чтобы бригады и оборудование были на пути к своевременному прибытию на каждом этапе работы. Обнаружение объектов с использованием передовых алгоритмов обработки изображений и машинного обучения может использоваться для идентификации и классификации различных типов строительного оборудования или материалов на основе формы, размера, цвета и других особенностей. Обнаружение изменений может показать, когда и где были использованы материалы, а также когда оборудование прибывает или перемещается. Обнаружение изменений также может выявить любые проблемы, задержки или аномалии (например, действия за пределами полосы отвода), гарантируя, что они могут быть решены как можно раньше.

Еще одним преимуществом использования спутниковых данных является то, что весь процесс анализа участка может проводиться удаленно (нет необходимости в операциях с дронами на месте). Это не только повышает эффективность управления по времени и затратам, но и обеспечивает прозрачность и может предоставить всем заинтересованным сторонам единообразное представление о том, как продвигается строительство. Например, инвесторы или регулирующие органы могут использовать спутниковые данные для подтверждения того, что определенные этапы строительства соответствуют цели.

Наконец, но, возможно, самое главное, спутниковые снимки чрезвычайно полезны, когда речь идет об устойчивости и экологических проблемах. Эффективное использование ресурсов является одним из ключевых принципов устойчивого строительства, и спутниковые снимки с высоким разрешением могут помочь руководителям строительства отслеживать использование материалов и оборудования, выявлять потери и планировать повышение эффективности. Это также может помочь в оптимизации логистики, снижении расхода топлива и выбросов. Дистанционный мониторинг также может снизить потребность в физических посещениях объектов, что еще больше сократить выбросы. Спутниковые снимки могут помочь в соблюдении экологических норм, в оценке воздействия и в содействии лучшему пониманию того, как строительная деятельность может повлиять на экологию участка и прилегающей территории.

Интеграция с искусственным интеллектом и другими передовыми инструментами

Как данные дронов, так и спутниковые данные с очень высоким разрешением могут быть интегрированы с инструментами планирования и проектирования, чтобы уменьшить количество ошибок проектирования и обеспечить более эффективное принятие решений. Инструменты цифрового представления, такие как системы информационного моделирования зданий (BIM) и географические информационные системы (ГИС), могут эффективно использовать и то, и другое.

Однако, когда дело доходит до интеграции ИИ, спутниковые данные могут иметь значительное преимущество перед данными дронов. Были попытки стартапов по аналитике данных с БПЛА создать модели глубокого обучения и тем самым автоматизировать мониторинг хода строительства, но с очень ограниченным успехом. Причина, по которой это оказалось трудным, заключается в том, что сложные строительные проекты настолько разнообразны, и изображения, если смотреть крупным планом, трудно проанализировать ИИ. Однако при наблюдении с большего расстояния закономерности, сходства и различия в строительных проектах становятся гораздо более очевидными. Это говорит о том, что существует значительный потенциал для автоматизации мониторинга строительства при применении этих моделей к спутниковым снимкам.

Кроме того, строительные мегапроекты могут быть идеальным приложением для применения моделей «сверхвысокого разрешения» ИИ, которые могут улучшить читаемость спутниковых снимков. Сверхразрешение лучше всего работает на длинных линейных объектах (например, искусственных сооружениях и дорогах), а полученные эстетические улучшения улучшают интерпретируемость не только людьми, но и машинами и инструментами искусственного интеллекта!

Революция в строительстве при реализации мегапроектов

Благодаря последним инновациям в области сбора и обработки данных спутниковые снимки с высоким разрешением революционизируют ряд отраслей. Несмотря на то, что строительный сектор исторически поздно внедрял технологии, он быстро догоняет, и 30-сантиметровые изображения имеют значительный потенциал для повышения точности, подотчетности и эффективности. Это особенно важно, когда речь идет о мегапроектах, где использование данных дистанционного зондирования Земли иногда может быть единственным способом обеспечить всесторонний обзор деятельности на строительной площадке.

В будущем мы, вероятно, увидим, что спутниковые снимки будут использоваться на каждом этапе всех крупных строительных проектов, от выбора площадки до надзора за строительством, включая логистику и обнаружение изменений, и, в конечном итоге, для постоянного мониторинга в целях технического обслуживания.

Однако наиболее важным является потенциальное влияние технологии на устойчивость развития, поскольку сложные проекты все чаще завершаются в рамках бюджета, вовремя и с сокращением отходов. Действительно, использование спутниковых данных в строительной отрасли является убедительным показателем стремления отрасли к более экологически чистому будущему.