Съемка для проведения инженерно-геодезических изысканий и комплексных кадастровых работ

Использование съемки с дронов позволяет существенно снизить затраты на создание топографических и кадастровых планов территории за счет сокращения объема полевых работ и сроков их выполнения. Беспилотник вертолетного типа способен за один вылет отснять от 20 до 50 гектаров территории в зависимости от масштаба съемки, самолетного типа — до 20 квадратных километров. При этом стоит отметить, что технология пока полностью не заменяет работу геодезиста или кадастрового инженера в поле. Объемы наземных полевых работ при выполнении съемки с БПЛА будут зависеть от характера объекта и подстилающей поверхности — от съемки нескольких точек для контроля в районе старта БПЛА до проведения планово-высотной подготовки с плотностью 4-5 точек на квадратный километр. В любом случае объемы полевых работ по сравнению с традиционной съемкой сокращаются в 3-5 раз

Общий порядок выполнения работ

  • Получение разрешений на использование воздушного пространства и проведения АФС
  • Проведение планово-высотной подготовки на объекте
  • Аэрофотосъемка с БПЛА
  • Обработка ГНСС-измерений, расчет координат центров фотографирования, проверка материалов на контрольных точках
  • Фотограмметрическая обработка — построение ортофотоплана, цифровой модели местности, цифровой модели рельефа (при определенных условиях), 3D-модели местности, облака точек
  • импорт данных в AutoCad
  • дешифрирование ортофотопланов, векторизация плановой части ортофотопланов, получение высотных отметок с цифровой модели рельефа
  • полевая проверка и дополнительная съемка с использованием спутниковой геодезической аппаратуры (при необходимости)
  • построение топографического плана заданного масштаба

Планово-высотная подготовка

Заключается в определении координат временной базовой станции и точек планово-высотного обоснования в местной системе координат. В качестве исходных  точек планового и высотного обоснования используются пункты государственной геодезической сети и геодезической сети сгущения. Перед выполнением залета на объекте съемке устанавливаются и координируются несколько наземных опознаков. На 1 кв км площадной съемки под масштаб 1:2000 достаточно 2-3 мишени, под масштаб 1:500 — 5-6 мишеней. Базовая станция на время полета ставится либо на пункте с известными координатами, либо координируется после.

 

Аэрофотосъемка с беспилотника

Для достижения максимального экономического эффекта при выполнении съемки для инженерно-геодезических изысканий и кадастра необходимо использовать высокопроизводительные дроны с максимально возможными характеристиками фотокамеры и интегрированным спутниковым геодезическим приемником. Компания Аэрострим для этих целей использует отечественные промышленные дроны — Геоскан 101, Геоскан 201, Геоскан 401. На небольших объектах используется квадрокоптер собственной разработки Аэрострим 001 с интегрированной камерой Sony RX-1. Точности конечного продукта составляют до 10 см в плане и по высоте. При детальной съемке СКО составляет 1-2 см

Подготовка беспилотника самолетного и коптерного типов к взлету обычно занимает 10-15 минут

Для подготовки полетного задания необходимо в программе планирования указать границы съемки, разрешение снимка на земле (см/пиксель), продольное и поперечное перекрытия, а также точку посадки/измерения скорости ветра (для самолета). Планирование полетов обычно производится в офисе и на месте корректируется по ситуации. Ниже показан интерфейс программы планирования GeoscanPlanner

 

Запуск беспилотников самолетного типа производится с катапульты, коптеров — с любой ровной площадки.  В видеоролике ниже показаны запуски беспилотников и использование материалов для контроля кадастровых границ и объемов земляных масс.

Обработка ГНСС-измерений

После выполнения залета скачиваются снимки и лог с ГНСС-приемника. Следующая решаемая задача — получить точные координаты центров фотографирования.

Все используемые беспилотники оборудованы двухчастотными или одночастотными спутниковыми приемниками геодезического класса. Во время полета бортовой ГНСС-приемник пишет лог и события/event срабатывания затвора фотоаппарата. На самолете данные пишутся с частотой 10 Гц. Высокая степень синхронизации между фотоаппаратом и приемником позволяет получить временные метки в местах, где фактически сработал затвор фотоаппарата. Полученные данные уравниваются с данными  базовой станции и данными референцных станций (при наличии). Точность координат центров фотографирования в результате пост-обработки обычно составляет несколько сантиметров в плане и по высоте.

 Фотограмметрическая обработка

Производится в Agisoft Photoscan Pro или аналогах.  В качестве исходных данных загружаются геодезические координаты центров фотографирования. Точки ПВО используются для контроля.

Пример фрагмента ортофотоплана ниже:

Пример плотного облака:

Результаты фотограмметрической обработки

ортофотоплан в форматах geotiff, jpg, Google Earth KML одним файлом, либо в виде тайлов
цифровая модель местности в виде карты высот в форматах TIFF/BIL/XYZ. При этом при необходимости можно исключить отдельные здания и отдельно стоящую растительность

Фотограмметрическое облако точек в форматах TXT (XYZ point cloud), LAS, DXF. Облако точек может выгружаться любой плотности
Горизонтали с заданным шагом, построенные по плотному облаку точек в любом формате ГИС или DXF
Масштабы съемки 1:500, 1:1000, 1:2000

Создание топографического плана с использованием материалов аэрофотосъемки

  • импорт ортофотоплана в AutoCad
  • получение отметок рельефа местности с карты высот, импорт отметок в AutoCad
  • дешифрирование ортофотоплана, векторизация и создание плановой части топографического плана
  • полевая проверка, досъемка элементов, которые не видны на материалах аэрофотосъемки
  • создание итогового топографического плана

После получения ортофотоплана, материалы импортируются в AutoCad, где производится векторизация с дешифрированием объектов топографической съемки. Наносятся контура угодий, ограждения, инженерно-технические сооружения, здания и строения и прочие видимые элементы топографического плана.

 

Далее из полученной цифровой модели местности (карты высот) происходит импорт точек высот поверхности в формате .txt в формат AutoCad

После проведения полевого контроля и досъемки элементов, которые не видны на материалах аэрофотосъемки, картографом выполняется «чистовая» отрисовка
полученных материалов согласно нормам сдачи топографических планов.

 

ВЫВОДЫ

— При проведении аэрофотосъемки  временные затраты на проведение полевых работ уменьшаются на 70-90 процентов в зависимости от сложности участка топографической съемки, что существенно снижает стоимость работ.
— Камеральные работы при этом увеличиваются не значительно, а качество отрисовки полевого материала при этом улучшается.
— Точность полученных материалов не уступает работам, выполненным классическими методом проведения топографической или кадастровой съемки, а местами ( при получении рельефа) и превосходит.