Высокоточная аэрофотосъемка ОРЛАНОМ в видимом диапазоне
Продолжение ...
Солнце - главный источник энергии для Земли, излучает огромное количество энергии именно в видимом световом диапазоне, а в земной атмосфере волны этой части спектра практически беспрепятственно распространяются.
Видимый диапазон - это участок спектра с длинной электромагнитных волн в пределах от восьми до четырех тысяч атомных диаметров (800–400 нм).
С физической точки зрения в диапазоне видимых электромагнитных лучей ничего особенного нет. Он представляет собой всего лишь узкую полоску в широком спектре излучаемых волн. Но мозг человека и животных оснащен инструментом для выявления и анализа электромагнитных волн именно этой части спектра.
Поэтому, глаз человека, а также большинства птиц и животных в процессе эволюции сформировался таким образом, чтобы улавливать и распознавать именно эту часть спектра электромагнитных излучений. Их глаз представляет собой идеальный инструмент для регистрации и анализа электромагнитных волн видимого светового диапазона.
На вопрос, что есть общего между беспилотным самолетом ОРЛАН и птицей чье имя он носит, ответ уже был дан - первое и главное что их объединяет это зрение.
Паря в сотнях метров над землей, орлан-птица может заметить движение маленькой полевой мыши. Орлан-беспилотник также обладает схожими параметрами, его глаз - это специальная цифровая фотокамера.
В отличие от сверхлегких беспилотников с подъемным весом максимум до килограмма, беспилотный ОРЛАН имея вес полезной нагрузки до пяти килограммов, может осуществлять аэрофотосъемку серьезными профессиональными оптическими приборами - среднеформатными специализированными промышленными фотокамерами PhaseOne iXA-180 и PhaseOne iXU-150, не говоря уже об узкоформатном зеркальном Canon EOS 5D Mark II с объективом Canon EF 50 f/1.2L USM.
Варианты комплектации фотокамерами бортового комплекса аэрофотосъемки в зависимости от решаемых задач
Модель фотокамеры/основные параметры |
Phase One IXA 180 |
Phase One IXU 150 |
Canon EOS 5D SR |
Sony ILCE-5100 |
Sony RX-1 rm2 |
Sony ILCE 7RM2 |
Разрешение, МП |
80 |
50 |
50 |
24,7 |
42 |
43,6 |
ISO, единиц |
35-800 |
100-6400 |
50-3200 |
100-3200 |
50-3200 |
50-3200 |
Тип затвора |
Центральный |
Центральный |
Шторный |
Шторный |
Шторный |
Центральный |
Скорость съемки, кадров/в секунду |
1,42 |
1,25 |
5 |
6 |
5 |
5 |
Особенности |
- |
- |
- |
Съемка в NIR диапазоне |
Перспективная съемка |
- |
Главный бортовой комплекс аэрофотосъемки для целей геодезии
-
- Среднеформатная камера Phase One iXU 150 с объективом Cshneider-Kreuznach;
-
- Контроллер автоматического управления камерой при аэрофотосъемке;
-
- Спутниковый бортовой приемник JAVAD TRE-G3T для геодезической привязки снимков в ГЛОНАСС/GPS;
Параметры основной аэрофотосъемочной камеры Phase One iXU 150
Объектив |
Schneider-Kreuznach 55 мм, F/2.8 |
Затвор |
Центральный, в объективе |
Матрица |
CCD |
Размер матрицы, мм |
53.7 x 40.4 |
Разрешение, пикс. |
10 320x7 752 (80 Мп) |
ISO |
80-800 |
Высококачественная аэрофотосъемка в целях создания цифровых карт местности выполняется фотоаппаратами с калиброванной оптической системой от 24 до 80 МП, с возможностью автоматической корректировки курсового угла фотографирования.
Особенности технологии аэрофотосъемки беспилотным Орланом
-
Аэрофотосъемка производимая ОРЛАНОМ полностью автоматизирована и производится камерами высокого разрешения на высотах от 100 до 5000 метров, с непрерывной продолжительностью съемки до 10 часов и скоростью от 70 до 150 км/час.
