Цифровые двойники любых объектов. Кто и как создает контуры умных городов

История Белорусского предприятия сельскохозяйственных аэрофотогеодезических изысканий БелПСХАГИ корнями уходит в далекие послевоенные времена, которые сегодня кажутся уже почти былинными. Хотя техническое оснащение в ту пору было довольно простым, тем не менее уже тогда здесь решали важные задачи. В стране строились заводы, прокладывались дороги, быстрыми темпами развивались сельхозпроизводство и лесная отрасль — и повсюду требовалась наглядная фотогеодезическая информация, без которой трудно было бы что-либо нормально планировать, проектировать и строить.

Новые технологии — окно в будущее

С той поры минуло более 70 лет, но значение аэрофотогеодезии только возросло. Без получаемой с ее помощью информации сегодня невозможно представить ни государственное управление, ни многие отрасли экономики.

За прошедшее время кардинально изменилось и техническое оснащение в данной сфере — на смену архаичным приборам пришли мощные аэрофотографические сенсоры, лазерные сканеры (лидары) и беспилотные летательные аппараты.

Соответственно расширился и спектр предоставляемых услуг.

— Наше подразделение занимается работами в сфере землеустройства, — рассказывает начальник полевого изыскательского отдела Роман Снытко. — Мы охватываем весь перечень работ по предоставлению земельного участка, начиная с согласования и разработки проекта отвода земли до установления границ. Заказчиками являются физические либо юридические лица. По землеустроительным делам мы работаем в Минской области, а вот аэрофотосъемку выполняем по всей республике. Новый Кодекс РБ о земле, основные положения которого вступили в силу с 1 января 2023 года, предоставил много возможностей в плане легализации самовольно занятых земельных участков или с неустановленными границами, изменения целевого назначения участков или их раздела. Каждая ситуация уникальная — будь то восстановление границ участков, которые граждане получают в наследство, либо это касается земли, приобретаемой на аукционе или у другого лица.

Сегодня БелПСХАГИ не только производит съемку высокого и сверхвысокого пространственного разрешения в различных спектрах оптического диапазона, но и является центром цифровой обработки данных, получаемых при дистанционном зондировании земной поверхности (ДЗЗ).

Для работы с огромными массивами информации здесь используют компьютеры с высокой производительностью, оборудованные стереомониторами — для работы с данными в стереоскопическом режиме.

— Наши специалисты работают с цветным стереоизображением, — рассказывает директор БелПСХАГИ Олег Балицкий. — Во втором полугодии 2023 года планируем приобрести новый коптер с лазерным лидаром. Проект был поддержан руководством Госкомимущества и запланирован в инновационном фонде. Данное устройство сможет сканировать поверхность Земли и оперативно собирать детальную информацию для построения достоверной 3D-модели местности и рельефа. Беспилотник с лидаром — это точный прибор, который используется для съемки небольших участков местности. Но мы все-таки ставим цель осуществлять съемку всей территории республики, а это возможно только с помощью пилотируемой аэрофотосъемки. Поэтому для выполнения серьезных объемов нам дополнительно нужен более мощный прибор, носителем которого будет самолет. Этот вопрос нашел отклик в правительстве, поэтому в 2023 году планируем работать с коптером, а далее закупить более серьезное оборудование.

Технологический отдел, который возглавляет Алена Рогова, занимается планированием и контролем выпуска продукции: картографического материала, данных ДЗЗ, ортофотопланов, 3D-моделей местности, цифровых моделей рельефа. В функции отдела также входят и перспективные для предприятия направления.

— Последние годы в Беларуси идет процесс всеобъемлющей цифровизации. Ортофотопланы являются первоосновой для создания производных цифровых объектов, например строений или деревьев. А это база для проектирования территорий, дорог, сетей, строений — всего чего угодно, — говорит Алена Вадимовна. — При помощи оцифровки и последующего сопоставления объектов в разных ситуациях можно прогнозировать последствия того или иного решения. Ну а следующий этап — «Умный город». Основой для его создания является база данных, содержащая цифровые двойники любых объектов: строений, мостов, даже уличных скамеек и фонарей. Сюда же собирается информация о сетях и транспорте. И если кто-то планирует, что нужно в какой-то дом провести коммуникации, открывает на компьютере этот план, где в 3D все видно: каждый наземный, подземный слой — все это соединено в одном месте, быстро кликаете и производите нужные расчеты и согласования.

