аспирант Хороших Е.Г., к.г.н. Олзоев Б.Н.

Иркутский национальный исследовательский технический университет, Россия

Дистанционное зондирование с БПЛА и их применение в картографировании лесных земель Иркутской области

В эпоху электроники и цифровых технологий конечным продуктом картографирования является цифровая карта. Обновление существующих и составление новых карт различных масштабов производится за счет геопространственных данных, получаемых методами дистанционного зондирования Земли (ДЗЗ). Интенсивное развитие ДЗЗ в последние десятилетия внесло существенный вклад в технологию геоинформационного картографирования, широко применяемое при создании карт, в т.ч. крупных масштабов [2].

ДЗЗ позволяет получать пространственную и непространственную информацию об объекте или явлении с помощью регистрирующего прибора, расположенного на расстоянии от объекта земной поверхности. Существуют следующие методы ДЗЗ: космическая съемка, аэрофотосъемка, в т.ч. по видам – радиолокационная, сканерная и тепловая съемка [1,2].

Особое место ДЗЗ занимает в создании карт лесных земель для районов, где осуществляется их интенсивное освоение. В региональном аспекте лесные земли формируют экологический каркас территории, особенно это представлено в Байкальском регионе России. Иркутская область обладает значительными лесными ресурсами, и, поэтому наблюдения за экологическим состоянием лесной растительности и ее динамикой является приоритетной задачей регионального управления территорией.

Технологический этап создания цифровой карты на основе ДЗЗ представляет собой процесс получения геопространственных данных с аэро- и космических снимков при помощи их дешифрирования и фотограмметрической обработки [1].

На сегодняшний день активно развивается аэрофотосъемка с легких летательных аппаратов с дистанционным управлением. Съемка беспилотными летательными аппаратами (БПЛА) получило широкое применение в области инженерно-геодезических изысканий и топографических съемок. Преимущество метода съемки БПЛА перед космической и классической аэрофотосъемкой состоит:

- в безопасном использовании оборудования, легкой транспортировке, отсутствии пилота и взлётно-посадочных полос;

- в получении качественных съемок с высоким пространственным разрешением и отсутствием атмосферных искажений;

- в возможности перспективной съемки (под углом к горизонту);

- в возможности панорамной съемки;

- в высокой производительности труда за счет оперативного получения данных.

Применение БПЛА в организации съемочных работ включает 3 этапа:

- выбор на местности опознаков и их привязка к пунктам государственной геодезической сети, оказывающие влияние на точность результатов съемки;

- съемка участка местности производится автоматически, почти без участия оператора, по заданному маршруту с перекрытием кадров и высотой полета указанных в параметрах полета;

- камеральная обработка результатов съемки заключается в объединении всех фотографий (сцен) с помощью специального программного обеспечения.

В результате съемки составляется ортофотоплан высокого разрешения и трехмерная цифровая модель в виде плотного облака точек. Конечным продуктом обработки являются цифровой топографический план и цифровая модель рельефа.

При использовании метода на практике выявлен ряд недостатков: быстрое разряжение батареи и возможная потеря оборудования, связанная с усилением ветра и отклонением от заданного маршрута или перехватыванием оборудования другими операторами.

Использование ортофотопланов значительно упрощает уточнение уже существующих границ лесов, а также становится возможным оперативное обнаружение незаконных выработок леса и лесных пожаров, ведение экологического мониторинга лесных земель, что особенно актуально в Иркутской области. На рис. 1 приведен пример аэроснимка, полученного с БПЛА, на территорию пригородной части г. Иркутска.

Рис. 1 Выделение границы леса по аэроснимку с БПЛА

Кроме того наиболее важную роль играет применение цифровых моделей рельефа и местности при решении задач картографирования и трехмерной визуализации. Трехмерная фотореалистичная визуализация территорий методами компьютерной графики и создание муниципальных трехмерных ГИС способны изменить технологию и практику управления лесными территориями. Потребность в реалистичном отображении окружающего мира увеличивает значимость трехмерного моделирования. Трехмерные модели облегчают планирование, контроль и принятие решений во многих отраслях. Процесс лесного картографирования может быть выведен на принципиально новый уровень качества и контроля по всей территории региона.

Значительное количество существующих ошибок, совершенных в технологии ведения учета характеристик и местоположения земельных участков можно выявить при помощи ортофотоплана. К ним относятся грубые ошибки технического характера – наложение границ смежных земельных участков, ошибочное местоположение участков лесохозяйственного назначения, смещение и поворот границ учтенных земель.

В настоящее время широко используются технологии БПЛА во всем мире. Они совершенствуются и удешевляются, повышается качество цифровых съёмочных систем. Метод дистанционного картографирования при помощи БПЛА становится все более перспективным способом получения геодезической основы в лесоустроительных работах, в первую очередь для создания цифровых актуальных карт и планов.

Литература

1. Книжников Ю.Ф. Аэрокосмические методы географических исследований: Учеб. – М.: Академия, 2005.– 352 с.

2. Чандра А.М. Дистанционное зондирование и географические информационные системы: Учебное пособие. – М.: Техносфера. 2008. – 328 с.