Использование летающей авиамодели для видео и фото съемки с воздуха. Самостоятельная аэрофотосъемка.

18.05.2014

Идея разработки состоит в системе наблюдения за лесными пожарами (дистанционный мониторинг) с помощью авиамодели с видео- и фотокамерой или как её по другому называют – Дистанционно управляемого летательного аппарата (ДУЛА).

А все завязалось с того, что я узнал по телевизору, что нужны оперативные наблюдения за лесными пожарами, поскольку от них сильно страдают люди. Я создал авиамодель (её лесная служба будет запускать в воздух каждое утро) и регистрирующую систему, которая к ней присоединяется: она записывает видео и делает фотоснимки. Но, главной идеей разработки авиамодели с видео- и фотокамерой является создание системы дешифрирования почвенных показателей по авиафотоснимкам и выдавать точное состояние земельного покрова.

Авиамодель поднимается на высоту в 100-150 м, производит авианаблюдение того, что происходит внизу, охватывая площадь 10 кв. км за время полета, и плавно опускается после окончания авианаблюдений. На все это уйдет около 15 минут. Если бы для выявления пожара, МЧС поднимал в воздух самолет, что очень дорого. Хотя, конечно самолет и облетает значительно большее пространство. А эта модель значительно дешевле других беспилотных систем – чуть более 400 долларов, включая фотоаппаратуру. И в использовании она значительно оперативнее, поскольку мониторинг осуществляется тем же, кто и будет тушить пожар.

Разрабатываемый мною авиакомплекс для дистанционного мониторинга включает несколько составляющих: аерокомпоненту (авиамодель), спецфотокамеру, программное обеспечение и оператора. Фото-видеосъемочная аппаратура включает в себя: цветную камеру (широкоформатную или узкоформатную) и фотоаппарат с разрешением 10 мегапикселей. Вес авиакомплекса — 900 г. Максимально возможный вес — 1,2 кг. Радиус действия: 2-2,5 км в ручном режиме управления, 10 км — в автоматическом.

Основным критерием выбора схемы летательного аппарата является возможность его транспортировки в собранном состоянии в багажнике легковой автомашины, что и определило максимальные размеры 1100х600х250мм и аэродинамическую схему носителя — схема «утка», летающее крыло.

Авиамодель выполнена до достаточно простой технологии, без использования каких либо дефицитных материалов. Технология многократно описана, не буду ее повторять, материалов много в интернете. Поскольку целью было проведение аэрофотосъемки, а не высший пилотаж, основной упор сделан на стабильность и устойчивость модели в полете, экономичность.

Двигатель модели — электрический. А это означает что он надежный и некапризный. Достаточное количество сменных аккумуляторов позволяет использовать авиамодель в течение всего светового дня, объезжая и облетывая значительные территории.

Современные фото и видеокамеры, записывающие информацию на микрокарты памяти большой емкости весят несколько десятков граммов и перегружают модель. Для оперативного наблюдения за местность удобнее применять видеокамеры. Качество их изображения не так высоко как у фотоаппаратов, зато съемка ведется непрерывно и один объект можно видеть под разными ракурсами. Фотоаппараты устанавливают в режим таймерной (цейтраферной) съемки, так что бы они делали снимки с определенным интервалом времени.

Запуск авиамодели не представляет никакой трудности и осуществляется непосредственно с рук. Примерно так же как запускают обычный бумажный самолет. Хотя наличие простейшей катапульты из резинового жгута и ассистента, который производит радиоуправление делают запуск еще более комфортным.

Необходимо отметить, что самодельная авиамодель является не единственным способом поднять в небо фото и видеоаппаратуру. В продаже сейчас имеется множество летающих моделей прототипов самолетов и вертолетов с дистанционным управлением. Однако самостоятельно изготовленная авиамодель специально приспособлена для решения этой задачи и позволяет вносить необходимые изменения в свою конструкцию.

Использование авиакомплекса позволило оперативно проводить аэрофотосъемку для определения состояния лесов, состояния всходов с.-х. культур, земель, выявления несанкционированных свалок т.д. Далее в авиафотоснимках проводилась дешифровка и сравнение с наземными полевыми исследованиями для подтверждения изменений в наборе показателей экологического состояния.

Сопоставление аэрофотоснимков и наземных исследований позволило разработать методику проведения оперативного авиамониторинга с помощью авиамодели и методические подходы дешифрирования аэрофотоснимков. В дальнейшем оперативная мониторинговая информация представлялась лишь по результатам дешифрирования аэрофотоснимков. Вся разрабатываемая система была оформлена в виде электронного картографического материала (баз данных, электронных картосхем) с помощью современных геоинформационных пакетов (MapInfo v.9.5) для удобства в использовании.

Данная разработка оперативного авиамониторинга позволяет уменьшить расходы на проведение наблюдательных и полевых работ в 3-3,5 раза. Поскольку будет проводиться только дешифрирование аэрофотоснимков с ДУЛА, то также отпадет необходимость проведения затратных лабораторных исследований.

В 2010 году мной была проведена апробация данной методики определения экологического состояния земель с помощью радиоуправляемой авиамодели на тестовых полигонах для установления возможности использования его в решении оперативных задач мониторинга земель. С помощью авиамодели были получены фотоснимки с трёх основных тестовых полигонов с разрешением до 20 см. Так, например, на выведенных из орошения и орошаемых полях ИЗС, были обнаружены участки осолонцевания почвы, что есть результатом орошения водой низкого качества. Использование аэрофотоснимков с ДУЛА позволило достаточно точно установить контуры и подсчитать площади осолонцеванных земель, что позволило избирательно применить и локально внести химические мелиоранты и минеральные удобрение. Это, в свою очередь, дало существенную экономию средств и материалов. Использование аэрофотоснимков также позволяет выявить и подсчитать засоренность сорняками в посевах культур для проведения выборочной обработки гербицидами, производить подсевы и подкормки.

По результатам проведенных исследований, готовится усовершенствованная методика определения экологического состояния земель ИОС с помощью фотоснимков комплекса ДУЛА.

Таким образом, использование методической разработки оперативного определения эколого-агромелиоративного состояния земель с комплексом ДУЛА позволяет получить эффективный инструмент для мониторинга земель, наблюдения за посевами культур, внедрение точного земледелия в сельском хозяйстве и т.п.

Полезной будет летающая модель, оснащенная видеокамерой и различным садовым товариществам, фермерским хозяйствам. Да и просто весьма любопытно и интересно взглянуть на окрестности своей дачи с высоты птичьего полета.

Анатолий М. Украина, Харьков

Добавить комментарий