Нагорнюк К. Е., компания Esri CIS, e-mail: knagornyuk@esri-cis.ru, web: www.esri-cis.ru
Put Your Drone to Work with Drone2Map for ArcGIS
Новое настольное приложение Drone2Map for ArcGIS позволяет на основе данных и фотоизображений, собираемых с беспилотных летательных аппаратов, создавать готовые информационные продукты: ортомозаики, 2D и 3D карты по результатам инспекций и мониторинга.
Еще лет двадцать назад игрушечная машинка на дистанционном управлении была чем-то космическим, а сейчас ребенка не удивить радиоуправляемым самолетом или вертолетом, который в придачу оснащён и камерой, и различными датчиками, А видео с такого аппарата может выводиться в режиме реального времени на смартфон.
Технология и стоимость производства беспилотных летательных аппаратов (далее будем называть их БПЛА, дроны или беспилотники) достигли того уровня, когда такой аппарат уже можно приобрести даже для домашнего использования. Интернет-магазины пестрят предложениями достаточно функциональных дронов стоимостью от 1000 долларов США, которые позволяют вести съемку с установленной камеры и использоваться в том числе и в коммерческих целях.Такие аппараты обычно оснащены автопилотом, что так важно для неопытных пользователей, которые боятся повредить дрон в первом полете (рис. 1).
Рис. 1. Управление беспилотным аппаратом с пульта, интегрированного с планшетом.
Съемка с беспилотника значительно превосходит по пространственному разрешению съемку с космических аппаратов и может практически не зависеть от облачности при полете на малых высотах. Ограничением остается обязательный выезд оператора БПЛА к месту съемки и сравнительно непродолжительный период полета на одной аккумуляторной батарее, что позволяет выполнить за один залет съемку территории от нескольких квадратных километров до нескольких десятков квадратных километров в зависимости от типа и модели дрона. Материалы этих съемок можно использовать в разных сферах деятельности.
Для сельского хозяйства использование БПЛА особенно актуально в попытке развить точное (координатное) земледелие, которое тесно связано с высокоточными данными о рельефе, детальной информацией о состоянии растительного и почвенного покрова. Космическая съемка для таких целей может вовсе не подойти из-за недостаточной детальности снимков или их высокой стоимости. А обладая собственным беспилотным аппаратом и программным комплексом для обработки собираемых данных можно организовать «фабрику» по обработке снимков с БПЛА. На основе полученных результатов оценивается состояние растительности и ландшафт. Карты вегетации могут сравниваться с картами урожайности, полученными с датчиков на технике, что позволяет внедрить дифференцированное внесение удобрений,средств защиты растений и подкормок с точными дозами для каждого небольшого участка поля. Стоит отметить, что данные с БПЛА наилучшим образом подойдут при внедрении адаптивно-ландшафтного земледелия, благодаря получаемой точной модели местности можно построить карты крутизны и экспозиции рельефа по районам съемки, что позволит оценить потенциальный сток, опасности эрозии, теплообеспеченность и влагообеспеченность. Хотя площади сельскохозяйственных угодий могут исчисляться многими тысячами гектар, это не означает невозможность применения дронов. Например, можно применить комбинированный подход, при котором усредненная оценка изменения состояния вегетации ведется по бесплатным космическим данным, а более детальная – по данным с БПЛА. Данный подход уже используется многими компаниями, когда при выявлении отклонений от нормы производится залет беспилотного аппарата над конкретной территорией для выявления причин происходящего.
Компания Esri всегда старается использовать перспективные технологии, которые могут быть использованы в ГИС. Снимки с дронов являются отличным источником данных дистанционного зондирования для геоинформационных систем, поэтому для пользователей платформы ArcGIS создан новый продукт – настольное приложение Drone2Map for ArcGIS, который, как и другие продукты Esri, интегрирован в единую геоинформационную платформу. Для приложения неважно с какого беспилотника были получены снимки, быть может это будет достаточно интересный и недорогой китайский аппарат DJI Phantom или профессиональный БПЛА российского производства. Самое главное, чтобы для каждого снимка были зафиксированы координаты центра кадра. В основе лежат проверенные алгоритмы от компании Pix4D. Благодаря приложению Drone2Map for ArcGIS может быть создано несколько видов продукции на основе наклонных снимков с летательного аппарата. Начинать проводить обработку снимков можно прямо в поле, для этого используется ускоренный метод обработки, который дает более грубые результаты, но позволяет быстро оценить отснятые кадры, чтобы принять решение о необходимости проведения дополнительного залета. Далее выполняется полноценная обработка, в результате которой можно создать следующие виды продукции: карты для инспектирования, ортофотомозаики, цифровые модели местности, текстурированные 3D-модели объектов; при использовании мультиспектральной камеры возможно получить точные карты вегетационного индекса (NDVI) c шагом до нескольких сантиметров (рис. 2).
Рис. 2. Детальный мониторинг урожая(вегетационныйиндекс NDVI) по снимкам с БПЛА, преобразованным в карту в Drone2Map forArcGIS и представленным в ArcGISPro.
Продукт Drone2Map for ArcGIS может быть интересен пользователям дронов и с точки зрения коммерческой выгоды от съемки различных объектов. Благодаря интеграции с облачной ГИС ArcGIS Online или собственным ArcGIS Server возможна продажа доступа к результатам съемки через веб-интерфейсы. Пользователи смогут совместить результаты съемки с цифровыми картами, собственными векторными границами. Дополнительно можно организовать и предоставление результатов обследования объекта с БПЛА, когда не потребуется искать вручную изображение с требуемого ракурса съемки среди сотен полученных дроном фотографий, достаточно кликнуть на карту и просто выбрать нужный угол обзора (рис. 3).
Рис. 3. Проект по инспектированию объектов cдрона с отображением геопривязанного ориентированного снимка и карты с маршрутом облета в интерфейсе Drone2Map forArcGIS.
Беспилотные летательные аппараты уже стали реальностью нашего времени, они все проще в использовании и,по сути,являются уникальным средством получения очень детальных геопривязанных снимков для геоинформационных систем.
Дополнительную информацию об использовании данных БПЛА в ArcGIS можно посмотреть тут.
