Warning: session_start(): open(/var/lib/php/session/sess_pvdlt2625mev1nv5sbsorkgev3, O_RDWR) failed: No such file or directory (2) in /var/www/u4261/data/www/forest-karelia.ru/lib/index.php on line 64 Лесной портал Карелии
5 лет в Сети
Фотогалереи

ДЗЗ. Не страшная аббревиатура

февраль 15, 2016

 Что может дать дистанционное зондирование земли лесному хозяйству?

В современном мире, на нынешнем этапе развития все активнее используются последние научные, технологические и программные разработки для решения различных задач. В первую очередь для того, чтобы снизить трудоемкость того или иного процесса. Следующим этапом будет увеличение производительности этого процесса. И на последнем — улучшение качественных характеристик процесса. И логично далее ожидать снижение стоимости этого процесса вследствие массовости... Но нет. Ни один маркетолог такого не допустит. Именно поэтому новый флагманский телефон вы не купите через год-два по цене в три раза дешевле начальной. Его просто не будет в продаже. Его место займет другой телефон по более высокой цене. Поэтому развитие технологий возможно до определенного момента, когда следующим шагом станет поиск новых форм применения, новый симбиоз, на первый взгляд, абсолютно разных решений. Именно в таком ракурсе я бы хотел рассказать о ДЗЗ и ее применении в лесохозяйстве.

ДЗЗ — это дистанционное зондирование земли. В отличие от наземного инструментального измерения земной поверхности (нивелиры, тахеометры, теодолиты), зондирование производится при помощи космических спутников и различных воздушных носителей. Отличается большей производительностью и меньшей трудоёмкостью. При этом используются цифровые фотокамеры, мультиспектральные камеры, геомагнитные зонды и лазеры.

Если рассматривать ДЗЗ для использования в интересах лесного хозяйства (и в сфере леса как такового в целом) то, в первую очередь, для оценки площади леса традиционно используется аэрофотосъемка и цифровые снимки из космоса. В основном твердые границы территорий подвергаются с течением времени корректировке и уточнениям. Это достаточно затратный способ, особенно если данные получены со спутников. И в этом случае ошибка по высоте может достигать нескольких метров. А карты, полученные на основе этих данных, будут иметь масштаб не меньше 1:5000. Мне известен один случай, когда лесоохрана использовала GPS-треккер для установления точных границ леса. При этом высокомобильный летательный аппарат пролетал на сверхнизких высотах (над верхушками деревьев), точно повторяя ВСЕ контуры леса. Это, пожалуй, самый доступный способ решения задачи по определению точной границы леса.

Однако более широких задач по таксации лесных участков это не решает. По фотографиям инженер вручную, при камеральной обработке, выделяет и оценивает  различные участки. Это, как в музее, руками не потрогать. И здесь пригодится лазер...

LiDAR (Light identification detection and ranging, англ.) - лазерный комплекс, снабженный блоком высокоточного позиционирования и стабилизации, не только проводит до 300 000 (трехсот тысяч) измерений в секунду, но и каждое измерение при этом будет иметь точные мировые координаты, а по структуре отраженного сигнала можно определить тип поверхности, «потрогать ее». В случае если луч попал на дерево, затем на куст, папоротник, а после на землю — сигнал будет иметь информацию обо всех четырех объектах (координаты и свойства).

И это только одно измерение! Совместно с лазером работает 100 мегапиксельная аэрофотокамера, которая дополняет визуальную картину объектов. И позволяет инженеру при необходимости в камеральных условиях визуально оценить качество полученного материала.


Ключевым аспектом в этой технологии является то, что результаты сканирования можно обработать в автоматическом режиме, а затем эти данные могут  быть использованы абсолютно в любой известной программе и ГИС (Google Earth, ArcGIS, AutoCAD, Terrasolid и так далее). Все то, чем вы привыкли пользоваться.

