Беспилотные технологии в геодезии

Геодезия – одна из древнейших наук, занимающаяся измерением земной поверхности и определением координат объектов. Современные беспилотные системы значительно расширили возможности геодезистов, повысив скорость сбора и обработки данных. Применение дронов позволяет сократить затраты на полевые работы, повысить безопасность сотрудников и ускорить процесс сбора данных.

    В геодезии широко используются два основных типа беспилотных летательных аппаратов (БПЛА):

    1. Вертолетного типа (квадрокоптеры, гексакоптеры и октокоптеры) – характеризуются стабильностью полета и возможностью висеть неподвижно в заданной точке пространства, что идеально подходит для точной аэрофотосъемки малых участков территории.

    2. Самолетного типа – обладают большей дальностью полета и экономичностью, применимы для крупномасштабных съемок протяженных районов и маршрутов большой длины.

    Геодезические беспилотные летательные аппараты (БПЛА) классифицируются по двум основным признакам: назначению и характеристикам.

Виды БПЛА по назначению

    Геодезические БПЛА выполняют различные задачи, в зависимости от которых их можно разделить на следующие категории:

●     Картографические БПЛА;

●     Геодезические БПЛА;

●     Линейно-профильные БПЛА;

●     Эксплуатационные БПЛА;

●     Разведочные БПЛА.

Преимущества беспилотных технологий

Использование беспилотных систем в геодезии имеет ряд преимуществ перед традиционными методами:

●     Высокая точность и детализация. Современные дроны оборудованы высокоразрешающими камерами, а также специализированными сенсорами (например, LiDAR, мультиспектральными камерами и пр.), обеспечивающими создание детальных ортофотопланов, цифровых моделей рельефа (ЦМР) и трехмерных моделей местности с сантиметровой точностью. Это значительно превосходит традиционные методы съемки по объему качественных получаемых данных;

●     Высокая скорость сбора данных. БПЛА способны за короткий промежуток времени охватить обширные территории, что особенно актуально для срочных проектов, горнодобывающей промышленности, мониторинга быстро меняющихся объектов (например, строительных площадок или участков, подверженных эрозии) или обширных сельскохозяйственных угодий;

●     Доступность труднодоступных и опасных зон. Дроны позволяют осуществлять съемку в местах, представляющих сложности или опасность для человека: крутые склоны, области с экстремальными погодными условиями, промышленные зоны повышенного риска, районы экологических катастроф. Это открывает новые горизонты для проведения исследований в ранее недоступных локациях;

●     Безопасность персонала. Использование беспилотников снижает риск травм и аварий при работе в труднодоступных местах;

●     Значительная экономическая эффективность. Использование БПЛА существенно снижает затраты на геодезические работы. Снижается потребность в большом количестве персонала, уменьшаются расходы на транспорт и дорогостоящее наземное оборудование, а также сокращается время проведения изысканий;

●     Регулярный и систематический мониторинг. Возможность проведения периодических съемок одних и тех же участков территории с помощью дронов незаменима для мониторинга динамики изменений ландшафта, контроля за ходом строительства, наблюдения за состоянием окружающей среды и других задач, требующих постоянного наблюдения;

●     Интеграция с геоинформационными системами. Данные, полученные с помощью дронов, легко интегрируются с ГИС-платформами и другими геоинформационными системами (GNSS, фотограмметрические пакеты), позволяя проводить комплексный анализ и визуализацию данных, а также создавать многослойные карты.

Применение беспилотных систем в геодезии

Инженерно-геодезические изыскания

Минстрой России разработал новый ГОСТ Р «Системы беспилотные авиационные в строительстве, применяемые для производства геодезических работ. Общие требования». Этот стандарт направлен на унификацию методов геодезических работ в строительстве, включая инженерно-геодезические изыскания, с использованием беспилотных авиационных систем.

Аэрофотосъемка

Беспилотники позволяют проводить аэрофотосъемку местности с высокой точностью и скоростью. Получаемые снимки используются для создания ортофотопланов, топографических карт и трехмерных моделей местности. Это особенно актуально при работе над крупными проектами строительства дорог, мостов, трубопроводов и другой инфраструктуры.

Топографическая съемка

Дроны способны быстро собирать данные для составления высокоточных планов участков земли. Использование GPS-навигации позволяет точно определять координаты объектов на земле, сокращая сроки полевых работ и снижая затраты.

Мониторинг земельных ресурсов

Современные беспилотные аппараты оснащаются мультиспектральными камерами, позволяющими отслеживать состояние сельскохозяйственных угодий, лесных массивов и водных ресурсов. Благодаря регулярному мониторингу обеспечивается контроль изменения ландшафта и состояния окружающей среды.

Создание цифровых моделей рельефа

Данные, полученные от дронов, позволяют создавать цифровые модели рельефа, которые необходимы для планирования строительных проектов, анализа гидрологических процессов и моделирования природных катастроф.

Контроль точности строительства

Геодезисты используют дроны для контроля качества выполняемых строительно-монтажных работ. Сравнение фактического положения конструкций с проектными чертежами осуществляется с помощью фотограмметрии и лазерного сканирования.

Георазведка месторождений

Беспилотные летательные аппараты (БПЛА) используются для проведения различных видов съемки, таких как аэромагнитная съемка, позволяющая выявлять магнитные аномалии, связанные с месторождениями полезных ископаемых; гиперспектральная и спектрометрическая съемка, обеспечивающие детальный анализ геологического строения и оценку площадей залегания руд, а также определение характеристик грунта; и георадарная съемка, которая позволяет проводить неразрушающий контроль подземных объектов и структур без непосредственного контакта с поверхностью, что особенно ценно в труднодоступных районах или для сохранения целостности исследуемых объектов.

Использование БПЛА в России

В России внедрение беспилотных технологий в строительстве и геодезии сдерживалось несовершенством законодательства. В декабре 2024 года ситуация изменилась: утвержден ГОСТ Р 71886-2024 (вступит в силу 01.02.2026, но допускается досрочное применение), устанавливающий требования к точности (до 2 см по высоте, 5 см в плане) и оборудованию БПЛА (сертифицированные геодезические модули). Изменения в СП 126 и СП 317 (вступившие в силу в январе 2025 года) закрепляют юридическую силу данных, полученных с помощью БПЛА, при соблюдении условий калибровки и сертификации оператора, а также устанавливают обязательное использование БПЛА для мониторинга опасных объектов (например, карьеров) не реже чем раз в 10 дней. Таким образом, регулирование использования БПЛА в этих сферах стало более четким и обязывающим, но остаются вопросы безопасности полетов, особенно в городской среде.

Использование дронов в геодезии стало повсеместной практикой, особенно в России, где вопрос транспортной доступности и обширности территории стоит остро. Уровень технического развития компонентов БПЛА и программного обеспечения делает дроны эффективным решением на рынке по критерию материальных и временных затрат и получаемого результата.