Использование цифровых технологий при проведении топографической съемки открыло принципиально новые перспективы не только перед картографами, но и перед представителями иных профессий

С.Г. Герасимова («Геокосмос»)

Компания «Геокосмос» — владелец крупнейшего в России парка цифрового аэросъемочного оборудования. В частности, она располагает четырьмя широкоформатными (разрешение от 86 Мпикс) аэрокамерами Vexcel UltraCam (Microsoft-Vexcel Imaging GmbH, Австрия) и десятью среднеформатными (разрешение от 22 Мпикс) камерами Rollei (Rollei GmbH, Австрия).

О технических характеристиках цифровых аэрокамер, их совместном использовании с воздушными лазерными системами для получения текстурированных трехмерных моделей писалось уже неоднократно. В этом материале хотелось бы рассказать о менее известных нашим заказчикам возможностях цифровых аэрокамер и практическом применении уникальной картографической продукции, получаемой с их помощью.

Одним из преимуществ цифровых широкоформатных аэрокамер, таких как Vexcel UltraCam, является то, что съемка проводится одновременно в трех диапазонах спектра: панхроматическом, цветном (RGB) и ближнем инфракрасном (NIR). Огромный онлайн магазин подарков с доставкой по России. Один из получаемых продуктов — спектрозональные цифровые снимки, CIR (Color Infra Red) или False Color (в условных цветах), содержащие следующие спектральные компоненты по трем каналам (см. таблицу).

Канал 1 (ближний инфракрасный) ориентирован на отражательную способность растительности и максимально чувствителен к ее свойствам и различиям в составе; канал 2 (красный) чувствителен в зоне сильного поглощения хлорофилла, при высокой отражательной способности почв, может использоваться для картографирования снежного покрова; канал 3 (зеленый) восприимчив к мутности воды, осадочным шлейфам и факелам выбросов, что позволяет проводить их изучение, может быть полезен для дешифрирования обширных классов растительности, в том числе подводной.

Таблица. Спектральный компонент снимков

Спектрозональные снимки получаются в процессе аэросъемки параллельно с обычными цветными снимками. Но если RGB-снимки давно нашли широкое практическое применение, то спектрозональными пока еще пользуются редко. Перспективность данного вида продукции не вызывает у специалистов сомнений. Например, крупнейшая российская нефтегазовая компания «Газпром» специально заказывала спектрозональную съемку территории Аксарайского газоконденсатного месторождения в Астраханской области. Проект реализовывался в интересах нескольких подразделений заказчика: маркшейдерской службы, департамента недвижимости, но первоочередное значение имел для экологов. Цифровые спектрозональные аэроснимки использовались для диагностики состояния ландшафтов. По ним были дешифрированы такие симптомы экологической нестабильности, как развитие почвенной эрозии, угнетение растительности, загрязнение водоемов. Инфракрасное излучение хорошо отражается растительностью, поэтому чем более красной она выглядит на снимках в ближнем ИК-диапазоне — тем она здоровее. Таким образом, состояние растительного покрова было использовано как индикатор общего состояния экосистем.

Перспективная аэросъемка
Перспективная аэросъемка — съемка, для которой проектируемое и фактическое значения угла наклона оптической оси камеры по отношению к вертикали имеют существенно отличные от нуля значения. Это — старое изобретение. Можно найти упоминания об использовании перспективных снимков еще в начале ХХ в. В настоящее время данные перспективной съемки пользуются большим спросом в Европе и США. Их основные потребители — службы быстрого реагирования (МЧС, пожарные), риэлторы, муниципальные службы.

Несомненное достоинство этой продукции — наглядная визуализация и доступность для анализа. Если топографическая карта для неспециалиста — не более чем набор непонятных значков и символов, то комплект перспективных снимков — отличное средство демонстрации объектов в привязке к местности. По перспективным снимкам можно сориентироваться, оценить окружение интересующего объекта, проанализировать этажность зданий, возможности подъезда.

По перспективным снимкам можно проводить измерение длин, высот, площадей, объемов. Точность измерений зависит от разрешающей способности фотокамеры и высоты полета и составляет в среднем 10 см. Кроме того, все объекты на снимках координатно привязаны.

Компания «Геокосмос» первой представила этот продукт на российском рынке в 2006 г., реализовав инвестиционный проект в Нижегородской области. В 2009 г. с использованием новой технологии был выполнен проект в Амурской области. Для реализации Концепции социально-экономического и пространственного развития Благовещенска до 2025 г. понадобились обновленные высокодетальные картографические материалы. По данным аэросъемки были созданы цифровые топографические планы и ортофотопланы масштабов 1:500 и 1:2000. Они будут использоваться для инвентаризации земельно-имущественного фонда, выделения зон с особыми условиями использования территории, проектирования новых объектов городской инфраструктуры. Перспективные аэроснимки должны послужить для разностороннего визуального анализа состояния элементов городской среды — транспортных магистралей, зеленых насаждений, береговой линии.

В сентябре компания «Геокосмос» закончила аэросъемочные работы по проекту на Штокмановском газоконденсатном месторождении. Одним из картографических продуктов, запрошенных заказчиком, были перспективные аэроснимки.

Программное обеспечение для работы с перспективными снимками
Проведя экспертизу существующих программных средств для работы с перспективными снимками, специалисты компании «Геокосмос» решили создать собственный продукт, адаптированный к целям и задачам российского потребителя. Этим продуктом стала программа Aspectus. Ее основные функции: быстро подгружать нужные комплекты снимков, проводить по ним любые измерения, строить в автоматическом режиме трехмерные модели объектов.

Алгоритмы программы позволяют эффективно оперировать сколь угодно большими наборами снимков, выполняя их подгрузку по мере изменения положения точки интереса и предоставляя возможность как синхронного, так и раздельного панорамирования и масштабирования для перспективных снимков. Благодаря этому можно легко дешифрировать изображения, ориентироваться по ним на местности и осуществлять ее визуальный анализ, что существенно облегчает процесс работы с геоданными.

Выводы
Использование цифровых технологий при проведении топографической съемки открыло принципиально новые перспективы не только перед картографами, но и перед представителями иных профессий: экологами, строителями, геологами, риэлторами, спасателями. Специалисты компании «Геокосмос» накопили огромный опыт работы с современным аэросъемочным оборудованием, досконально знакомы со всеми тонкостями обслуживания этих технически сложных приборов и готовы выступать в качестве экспертов, помогая заказчикам принимать решения о выборе оборудования для съемки, требующейся точности съемки, рациональности применения того или иного вида картографической продукции.

Автор выражает благодарность С.А. Кадничанскому, директору по научно-исследовательской работе компании «Геокосмос», за поддержку при написании статьи.