Лого Сделано у нас
57

Завершен проект по созданию 3D-модели региона РФ на примере Тульской области

  •  © geoscan.aero

Последние годы активно развивается создание трехмерных моделей городских пространств. И если еще лет 10 назад вы могли только слышать о таких моделях или натыкаться на них в Google Earth, то на сегодня 3D-моделирование городов шагнуло так далеко, что создаются проекты, которые могут похвастаться фотореалистичностью и геодезической точностью. Первый подобный опыт в нашей стране был реализован в 2014 году группой компаний «Геоскан» на территории г. Томска. Было получено 190 000 снимков на площади более 320 км2 с разрешением в 3-5см/пикс., по результатам чего были созданы 3D-модель и ортофотоплан города.

  •  © geoscan.aero

Фрагмент 3D-модели г. Томска

Для создания модели использовались беспилотники Геоскан (сокр. — БПЛА) (подробнее о них читайте в другом нашем материале), и опыт использования БПЛА для таких целей оказался столь успешным, что это послужило основанием для запуска проекта по «Созданию геодезически точной 3D-модели типового региона России на основе данных беспилотной аэрофотосъемки и технологий ГЛОНАСС». В качестве пилотного региона была выбрана Тульская область. Работы по созданию модели заняли чуть менее полутора лет. Подробнее — о результатах.

  •  © geoscan.aero

Геопортал Тульской области

Основным катализатором осуществления этого проекта послужила федеральная целевая программа, стимулировавшая постановку объектов недвижимости на учет. Но поскольку постановка десятков миллионов объектов на кадастровый учет в короткий срок традиционными методами невозможна, то было решено прибегнуть к беспилотным технологиям, использование которых позволяет в короткие сроки создавать ортофотопланы (фотографические планы местности на точной геодезической основе) территорий населенных пунктов с высокой точностью (не хуже 10 см), достаточной для выполнения кадастровых работ.

Проект стартовал в июне 2016 года. В течение летних месяцев 2016 года отрабатывались оптимальные методики геодезического обоснования и аэрофотосъемки (сокр. — АФС) на территории тестовых районов Тульской области — Заокского, Алексинского и Ясногорского, а уже весной 2017 г., после всех модернизаций и усовершенствований началась съемка оставшихся районов, завершившаяся за промежуток в чуть более 4 месяцев — с 23 марта по 31 июля.

Далее о выработанной методике выполнения работ. Предварительно, до начала выполнения АФС, были получены разрешения на съемку Генерального штаба вооруженных сил РФ, оперативного управления штаба военного округа и территориальных органов безопасности ФСБ. Также получались разрешения органов местного самоуправления на проведения полетов над населенными пунктами.

Непосредственно перед выполнением АФС осуществлялось обследование пунктов Государственной Геодезической Сети, относительно которых определялись координаты опорных базовых спутниковых станций для увеличения надежности и точности измерений. На территории всего района определялись координаты контрольных точек, служивших для контроля точности ортофотопланов на этапе камеральной обработки результатов АФС. Всего, за период работы были произведены наблюдения более 8000 контрольных точек.

  •  © geoscan.aero

Пример схемы расположения контрольных точек по Ясногорскому району.

  •  © geoscan.aero

Наблюдение контрольной точки с помощью спутникового приемника

Перед началом полетов строились полетные задания, в которых районы разбивались на полетные зоны с помощью ПО «Geoscan Planner».

  •  © geoscan.aero

Полетное задание в интерфейсе программы «Geoscan Planner»

Аэрофотосъемка проводилась двумя бригадами по 4 человека, каждый из которых одновременно запускал по 2 беспилотника «Геоскан 201». После посадки каждого БПЛА производилась замена аккумулятора и скачивание отснятого материала и данных с ГНСС приемника, в автопилот загружались новые полетные задания и производились повторные запуски БПЛА (в случае благоприятных погодных условий), и так до завершения рабочего дня.

  •  © geoscan.aero

Запуск БПЛА

Таким образом, за день удавалось получать десятки тысяч снимков с двадцати беспилотников. Подобная плотность выполнения работ позволяла завершать съемку районов в сжатые сроки: так, например, съемка Суворовского и Воловского районов была выполнена за 3 полетных дня, а в среднем, на завершение съемки района требовалось 9-14 дней.

Всего аэрофотосъемочные работы разделялись на 3 вида:

1) АФС по площади населенных пунктов, пространственное разрешение — не более 4 см/пикс.;

2) АФС по межселенной территории — не более 9 см/пикс.;

3) АФС памятников и объектов культуры — 3-4 см/пикс.