-
Получаемые фотоснимки автоматически привязываются к местности бортовыми спутниковыми приемниками JAVAD TRE-G3T при помощи глобальной спутниковой системы позиционирования ГЛОНАСС/GPS .
-
Коэффициент перекрытия задается при планировании аэрофотосъемки по заданным параметрам масштаба, перекрытия и региона съемки.
-
Планово-высотная подготовка района аэрофотосъемки на территории Северо-Запада России производится с помощью сети геодезических базовых станций ГЕОСПАЙДЕР.
Технология аэрофотосъемки Орланами с высоким разрешением имеет Сертификат соответствия № ВР 17.2.0670-2015.
Данная технология соответствует требованиям «Инструкции по фотограмметрическим работам при создании цифровых топографических карт и планов» ГКИНП (ГНТА)-02-36-02, М., 2002г., «Основных положений по аэрофотосъемке, выполняемой для создания и обновления топографических карт и планов» ГКИНП-09-32-80, М., 1982г. (ФСВТС России, РОССТАНДАРТ, Госкорпорация «РОСАТОМ», РСПП , АНО «ВОЕННЫЙ РЕГИСТР»)
Основные данные производительности аэрофотосъемочного комплекса ОРЛАН-10
Высота полета, м |
Продолжительность полёта, ч |
Количество снимков |
Базис фотографиро-вания, м |
Межмаршрутное расстояние, м |
Размер снимка на местности, м |
Разрешение (размер пикселя на поверхности земли), м/пикс. |
300 |
0.16 |
150 |
43 |
130 |
216 х 144 |
0.04 |
600 |
0.07 |
40 |
86 |
259 |
432 х 288 |
0.08 |
900 |
0.05 |
30 |
130 |
389 |
648 х 432 |
0.12 |
1200 |
0.03 |
10 |
173 |
518 |
864 х 576 |
0.15 |
1500 |
0.02 |
6.9 |
216 |
648 |
1080 х 720 |
0.19 |
Получаемые материалы
-
Цифровые фотоснимки высокого разрешения.
-
Ортофотопланы.
-
Цифровая модель местности (ЦМР).
-
Цифровая модель рельефа (ЦМР).
Порядок выполнения комплексных аэрофотосъемочных работ
Порядок выполнения комплексных аэрофотосъемочных работ показан на примере кадастровой экспертизы земель сельскохозяйственного назначения площадью 120 кв. километров в Гатчинском районе Ленинградской области, с созданием топографических планов М 1:1000 и матрицы высот.
Для выполнения технических условий этого задания было признано целесообразным применение сертифицированной технологии беспилотной аэрофотосъемки по созданию ортофотопланов масштаба 1: 1000, на базе БПЛА «Орлан-10» и среднеформатном АФС «Phase One iXU 150» высокого разрешения.
Применение БПЛА среднего класса для получения указанного масштаба позволяет оптимизировать в интересах заказчика временные, финансовые и организационно-технические затраты на выполнение данного вида работ. А полученные ортофотопланы масштаба 1: 1000 для кадастровой экспертизы необходимы и важны, в случае наличия множественных спорных ситуаций между владельцами на данном участке территории.
Этапы выполнения подготовительных и аэрофотосъемочных работ
Работы выполняются полетной, полевой, камеральной и кадастровой группами специалистов - комплексно и поэтапно в установленной очередности, в зависимости от условий задания.
Первый этап: Подготовительный
Согласование условий работы и подписание договора с заказчиком.
На этом этапе проводится уточнение и согласование технического задания, подготовка текста договора и его подписание. Разрабатываются и согласовываются приложения к договору: план-график финансирования (платежей), план-график выполнения работ, схема взаимодействия и другие необходимые документы.
Второй этап: Разрешительно-подготовительный
После получения авансового финансирования в рамках договора, производится подготовка пакета необходимых рабочих документов для выполнения самих работ и подготовки условий их выполнения.
- Полевая рекогносцировка района работ
- Открытие разрешений на выполнение геодезических работ и получение выписки координат исходных геодезических пунктов (ГГС) для района работ.
