Geodezija i bespilotne letelice: Kako funkcioniše mapiranje dronom
Pomoću RGB kamera na bespilotnim letelicama postiže se daleko veći nivo detaljnosti, uz značajno manje utrošenog vremena i optimalnu tačnost.
Građevinarstvo bez geodezije ne može. To je naučna disciplina kojom se pravi ne samo premer zemljišta na osnovu kojeg se dolazi do situacionih planova, već se geodezijom postavlja objekat na plac, proveravaju njegove visine i pozicije.
Planovi se izrađuju na osnovu podataka prikupljenih na terenu različitim geodetskim instrumentima. Nekada se to radilo teodolitom, potom se prešlo na Totalne stanice i GPS uređaje, a danas su teren osvojili i dronovi, odnosno bespilotne letelice.
Marko Marković, naš sagovornik na ovu temu, docent je na katedri za hidrotehniku i geodeziju, departman za građevinarstvo i geodeziju Fakulteta tehničkih nauka u Novom Sadu.
Angažovan je u nastavi na studijskom programu za geodeziju i geoinformatiku na sva tri nivoa studija, osnovne, master i doktorske, kao i na doktorskim studijama studijskog programa za Upravljanje rizikom od katastrofalnih događaja i požara.
Predaje uskostručne predmete, a jedna od oblasti stručnog interesovanja mu je primena bespilotnih letelica (dronova) u geodeziji.
Pročitajte još na Gradnja.rs:
- Geodetski snimak placa: Kako saznati koje su zvanične granice vaše parcele
- Kako izgleda brza pruga Beograd-Novi Sad iz drona
Osnovna prednost mapiranja dronom je što se posao može realizovati sa daleko većim nivoom detaljnosti.
Kako navodi Marković, bespilotne letelice koriste se u praksi iz praktičnih razloga, koji se ogledaju u tome da se pored geometrijske interpretacije predmeta mapiranja dobija i vizuelna interpretacija u vidu georefernciranih ortofoto snimaka.
Osnovna prednost mapiranja primenom bespilotnih letelica se ogleda u tome da se određeni posao može realizovati sa daleko većim nivoom detaljnosti, uz značajno manje utrošenog vremena za potrebe prikupljanja podataka na terenu u odnosu na primenu konvencionalnih metoda snimanja, sa postizanjem optimalne tačnosti koja mora biti zadovoljena.
Kako naglašava naš sagovornik, na dron se mogu montirati različiti tipovi senzora kao što su žiroskop, barometar, akcelerometar, GNSS, magnetometar, daljinomer, inercijalna jedinica, senzor izbegavanja prepreka, LiDAR, georadar, i dr.
Najčešći senzor koji se koristi u postupku mapiranja primenom drona jeste RGB kamera.
Obrada podataka za manje od sat vremena
Proces mapiranja dronom može se podeliti u tri osnovne faze – Planiranje misije, Prikupljanje podataka i Procesiranje podataka, kaže Marković, te dodaje da su osnovni rezultati mapiranja 3D model objekta, digitalni model visina/površi, oblak tačaka i ortofoto snimak.
Postupak obrade podataka se može obaviti i za kratko vreme, odnosno za manje od jednog sata, ukoliko je prilikom mapiranja prikupljen mali broj fotografija, dok je za projekte sa velikim brojem prikupljenih fotografija potrebno znatno više vremena za obradu podataka.
“U svakom slučaju, u cilju minimalizacije utrošenog vremena za obradu podataka neophodan je računar sa visokim performansama”, zaključuje Marković.
Dronom se, kako navodi, može dobiti realističan digitalni 3D model objekta pod uslovom da između objekta koji je predmet mapiranja i kamere koja se koristi za snimanje ne postoje fizičke prepreke.
Na kvalitet i tačnost snimka utiču karakteristike kamere koja je montirana na dron i detalji plana leta – visina leta, ugao kamere, vrednosti podužnog i poprečnog preklopa između fotografija, tačnost i međusobna geometrija postavljenih kontrolnih tačaka na objektu koji je predmet snimanja, itd.
