Нам сверху видно все! Открываем секреты аэрофотогеодезии

Самая большая ценность на нашей планете — это земля. На ней мы живем, строим жилища и дороги. Она нас кормит и одевает. Все, что мы имеем, есть у нас благодаря ей.

Поэтому рациональное использование земельных ресурсов — главнейшая государственная задача. В Беларуси этому вопросу уделяется большое внимание на самом высоком уровне. У нас делается все, чтобы земля эффективно использовалась на благо всего общества. За этим стоит ежедневная кропотливая работа землеустроительных и геодезических служб.  

Километрах в 15 от Минска есть небольшое местечко Прилуки, где находится сохранившаяся до наших дней старинная усадьба, принадлежавшая когда-то знаменитому графу Гуттен-Чапскому. А неподалеку от нее еще с советских времен расположено аэрофотогеодезическое предприятие, именуемое очень замысловатой аббревиатурой — БелПСХАГИ. Аэрофотогеодезия, говоря простым языком, это когда с летательного аппарата фотографируют земную поверхность. Затем с помощью полученных снимков составляют картографические схемы, которые потом используют в самых разных целях: от установления границ земельных участков до различных проектных работ. Впрочем, давайте обо всем по порядку.

Крылатые фотографы

В кабинетах царит рабочая атмосфера — каждый занят делом. В просторном холле на одном из этажей разместилась выставка, посвященная истории БелПСХАГИ. На одной стене — огромное изображение  самолета АН-30, а на стеллажах у противоположной стены размещены различные приборы. Посередине стоят два беспилотника: один самолетного типа с красным уплощенным фюзеляжем, а второй — небольшой белоснежный квадрокоптер.

В день нашего визита всем этим хозяйством заведовал специалист аэрофотосъемки Виктор Баветов, который с большим знанием дела рассказывал об экспонатах и отвечал на вопросы. В ходе беседы выяснилось, что он выпускник геофака БГУ, после окончания которого пришел работать в БелПСХАГИ. Уже здесь Виктор постигал тонкости работы со сложной техникой, получив и дополнительное образование в Академии авиации по специальности «бортоператор-аэрофотосъемщик».

— В нашем деле необходимо не только досконально знать аппаратуру и методику съемки, но и обладать хорошим здоровьем, быть готовым к полетам, — поясняет Виктор и, повернувшись к стеллажам, продолжает: — Вот здесь у нас выставлена швейцарская аэрогеодезическая фотокамера LEICA RC-30. Она пленочная и последний раз использовалась в работе в 2014 году. Когда нами был приобретен цифровой сканирующий сенсор той же фирмы, старое оборудование стало экспонатом. Все фотооборудование устанавливается в самолет на стандартное крепление в специальный прорезанный снизу фюзеляжа люк. Вот мы работали, в частности, на таком самолете АН-30, — Виктор указывает на противоположную стену. — Основное отличие цифровой камеры в том, что она более автоматизированная. В пленочной нужно было много чего делать руками, хотя и здесь уже присутствует управляющий компьютер, в который загружается полетное задание.

Имеется и пульт управления, на монитор которого выводится местоположение самолета и объекта, который нужно отснять. В полете задействовалась корректировка угла сноса самолета при боковом ветре, поэтому на такой аппаратуре работали два оператора — один корректировал маршрут, второй производил съемку.

Беспилотники на службе геодезии

БПЛА «Геоскан», похожий на маленький самолет, сделан в Санкт-Петербурге. Нумерация идет по размаху крыльев: 101-й, 201-й. В данном случае выставлен 201-й — с большим размахом крыльев и дальностью полета. В отличие от соседнего квадрокоптера, рассчитанного на полет лишь до 20 минут, он способен находиться в воздухе до трех часов. Правда, ему нужна площадка для посадки при помощи парашюта, который размещается в специальном отсеке снизу фюзеляжа. Запускается такой самолетик с рейки при помощи упругой резинки — его «выстреливает» на определенную высоту, после чего через  полторы секунды срабатывает двигатель. Интересно, что пропеллеры у подобных беспилотников толкающего типа и установлены сзади. Корпус и крылья сделаны из вспененного полистирола, поверхность исключительно гладкая — так уменьшается сопротивление воздуху. Материал этот прочный, не крошится, что увеличивает срок эксплуатации. Внутренние карбоновые стержни обеспечивают жесткость конструкции. Все легко разбирается для удобства транспортировки. Чтобы построить 3D-изображения, на беспилотник под углом устанавливают две цифровые камеры SONY RX-1, получая изображение с перспективой.