От георесурса к смарт-городам

Настоящей гордостью предприятия стал созданный здесь в 2017 году геоинформационный ресурс данных дистанционного зондирования Земли, который охватывает всю территорию Беларуси. Сюда стекаются материалы аэрофотосъемки, прошедшие цифровую обработку и представленные в качестве, необходимом для точного восприятия пользователями. Данная информационная база размещена в открытом доступе на портале www.dzz.by, там же есть и закрытые платные сегменты с фотопланами сверхвысокого разрешения. На сегодняшний день база пространственных геоданных используется в различных геоинформационных системах, а за счет постоянного обновления она всегда предоставляет актуальную информацию. Активными пользователями ресурса являются органы госуправления, землеустроительные службы, предприятия и физлица. Постепенно база пополняется новыми данными, среди которых цифровые трехмерные модели, спектрозональные снимки и другие информационные продукты, которые в наши дни становятся все более востребованными в самых различных сферах.

Одно из перспективных направлений, которое последние годы активно продвигается в мире — это развитие концепции умных городов (Smart City). Под эгидой Министерства связи и информатизации идет работа в этом направлении и у нас в стране. Основным инструментом реализации проекта «Умные города Беларуси» является Госпрограмма  «Цифровое развитие Беларуси на 2021–2025 годы», в которой отдельным направлением предусмотрено «создание и (или) совершенствование геоинформационных систем». Понятно, что БелПСХАГИ в этом деле не только не затерялось, но и является одним из ключевых участников. Как сообщил Олег Балицкий, все наработки организации в данном направлении будут представлены на международном специализированном форуме по телекоммуникациям, информационным и банковским технологиям «ТИБО-2023» в Минске.

Точному земледелию — быть!

Еще одним многообещающим направлением в деятельности БелПСХАГИ является точное земледелие. Всего каких-то лет десять назад это казалось далеким будущим. Однако сегодня перспективы широкого внедрения на полях страны беспилотной техники, интеллектуального распределения удобрений, автоматического контроля за состоянием почвы и других инноваций стоят перед страной во весь рост — это вопрос ее конкурентоспособности и продовольственной безопасности. Олег Балицкий здесь справедливо замечает: «По точному земледелию любому хозяйству требуется готовое решение, за которое оно готово платить, поэтому нужно прийти и поставить им это под ключ». С такой целью БелПСХАГИ взаимодействует с компаниями, решающими задачи точного земледелия на рынке Беларуси совместно с Минсельхозпродом. Аэрофотогеодезия в этом контексте выступает как субподрядчик для составления точных карт полей для дальнейшего внедрения технологий.

По словам главного инженера предприятия Виталия Головачева, БелПСХАГИ уже в этом году планирует отснять около 300 тыс. га полей по заказу партнеров. И это все востребовано конкретными хозяйствами, которые имеют соответствующую технику.

Следует отметить, что в данном случае необходима съемка с очень высоким разрешением — до сантиметров, чтобы машина потом рассчитала правильную траекторию движения. Здесь необходим именно беспилотник с лазерным сканером, чтобы получать материалы, учитывающие малейшие уклоны рельефа. В планах специалистов есть и съемки полей спектрозональной камерой для отработки методов анализа информации о сезонных изменениях различных критериев. — Для точного земледелия мало создать «железо», — поясняет Виталий Головачев, — его нужно настроить под нужды агрономии, поэтому в разработках должны принимать участие не только технари и программисты, но и агрономы, почвоведы. Это очень большой комплекс вопросов, в котором мы готовы качественно выполнять свой пласт работы, и уже это делаем.

Государственное предприятие «БЕЛПСХАГИ»

223011, Минский район,

Сеницкий с/с, аг. Прилуки,

ул. Мира, 1А

УНП 600052784