Mapiranje nije moguće realizovati po kiši i, u najvećem broju slučajeva, po jakom vetru, niskim ili ekstremno visokim temperaturama.
Vremenski uslovi, dodaje Marković, jesu ograničavajući faktor jer mapiranje nije moguće realizovati po kiši i, u najvećem broju slučajeva, po jakom vetru, niskim ili ekstremno visokim temperaturama.
Pogodni vremenski uslovi se ogledaju i u tome da predmet snimanja ne bude u senci usled nepovoljnog upadnog ugla zraka sunčeve svetlosti.
Oblačnost u većini slučajeva nije problem, navodi naš sagovornik, jer se snimanja vrše sa malih visina što je definisano i u okviru zakonske regulative.
Takođe, operater koji upravlja dronom mora imati potvrdu o položenom ispitu o poznavanju vazduhoplovnih propisa na osnovu pravilnika o bespilotim vazduhoplovima izdatog od strane Direktorata za civilno vazduhoplovstvo Republike Srbije.
Zatim, u većini slučajeva dron kojim se obavlja mapiranje mora biti registrovan i let može da se odvija samo u alociranom delu vazdušnog prostora, odnosno delu vazdušnog prostora koji je utvrdila kontrola letenja na osnovu podnete prijave leta od strane pravnog ili fizičkog lica koje će realizovati let.
Flota Fakulteta tehničkih nauka
Departman za građevinarstvo i geodeziju na novosadskom FTN-u poseduje više vrsta bespilotnih letelica koji se koriste u nastavi, to jest, u radu sa studentima, kao i u okviru saradnje sa privredom.
Iz praktičnih razloga koji se ogledaju u relativno malim dimenzijama drona i jednostavnom planiranju letačkih misija i upravljanju najčešće je u upotrebi quadcopter Anafi Parrot sa RGB kamerom.
Pored navedenog drona, u “floti” su još i Anafi Parrot sa RGB i termalnom kamerom, kao i dron sa fiksnim krilima SenseFly eBee X sa RGB kamerom.
Vođenje računa i o najsitnijim detaljima
Neki od karakterističnih projekata Markovića i njegovog tima bili su mapiranje objekta za potrebe izrade 3D modela i detekciju pukotina, mapiranje i obračun zapremine otpada na deponijama, mapiranje i obračun zapremine nasutog i iskopanog materijala, snimanje energetskih gubitaka objekta termalnom kamerom, mapiranje zemljišta u poljoprivredi za različite namene, mapiranje terena za potrebe izrade georefereciranih ortofoto snimaka za potrebe izrade GIS-a, mapiranje terena u cilju evidencije poplavljenih područja, itd.
„Svaki projekat je karakterističan za sebe i prvenstveno je neophodno sagledati šta je predmet mapiranja, koja je zahtevana tačnost, koji je zahtevan nivo detaljnosti i u kom vremenskom opsegu je neophodno prikupiti podatke i isporučiti obrađene rezultate klijentu“, kaže docent na novosadskom FTN-u
Takođe, dodaje on, potrebno je voditi računa o najsitnijim detaljima prilikom procesa planiranja i izvršavanja misije u cilju uspešne realizacije i izbegavanja neželjenih događaja.
Usavršavanjem do kvalitetnijih izlaznih rezultata
Prema Markovićevom mišljenju, budućnost primene bespilotnih letelica u geodeziji leži u razvoju novih i usavršavanju postojećih senzora koji se koriste za mapiranje, u cilju postizanja kvalitetnijih izlaznih rezultata, kao i u proširenju oblasti primene u odnosu na trenutnu situaciju.
Takođe, dodaje, budućnost je i u razvoju algoritama za obradu podataka u cilju povećanja stepena automatizacije i smanjenju neophodnog vremena za obradu podataka.