Будущее наступило

Вся информация, полученная с самолетной или беспилотной съемки, загружается в мощные компьютеры с программой для анализа и обработки. Специалисты работают с облаком точек, на основании которого создаются цифровые модели, а впоследствии — отличного качества фотопланы. Облако точек необходимо четко «усадить» на землю, чтобы был виден рельеф: дороги, откосы, любые бугры, впадины, мелкие водоемы — все это потом учитывается заказчиками в проектном анализе. Технологии позволяют подгружать в готовые фотопланы любую векторную информацию и сведения о земельных участках. Разрешение изображений с тех же беспилотников — до 3 см, поэтому видно все до мелочей. В программном обеспечении внедрено машинное обучение, оно само по фотографиям выстраивает инженерные коммуникации. Привязка к местности осуществляется еще в момент полета летательных аппаратов, на борту которых стоит устройство. Оно связывается с базовыми станциями на земле и производит координатную центровку. Для контроля делается еще и планово-высотная привязка —  специалисты находят для себя на местности конкретные объекты, которые привязывают к точным координатам.

Информационная независимость

Директор БелПСХАГИ Олег Балицкий знает о предприятии все до мелочей. В 2000 году он начинал здесь свою трудовую деятельность, позже работал руководителем в других геодезических организациях, а в итоге возглавил родное предприятие. Многое внедрялось здесь при его непосредственном участии. Особая гордость — информационная база аэрофотосъемки, которая размещена в свободном доступе в интернете на портале www.dzz.by и является основой для разных геосистем, к примеру, геопортала.

— Dzz.by дает объективную картину пропорций и границ, — рассказывает Олег Балицкий. — Тот же гугл может «плавать» иногда на десятки метров, а у нас картина точная. Важно то, что наша информационная база покрывает всю территорию страны. В том же точном земледелии гуглом, скажем, пользоваться нельзя, а нашей базой можно: с беспилотника получаем изображение с разрешением 3-5 см. При этом мы строим стереоизображение, 3D, обеспечивая данными крупные направления деятельности. Мы не монополисты, но являемся основным поставщиком данных для Госкомимущества, земельного кадастра, закрываем нужды Минлесхоза, оказываем услуги БелЖД. В сфере точного земледелия с помощью беспилотников строим карты полей и предоставляем для продвинутых хозяйств, в том числе Минской области. Максимальный срок полного обновления базы – пять лет, но некоторые регионы обновляются гораздо чаще. Подсчитать экономический эффект от нашего dzz-ресурса практически невозможно, потому что он синергический — сколько это многим руководителям и специалистам экономит времени и средств, не поддается подсчету. Сперва приучали всех к нашей системе. Нам говорили, что, мол, работаем с гуглом, все устраивает. Приходилось объяснять, предлагать бесплатно поработать в тест-режиме. Так постепенно люди попробовали и теперь больше не хотят никакого гугла. Тем более поняли, что он сегодня есть, а завтра нам его выключат. Поэтому такие вещи надо развивать свои.

Только вверх

Во многих сферах сейчас хватает сложностей, не обошли они и аэрофотогеодезию. Однако БелПСХАГИ достойно справляется со всеми вызовами. Сейчас прорабатывается покупка китайского оборудования, в том числе и нового коптера с лидаром. Такое оборудование позволяет с помощью лазерного луча «пробивать» до поверхности земли, в отличие от простой аэрофотосъемки, где трава, кустарники, деревья препятствуют точному установлению рельефа поверхности. Это та основа, на которой можно делать самый качественный топографический материал, а затем использовать его во многих сферах, в том числе землеустройстве и проектировании дорог, жилых домов, сетей, производств и многих других объектов.