Потенцијалот и иднината на беспилотните летала во ГИС и далечинска детекција!

оригинално објавено на: 26.05.2016

Беспилотните летала се летала кои се управуваат со помош на далечински управувач од страна на навигатор (корисник) кој се наоѓа на земја, стотици метри или километри оддалеченост од самото беспилотно летало. Овие системи можат да летаат автономно со однапред одредени координати за лет, полуавтономно или рачно, каде корисникот во текот на самиот лет ги внесува координатите на патеката и височината за летање на беспилотното летало. Како повеќекратни употребливи системи, истите се употребуваат како платформи за фотограметрија, картирање и далечинската детекција најчесто во тесен просторен опсег. Високото ниво на практична употребливост и професионализам како и ниските оперативни трошоци во споредба со останатите системи се едни од факторите кои беспилотните летала веќе на големо се употребуваат во Географските информациски системи (ГИС) и во Далечинската детекција. Беспиолотните летала се во форма на мал авион, рачно контролиран модел на хеликоптер, квадрикоптер, балон, цепелин, крстосувачка ракета или некаква комбинација од наведеното.

Технологијата на беспилотните летала им овозможува на ГИС професионалците да работат поефикасно. Лесното ниво на употребливост на самиот терен овозможува да се добијат високо квалитетни снимки кои подоцна може да се трансформират во дводимензионални карти за различна намена со претходна обработка на податоците на снимките, тродименизонални модели на теренот, континурано да се следат природните појави и процеси, симулации на поплави, следење на промените во атмосферата, промените кои настануваат во средината, континуирано следење на состојбата на вегетацијата, фотографирање или снимање од височина, разни операции за пребарување и спасување, снимање и извидување на тешко достапни или недостапни локации, ГПС-трасирање на објекти и појави, фотографирање за цели на далечинска детекција и останато.

Беспилотните летала меѓу себе се разликуваат и класифицираат според големината на истите, тежината која ја имаат, можноста за товар на леталата, сензорите и камерите кои се инсталираат на истите, изворот на напојување, флексибилноста и маневрите кои може да се изведат во текот на летот, максималната височина која може да ја достигне за време на летањето, отпорот и стабилноста во однос на ветерот и останато. Беспилотните летала кои имаат мала тежина и помала носивост, се користат во кратковременски мисии за снимање, додека леталата кои имаат поцврста конструкција, стабилност за време на летот, кои можат да достигнат повисоки надморски височини и на кои се инсталираат понапредни сензори се користат за подолготрајни временски мисии за снимање на површината.

За разлика од сателитските мисии како IRS, Ikonos, SPOT, Modis, Landsat кои вршат снимање на земјината површина од неколку стотици километри височина на кои се вградени извонредни сензори кои опфаќаат големи просторни целини, беспилотните летала се користат за снимање на мали просторни целини. Во зависност од типот на беспилотното летало, истите се опремени со различни фотограметриски системи и сензори како мали или средни фотоапарати или видео камери, термални камери, мултиспектрални камери, сензориски опсежни камери, инфраред камери, ЛИДАР сензори, микробранови радиометари со кои се врши снимање на површината, во зависност од потребите на научното истражување. За одредување на траекторијата на движењето на беспилотните летала, се вградуваат ГНСС/ИНС системи (Глобален навигациски сателитски систем/инертен навигационен систем), висиномер, компас, инерцијалната мерна единица која е составен дел на ИНС системот, сензор за брзина во воздухот и др.

Беспилотните летала се класифицираат и според способноста за директна обработка на податоците за време на самиот лет. Сите овие функции се во согласност со нивните интегрирани сензори. Податоците кои се добиваат од сензорите со ниски цени најчесто треба дополнително да се обработат во посебен софтверски пакет, додека високо-технолопшките интегрирани сензори во беспилотните летала директно ги обработуваат податоците, пред се истите ги геореференцира. Во зависност од сензорите кои се интегрирани како и видот на дополнителна обработка на податоците, одредени беспилотни летала ќе бидат погодни за конкретни апликации. Вреди да се напомене дека ограниченоста на капацитетот на носивост кај леталата, оневозможува интеграција на високо-технолошки и софистицирани сензори. Беспилотните летала се добар извор на растерски и векторски типови на податоци кои можат да се добијат за краток временски период, можност за формирање на бази на податоци за намените на ГИС како и формирање на тродимензионални модели на теренот кој е предмет на истражувањето.

Беспилотните летала со мала носивост како „SwingletCAM“ со тежина од само 690 грама, има капацитет за летање во времетраење од 50 минути, кој со далечинска контрола може да лета во радиус до 3 км, со интергрирана дигитална камера од 16 Мегапиксели. Квадикоптерот „md4-1000“ со носивост до 1,2 килограми, со радиус на летање од 500 метри, достигнува до 1.000 метри височина на летање, со времетраење на летот од 15 до 90 минути во зависност од типот на бетеријата. Овој квадрикоптер се карактеризира со извонредна стабилност. На md4-1000 може да се интегрираат, термална камера, мултиспектрална камера или обична дигитална камера. Целиот беспилотен систем (беспилотното летало, резервни делови, системот за контрола и останата опрема) изнесува околу 4000 долари.

Останати беспилотни системи кои се искористуваат во географијата и во далечинската детекција се: Kahu uav од прозводителот Skycam, Geocopter, R-MAX, type II од производителот Yamaha, беспилотното летало Falcon 8 и др. Од кинеските производители на квадкоптери пак, најпопуларни и многу погодни според цената се DJI (Phantom), Walkera и сл., кои имаат одлични перформанси (повеќе за нив види овде).

Перспективата на беспилотните летала во ГИС истражувањата и во далечинската детекција се огромни. Со напредувањето пред се на нано технологијата, можноста за користење на ласерските скенери, создавањето на нови технолошки понапредни сензори и камери со кои ќе се добијат снимки и податоци со висока резолуција и точност, иднината на беспилотните летала е огромна. Со новите системи за позиционирање како рускиот ГЛОНАСС, кинескиот БЕИДУ систем како и идниот европски систем Галилео, ќе овозможат поточна траекторија на летање на воздухопловот, креирање на прецизни тродимензионални модели на теренот и обработката на податоците во реално време ќе бидат клучни фактори во идниот развој на беспилотната технологија, но и нивната се поинтензивна употреба низ целиот свет, како за мирнодопски така и за воени цели.

Извори:
– http://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0924271614000501
– https://www.microdrones.com/fileadmin/web/PDF/Referenzen/Fallstudien/use-of-uav-remote-sensing-platform-agriculture-microdrones.pdf
– http://www.isprs.org/proceedings/XXXVII/congress/1_pdf/203.pdf
– https://en.wikipedia.org/wiki/Unmanned_aerial_vehicle
– http://www.barcelonadronecenter.com/index.php/uav-remote-sensing-applications-6
– https://www.sensefly.com/applications/gis.html
– http://www.igeografija.mk/Portal/?p=5136
– http://www.ifp.uni-stuttgart.de/publications/phowo11/140Eisenbeiss.pdf „The Potential of Unmanned Aerial Vehicles for Mapping“, HENRI EISENBEISS, Zurich, Wichmann/VDE Verlag, Belin & Offenbach, 2011

Изработил: Арсе Кузманоски – ГИС