При камеральной обработке можно определить объем и качество фитомассы, найти незаконные рубки и оценить их, найти сухостой, поврежденные участки, оценить объем и стоимость, оценить качество рубки, составить подробную карту территории, включая водные объекты, получить трехмерную модель участка с типами и количеством насаждений, определить динамику и многое другое... Первые данные могут быть получены сразу после приземления, так как в полете на программном уровне уже используются алгоритмы для первичной обработки данных.

В общем-то, своим описанием я не «открыл Америки». Лазеры совместно с аэрофотокамерами давно используются при таксации лесов. Известны случаи применения этой технологии в Южной Америке, Непале, Абхазии и пр. Но во всех этих случаях в качестве носителя использовался самолет. И объемы работ исчислялись сотнями квадратных километров... Здесь я хочу вернуться к началу своего рассказа. Стоимость этих работ, не смотря на массовость применения во всем мире, не снижается. А в нашей стране — это заоблачные цифры, особенно для удаленных территорий.

С целью улучшения экономических показателей воздушного лазерного сканирования, в том числе и для потребителя, в качестве носителя комплекса использован автожир (название для обывателя странное, дополнительно об этом летательном аппарате можно прочитать здесь , можно называть его гироплан). При сохранении традиционной аппаратной части для производства работ (LiDAR и цифровая камера) это дало новые уникальные возможности, а именно:

*   автожир менее погодозависим, более стабилен в воздухе, скорость полета при сканировании от 60 до 140 км/ч — это позволяет получить более качественные данные (подробность — карты масштабом менее 1:200, плотность — более 100 точек на м2 , точность — 2-3 см в плане и по высоте), чем самолет или вертолет;
*   низкая операционная стоимость автожира — это позволяет делать небольшие измерения, от 3 км2, с сохранением экономической эффективности. К примеру, сканирование 50 км2 при помощи самолета будет стоить столько же, как сканирование 200 — 300 км2.
*   автожир транспортируется в любой район проведения работ на обычном автоприцепе, взлетает с неподготовленной площадки, радиус полета до 600 км, а с дополнительным баком — до 1000 км - это позволяет использовать комплекс на любой географической локации и производить при необходимости масштабные работы, до 400 км2 за сутки.

Все это делает воздушное лазерное сканирование действительно доступным. Не только для крупных отраслевых монополистов и государства, но и для промышленной, научной, исследовательской и экологической деятельности. При этом снижаются трудозатраты, повышается производительность и качество работ. Сокращение времени работ при прочих равных может достигать 90%.

И в заключении хотел бы добавить, что в США в 2014 году было зарегистрировано более 600 различных способов использования данных (не только при мониторинге леса), полученных методом лазерного сканирования. И в этом аспекте могу смело заявить, что потенциал технологии LiDAR и сферы ее применения еще не раскрыты до конца.

Сергей Коновалов,
руководитель проекта «GyroLiDAR»


Обсуждения

Александр
2016-03-23 15:36:53
Всё это хорошо, но точность съемок "ни в какие ворота", погрешности грандиозные. Планы, изготовленные при помощи экспедиций или партий в 70-е года, даже сегодня точнее, чем изготовленные при помощи аэрофотосъемки в 2000-х. Кошмар.
Дмитрий
2016-02-20 15:14:28
Очень интересные перспективы развития в северо-западном регионе и по всей стране.
Прошу более подробно рассказать о программном обеспечении для анализа полученного объёма данных.
ТАТЬЯНА
2016-02-15 20:11:01
ПРЕКРАСНОЕ БУДУЩЕЕ У АВТОЖИРА!!! УРА !!!

Оставить комментарий

купить итальянский клатч.
dictum-factum.biz
продажа овощных ящиков.
staleplast.ru
лобовые боковые стекла стекло-пакеты с доставкой. установка выезд гарантия
tk-glass.ru
Warning: Unknown: open(/var/lib/php/session/sess_pvdlt2625mev1nv5sbsorkgev3, O_RDWR) failed: No such file or directory (2) in Unknown on line 0 Warning: Unknown: Failed to write session data (files). Please verify that the current setting of session.save_path is correct (/var/lib/php/session) in Unknown on line 0