После окончания полевых работ снимки передавались на контрольный просмотр в региональные штабы ВС РФ, а после пересылались в кластер обработки данных в Санкт-Петербурге. По итогам работ было отснято более 25 тыс. км2 в течение 288 дней, произведено 10 тыс. часов полетов, за которые был отснят 21 район Тульской области.

Дополнительно, с помощью квадрокоптера и наземной фотосъемки были отсняты объекты культурного наследия Тульской области, в число которых вошли, к примеру, Тульский Кремль, Куликово Поле, Музей-усадьба «Ясная Поляна», Тульский Государственный музей оружия и многие другие.

Следующим этапом является камеральная обработка — анализ и обработка фотоснимков с целью получения ортофотопланов и цифровых моделей местности. Объем снимков по одному району, как правило, составляет несколько сотен тысяч снимков, и обработка такого количества данных требует колоссальных вычислительных мощностей и хранилищ данных. Решением этой задачи стало использование суперкомпьютера «Политехник RSC Торнадо», третьего по производительности (пиковая производительность — 943 Тфлопс) в России.

  •  © geoscan.aero

Суперкомпьютер «Политехник RSC Торнадо»

Для обработки материалов аэрофотосъемки использовалось специализированное ПО — «Agisoft PhotoScan Pro», а общая схема обработки данных в подобном ПО заключается в выявлении положений камер в момент АФС и построении облаков точек на основании снимков, на базисе которых затем и создаются 3D-модели и ортофотопланы. Финальными результатами обработки 6 млн. снимков стали ортофотопланы с разрешением 5 см/пикс. для территорий населенных пунктов и 10 см/пикс. для межселенных территорий, 1443 высокоточные текстурированные 3D-модели населенных пунктов и, суммарно, 218 ТБ полученных данных.

  •  © geoscan.aero

Пример фрагмента ортофотоплана населенного пункта

  •  © geoscan.aero

Пример фрагмента ортофотоплана населенного пункта

  •  © geoscan.aero

Пример фрагмента цифровой модели населенного пункта

  •  © geoscan.aero

Пример фрагмента цифровой модели населенного пункта

  •  © geoscan.aero

Тульский музей оружия

  •  © geoscan.aero

Тульский Кремль

  •  © geoscan.aero

Никольский собор в пос. Епифань

После получения и обработки результатов полевых работ, начинается этап выявления нарушений земельного законодательства с помощью ГИС «Спутник» и QGIS.

Работы выполнялись на основе ортофотопланов и сведений ЕГРН — кадастровых планов территории (КПТ). Помимо этого, была сформирована геокодированная адресная база путем обработки данных ФИАС, местных муниципалитетов и полевых обследований.

Процесс выявления нарушений включал в себя выявление границ фактического использования участков, реестровых ошибок, нецелевого использования сельскохозяйственных земель и ранее учтенных земельных участков без установленных границ.

В результате было сформировано несколько слоев векторных данных, совмещенных с ортофотопланами:

  •  © geoscan.aero

Геопортал Тульской области. Пример фрагмента ортофотоплана с наложенными данными о нарушениях использования земельных участков

  •  © geoscan.aero

Геопортал Тульской области. Пример фрагмента ортофотоплана с наложенными данными о нарушениях использования земельных участков

Всего, в процессе векторизации было проанализировано более 800 тыс. участков, из которых около 450 тыс. не были поставлены на кадастровый учет, выявлено более 60 тыс. случаев самовольного занятия территории общей площадью 31 км2 и 9,5 тыс. с/х участков, заросших древесно-кустарниковой растительностью площадью более 1700 км2, составлена база из 350 тыс. адресов, и многое другое.

Для визуализации данных был создан региональный Геопортал, представляющий собой клиент-серверное веб-приложение, разработанное на языках Java (JEE), JavaScript, HTML, CSS. Основные решения портала реализованы на базе ГИС «Спутник Web», работа портала оптимизирована таким образом, что трехмерные модели не требуют загрузки процессора пользователей, а формирование тайлов ортофотопланов происходит «на лету».

Портал позволяет обследовать территорию районов Тульской области по цифровым ортофотопланам и трехмерным моделям населенных пунктов, просматривать все сформированные векторные слои и их атрибутивную информацию, работать с базой данных портала, с измерительными инструментами, системами координат — со всем, что необходимо для работы кадастровых инженеров и специалистов органов государственной и муниципальной власти.

  •  © geoscan.aero

Геопортал Тульской области. Отображение трехмерной модели фрагмента населенного пункта на портале

Полученные по результатам работ материалы уже нашли применение при выполнении мероприятий государственного земельного надзора и муниципального земельного контроля и будут использованы при решении задач туризма, мониторинга, управления территориями и в других сферах хозяйства. Созданный портал позволит хранить и обновлять геопространственную информацию и обеспечивать доступ к ресурсу органам государственной и муниципальной власти и кадастровым инженерам.

