---

ГЛАВА 1. ВЫБОР БЕСПИЛОТНОГО ВОЗДУШНОГО СУДНА И ОБОРУДОВАНИЯ ДЛЯ ПРОВЕДЕНИЯ СЪЁМКИ

Для выполнения поставленной задачи необходимо подобрать беспилотное воздушное судно и съёмочное оборудование, которые позволят получить необходимый объём информации об исследуемой территории. При выборе БВС учитываются продолжительность полёта, дальность маршрута, возможность автоматического выполнения задания, допустимая полезная нагрузка, устойчивость к внешним условиям и совместимость с установленным оборудованием.

В качестве основного беспилотного воздушного судна выбран Геоскан 201. Данный аппарат относится к БВС самолётного типа и предназначен для проведения воздушной съёмки, картографирования и обследования различных территорий. Самолётная схема позволяет эффективно перемещаться на значительные расстояния и выполнять обследование достаточно больших площадей за один полёт. Управление и планирование задания могут выполняться с использованием заранее подготовленного маршрута, что позволяет заранее определить основные параметры предстоящей съёмки.

Перед началом выполнения работ на электронной карте задаются границы участка, который необходимо обследовать. После этого формируется маршрут движения беспилотного воздушного судна. При его построении учитываются размеры территории, требуемая высота полёта, скорость движения, направление пролётов и параметры фотографирования. Такой способ планирования позволяет обеспечить равномерное покрытие всей исследуемой площади и не допустить появления участков, которые останутся без необходимых снимков.

Для получения требуемых данных на Геоскан 201 устанавливается мультиспектральная камера Geoscan Pollux. Данное устройство отличается от стандартных фотокамер тем, что позволяет выполнять съёмку одновременно в нескольких спектральных диапазонах. Geoscan Pollux оснащена пятью независимыми каналами, которые работают в синем, зелёном, красном, красном краевом и ближнем инфракрасном диапазонах. Благодаря этому получаемые изображения содержат значительно больше информации о свойствах исследуемой поверхности, чем обычные фотографии.

Использование мультиспектральной камеры особенно эффективно при обследовании участков с растительным покровом. Растения по-разному отражают электромагнитное излучение в различных диапазонах. Поэтому анализ изображений, полученных в нескольких спектральных каналах, позволяет определить различия в состоянии растительности и выявить участки, которые визуально могут практически не отличаться друг от друга. Полученные данные также могут применяться для последующего расчёта различных вегетационных индексов.

К основным спектральным каналам Geoscan Pollux относятся диапазоны с центральными длинами волн около 470, 560, 665, 720 и 840 нм. Таким образом, камера охватывает как видимую часть спектра, так и ближний инфракрасный диапазон. Это позволяет использовать полученные материалы для более подробного анализа состояния исследуемой территории. Разрешение каждого канала составляет 1440×1080 пикселей, а использование глобального затвора позволяет уменьшить искажения, возникающие во время движения беспилотного аппарата.

Одним из важных этапов подготовки к выполнению задания является выбор высоты воздушной съёмки. Данный параметр непосредственно влияет на размер участка территории, который попадает в один кадр, и на итоговое пространственное разрешение получаемых материалов. При увеличении высоты полёта камера охватывает большую площадь, однако детализация объектов уменьшается. При снижении высоты, наоборот, повышается детализация, но для обследования всей территории потребуется выполнить большее количество пролётов. Поэтому высота должна подбираться с учётом площади участка и требований к качеству конечных материалов.

Кроме высоты необходимо установить параметры перекрытия фотографий. Соседние снимки должны иметь общие участки, благодаря чему после завершения полёта их можно будет сопоставить между собой. Для рассматриваемой съёмки принимается продольное перекрытие около 70 %, а поперечное — около 50 %. Такое соотношение позволяет получить достаточное количество общих точек между соседними изображениями и обеспечивает возможность их дальнейшей фотограмметрической обработки.

При формировании маршрута необходимо учитывать направление движения БВС относительно исследуемой территории. Линии маршрута должны располагаться таким образом, чтобы камера последовательно охватывала весь заданный участок. Расстояние между соседними линиями полёта определяется выбранным поперечным перекрытием. Интервал между моментами получения фотографий также рассчитывается с учётом скорости движения беспилотника и необходимого продольного перекрытия.

До начала полёта выполняется предполётная подготовка. Проверяется техническое состояние Геоскана 201, заряд аккумуляторных батарей, работоспособность системы управления и навигации. Отдельно проверяется установленная камера Geoscan Pollux, наличие карты памяти и достаточного объёма свободного пространства для записи материалов. Также необходимо убедиться, что загруженный маршрут соответствует границам исследуемого участка и выбранным параметрам съёмки.

Большое значение имеют погодные условия. Выполнять воздушную съёмку рекомендуется при подходящей видимости и относительно стабильном освещении. Сильный ветер способен повлиять на траекторию движения и стабильность беспилотного аппарата, а осадки могут негативно сказаться на качестве получаемых материалов и безопасности выполнения полёта. Поэтому перед запуском необходимо оценить метеорологическую обстановку и убедиться в соответствии условий установленным ограничениям эксплуатации БВС.

После выполнения всех подготовительных мероприятий Геоскан 201 запускается и начинает движение по заранее рассчитанному маршруту. Во время полёта камера Geoscan Pollux выполняет последовательную съёмку исследуемой территории. Благодаря заранее установленным параметрам фотографии получают необходимое перекрытие, что в дальнейшем позволяет объединить отдельные кадры в единый массив данных.

После окончания полёта полученные материалы переносятся на компьютер для дальнейшей обработки. Сначала выполняется проверка качества фотографий. Из дальнейшей обработки могут исключаться снимки, содержащие сильное смазывание, существенные ошибки экспозиции или другие дефекты. После проверки материалы систематизируются в соответствии с используемыми спектральными каналами.

Дальнейшая обработка может выполняться в специализированном программном обеспечении, например Agisoft Metashape. На этом этапе изображения сопоставляются между собой, определяются общие точки, после чего формируется единый результат воздушной съёмки. В зависимости от поставленной задачи на основе полученных данных могут создаваться ортофотопланы и другие цифровые материалы.

Особенностью применения Geoscan Pollux является возможность проведения дополнительного спектрального анализа. Использование данных красного и ближнего инфракрасного диапазонов позволяет рассчитывать индекс NDVI, который применяется для оценки состояния растительного покрова. Также могут использоваться другие индексы, например NDRE и SAVI. Полученные результаты позволяют разделить исследуемую территорию на участки с различными характеристиками и провести более детальное обследование.

Таким образом, выбранный комплекс на основе Геоскана 201 и мультиспектральной камеры Geoscan Pollux обеспечивает возможность проведения плановой воздушной съёмки с получением подробной информации об исследуемой территории. Геоскан 201 обеспечивает необходимую продолжительность и дальность полёта, а Geoscan Pollux позволяет получать данные сразу в пяти спектральных диапазонах. Правильное определение высоты, скорости, перекрытия снимков и других параметров позволяет получить качественный исходный материал для последующей обработки.

Применение данного оборудования является целесообразным для задач, связанных с картографированием, обследованием территорий и оценкой состояния растительного покрова. Использование автоматического планирования маршрута в сочетании с мультиспектральной съёмкой позволяет сократить влияние человеческого фактора, обеспечить равномерное покрытие участка и получить данные, которые в дальнейшем могут быть использованы для создания цифровых карт и проведения дополнительного анализа.