- Обследование пунктов ГГС в районе работ.
- Получение задания на планово-высотное обеспечение района аэрофотосъемки
- Разработка проекта планово-высотного обоснования (ПВО) аэросъемочных работ и его согласование с полетной группой.
- Создание полевой группой планово-высотного обоснования (ПВО) аэросъемочных работ (не менее 100 опознаков) на местности – в районе работ, с точностью определения координат опознаков не хуже 0,05 м в плане и по высоте.
- Запрос и согласование использования воздушного пространства (ИВП) для аэрофотосъемки в районе работ (параллельно с пунктами 2-7).
Третий этап: Исполнительно-полевой
Производство непосредственно летных и полевых работ.
- Залет района - аэрофотосъемка в границах объекта (12 кв. км) с помощью беспилотного аэрофотосъемочного комплекса Орлан-10, оснащенного фотокамерой PhaseOne с оптическим сенсором (матрицей), имеющим разрешение не менее 50 Мп и объективом с фокусным расстоянием 55 мм, оснащенным центральным затвором. Технические условия полета: высота полета БЛА при выполнении аэрофотосъемочных работ – 500-800 м, оптическое разрешение получаемых фотоматериалов – не хуже 7 см на пиксель. Время выполнения: 1-2 рабочих дня (с учетом фактора погоды и ожидания)
- Предварительная оценка и оперативное уточнение планово-высотного обоснования (ПВО) по результатам аэрофотосъемки.
Четвертый этап: Камеральный-фотограмметрический
Обработка результатов аэрофотосъемки с помощью фотограмметрического ПО Agisoft Photoscan Pro (ПО Photomod).
- Создание ортофотопланов, удовлетворяющих требованиям предъявляемым к масштабу 1:1000 (точность в плане – 0.2 м), в форматах: - растровый файл – в формате GeoTIFF; - файл таблицы привязки растра - Mapinfo, *.tab; в системе координат – МСК 47-2 (либо СК 63 по согласованию с Заказчиком), разрешение ортофотоплана на местности - не хуже 7 см/пиксель.
- Создание облака точек, цифровой модели местности (ЦММ), матрицы высот: - файлы форматов - *.txt, Sputnik KMZ, Sputnik KML, GeoTIFF.
Пятый этап: Камерально-кадастровый
Подготовка результатов аэрофотосъемки для оформления кадастрового пакета документов.
Создание цифровых топографических планов (ЦТП) масштаба 1:1000 (без высотных отметок и горизонталей, без согласования подземных коммуникаций) - оцифровка ортофотопланов в ГИС MapInfo (либо подобных, по согласованию с Заказчиком), создание векторных ЦТП в стандартных условных знаках.
Шестой этап: Кадастровый
Подготовка и оформление кадастрового пакета документов.
- Анализ исходных материалов и правоустанавливающих документов предоставленных заказчиком.
- Подготовка Межевого плана.
- Подача Межевого плана в ФГБУ «Кадастровая палата».
- Получение кадастровых паспортов на земельные участки.
Седьмой этап: Сдаточный
Передача материалов заказчику
Особенности применения технологии
1. Технология отработана практически в полном объеме перечня вопросов полевой организации аэрофотосъемки, планово-высотного обоснования снимаемой территории и камеральной обработки получаемых данных.
2. Составляющие компоненты технологии имеют все необходимые сертификаты, лицензии и разрешения, предусмотренные российским законодательством.
3. Полностью отработан разрешительный алгоритм взаимодействия со структурами Генерального Штаба ВС РФ при производстве аэрофотосъемки участков российской территории.
4. Полностью отработан согласовательный алгоритм взаимодействия с органами управления и контроля воздушным движением при работе беспилотного аппарата в воздухе зоны аэрофотосъемки.
Территориальное применение технологии
Беспилотный аэрофотосъемочный комплекс ОРЛАН может применяться по всей территории России и за её пределами - без технических ограничений.
Аэрофотосъемка песчаного карьера в зимнее время