Выполненный проект показал высокую эффективность беспилотных технологий ГК «Геоскан» и их экономическую рентабельность, и позволил дать толчок экономическому и социально-культурному развитию региона и развитию проекта «Цифровая модель России».

Источник: http://geoscan.aero/
  • 8
    Нет аватара Инженер2015
    07.08.1813:56:01

    Интересные технологии    

    помогают пополнять бюджет за счёт нарушителей    

  • 4
    Нет аватара Виктор-АПТ
    07.08.1818:37:01

    Зашел, побаловался, всё круто, особенно порадовала индикация высоты в точке курсора… tomsk3da.admtomsk.ru/location/58?ll=56.474116721%2C85.004342738&z=156.91&heading=0.025&pitch=-0.312&roll=0.000&mode2D=false

    Отредактировано: rvk~22:25 09.08.18
  • 0
    Нет аватара Solncevorot
    07.08.1822:38:30

    Нет опасений, что такими точными геоданными может воспользоваться злодей, вероятный противник?

    • 3
      Нет аватара yaapelsinko
      08.08.1809:45:14

      По дачам тамагафками будут удары наносить?

      • 2
        Нет аватара Solncevorot
        08.08.1809:51:36

        На вскидку, имея хорошие геодезические данные, можно для крылатых ракет или прочих беспилотников построить более качественные маршруты.

        Шут его знает, как оно сейчас, но раньше такие (и даже более простые) данные сильно охраняли.

        • 3
          Нет аватара yaapelsinko
          08.08.1810:13:35

          Это давно уже сделано со спутников.

          • 0
            Нет аватара Solncevorot
            08.08.1816:56:55

            Точность зондирования со спутника и с самолета сильно разная. Более того, с самолета можно получить ориентиры для системы технического зрения, что повышает шансы у нападающего.

            • 0
              Нет аватара don1500
              08.08.1821:27:20

              И на сколько вам известный возможности орбитальных пентагоновских телескопов, которые снимают едва ли не во всём спектре радиоволн? Для технического зрения думаю достаточно данных с орбитального радара с разрешением в 10 метров. И это возможности 1995 года.

              • 0
                Нет аватара Solncevorot
                09.08.1809:58:48

                Не преувеличивайте. Во первых крылатая ракета видит местность совершенно с другого ракурса, она вообще местность наблюдает практически с уровня пешехода, а не самолета. Во вторых, если говорить о системе технического зрения, то картинки со спутника вообще бесполезны. Авиафотосъемка наше все. Кстати, то, что вы видите на гуглокартах и прочих сервисах, снято не со спутника, а с самолета.

                • 0
                  Нет аватара nik.f
                  11.08.1801:55:22

                  Solncevorot, более того, это технология как раз военная (во всяком случае у apple), использовалась как раз для крылатых ракет, потом её выкупил бизнес.

    • 0
      Zveruga Zveruga
      08.08.1814:43:14

      Вот так у них выглядит хранилище топлива.

      •  © s8.hostingkartinok.com

      • 1
        Нет аватара Solncevorot
        08.08.1817:07:07

        Я рассуждаю с точки зрения злоумышленника: где хранилище мне известно, как выглядят дома по маршруту от точки старта ракеты и до хранилища мне известно, известен рельеф и высота объектов-препятствий, значит я могу доставить боевую часть в пункт назначения. Крылатая ракета может быть настроена на минимальную высоту, все препятствия ей известны, она их облетит.

  • 5
    Нет аватара nabludatel71
    07.08.1823:42:42

    Ничего себе, какую штуку у меня на родине провернули! А ни разу не заметил, хотя в полях гулял немало… Обязательно поизучаю.

  • 0
    Михаил SEO Михаил SEO
    08.08.1811:59:55

    Я всё ждал когда Гугл хотя бы Москву отрёхмерит, у Гугла очень удобный и быстрый сервис, жаль было только что российских городов нет, а тут вдруг Томск. Правда очень тормознуто, пользоваться невозможно, видимо только для демонстрации.

  • 0
    Zveruga Zveruga
    08.08.1814:47:23

    Круто! Её бы как-то связать с популярными георесурсами для народа, типа Яндекс-карт или 2ГИС. Чтобы можно было в смартфоне наблюдать не только плоские снимки на картах, но и объём.

    Получившиеся карты ещё нужно будет допиливать.    

    •  © s8.hostingkartinok.com

    Из-за вертикального сканирования наблюдаются проблемы у объёктов с переменчивой высотой.

    Отредактировано: Zveruga~14:47 08.08.18
Написать комментарий
Отмена
Для комментирования вам необходимо зарегистрироваться и войти на сайт,