Ввод в действие новых стандартов позволит использовать беспилотные воздушные суда для аэрофототопографической съемки наравне с пилотируемой авиацией
Аэрофототопографическая съемка с использованием беспилотных воздушных судов (БВС) уверенно вошла в практику решения различных прикладных задач, в числе которых – создание цифровых ортофотопланов крупных масштабов, детальных 3D-моделей территорий и объектов, а также обеспечение кадастра недвижимости необходимыми пространственными данными о фактических границах земельных участков и расположенных на них строениях.
Плюсы беспилотной съемки
На примере создания ортофотоплана масштаба 1:2000 можно провести сравнительный анализ затрат [1] на выполнение аэрофототопографической съемки, чтобы убедиться в заметных преимуществах беспилотников по сравнению с пилотируемыми воздушными судами даже при съемке объектов значительной площади (от 3000 квадратных километров). Беспилотная авиация позволяет экономить финансовые средства и сокращать сроки выполнения работ, что объясняется сравнительно невысокой стоимостью БВС, одновременным использованием одной бригадой нескольких аппаратов, а также возможностью аэрофотосъемки с требуемым номинальным пространственным разрешением в условиях высокой сплошной облачности.
Опыт группы компаний «Геоскан» (ГК «Геоскан»), осуществившей ряд проектов по аэрофототопографической съемке крупных объектов, подтверждает эффективность использования БВС. Наиболее заметной по объему работ стала съемка Тульской области, проходившая с 2016 по 2017 год в рамках программы Национальной технологической инициативы (НТИ) «Цифровая модель типового региона (ЦМТР)» [2, 3].
В ходе проекта была выполнена аэрофотосъемка (АФС) местности общей площадью 30 720 квадратных километров, созданы ортофотопланы с пространственным разрешением 5 сантиметров и средней квадратической погрешностью (СКП) планового положения не хуже 10 сантиметров для территорий населенных пунктов, а также ортофотопланы с пространственным разрешением 10 сантиметров и СКП планового положения не хуже 20 сантиметров, с точностью плана масштаба 1:2000 для остальных территорий. Еще одним продуктом АФС стали детальные 3D-модели городов Тульской области.
Результаты выполнения других крупных проектов, убедительно показали, что беспилотная аэрофотосъемка не только с большим резервом удовлетворяет существующие требования к точности конечного продукта, но и позволяет при этом обходиться без использования наземных опорных точек. Перечисленные возможности и точность получаемых пространственных данных подтверждаются результатами исследовательских и сертификационных испытаний различных типов программно-аппаратных комплексов «Геоскан» (ПАК «Геоскан») [4, 5], и отражены в соответствующих актах и сертификатах.
Все изложенное указывает на то, что применение БВС для аэрофототопографической съемки обеспечивает решение ее задач с требуемой точностью, качеством и оперативностью. Однако приходится сталкиваться с ситуацией, когда заказчики работ отказываются от возможности их использования, ссылаясь на то, что нет нормативных актов или национальных стандартов, которыми предусматривалась бы возможность топографической аэрофотосъемки с борта беспилотных аппаратов.
Об устаревших нормативах
До самого недавнего времени основным нормативным документом, в котором были изложены технические условия выполнения комплекса работ по проведению аэрофотосъемки и приемке ее материалов, были «Основные положения по аэрофотосъемке, выполняемой для создания и обновления топографических карт и планов. ГКИНП-09-32-80», утвержденные в 1980 году Главным управлением геодезии и картографии при Совете Министров СССР и Министерством гражданской авиации.
Положениям уже 40 лет, но на них до сих пор ссылаются в технических заданиях, несмотря на то, что эти нормы совершенно устарели и в соответствии с пунктом 5 статьи 32 Федерального закона № 431-ФЗ [5] «Положения принятых до дня вступления в силу настоящего Федерального закона нормативных актов органов государственной власти СССР, РСФСР и Российской Федерации, регулирующие отношения в сфере геодезии и картографии, действуют до 1 января 2018 года в части, не противоречащей настоящему Федеральному закону и принятым в соответствии с ним иным нормативным правовым актам».
Конечно, в этом документе не упоминалась аэрофотосъемка с беспилотных воздушных судов, а также цифровая фотография и спутниковое определение координат точек фотографирования. Большая часть его содержания в настоящее время вообще не может быть использована. Полностью прекратили свое действие инструкции по топографической съемке [7, 8] и инструкция по фотограмметрическим работам [9].
Следует отметить, что никаких нормативно-технических документов, регламентирующих применение аэрофототопографической съемки для решения задач кадастра недвижимости, вообще не было до настоящего времени. Инструкции по топографической съемке опирались на методы аэрофототопографической съемки в качестве основных при съемке значительных по площади территорий, однако они также морально устарели.
К новым стандартам
По предложению Технического комитета по стандартизации ТК 404 (регистрационный номер комитета «Геодезия и картография») в план 2020 года были включены разработки двух национальных стандартов: «Аэрофотосъемка топографическая. Технические требования» и «Технология аэрофототопографической съемки, выполняемой в целях создания топографических карт и планов и обеспечения кадастровых работ. Технические требования».
Разработчиками проектов являются ФГУП «Российский научно-технический центр информации по стандартизации, метрологии и оценке соответствия» (ФГУП «СТАНДАРТИНФОРМ»), ФГБУ «Федеральный научно-технический центр геодезии, картографии и инфраструктуры пространственных данных» (ФГБУ «Центр геодезии, картографии и ИПД») и группа компаний «Геоскан».
Стандарт «Аэрофотосъемка топографическая. Технические требования» должен восполнить формальное и фактическое прекращение действия «Основных положений по аэрофотосъемке, выполняемой для создания и обновления топографических карт и планов. ГКИНП-09-32-80».
Разработка подобного национального стандарта произошла впервые. Он устанавливает требования к комплексу работ по цифровой аэрофотосъемке, выполняемой для создания и обновления топографических карт и планов, получения других пространственных данных, к качеству, оформлению и сдаче готовых материалов. В документе однозначно сформулировано: «Для топографической аэрофотосъемки могут использоваться как пилотируемые, так и беспилотные воздушные суда». Здесь также содержатся обязательные требования ко всем компонентам технических средств, используемых для ее выполнения.
В стандарте приведены требования к проектированию АФС и ее параметрам в зависимости от назначения и характера объекта, к проведению аэрофотосъемки, послеполетной и первичной обработке материалов, к фотограмметрическому и фотографическому качеству аэрофотоснимков, к комплектности и оформлению материалов АФС.
В документе нашла отражение специфика, касающаяся применения БВС: особые требования к параметрам АФС, к беспилотному воздушному судну и компактным бортовым фотокамерам. Требования нового норматива к цифровой аэрофотосъемке, выполняемой для обеспечения кадастра и топографического картографирования, распространяются на исполнителей и заказчиков работ и будут использоваться при приемке готовых материалов.
Вторая редакция проекта «Аэрофотосъемка топографическая. Технические требования» прошла обсуждение и рекомендована Техническим комитетом к утверждению. Ввести в действие документ планируется с 1 июля 2021 года.
В фокусе конечный продукт
Проект еще одного национального стандарта «Технология аэрофототопографической съемки, выполняемой в целях создания топографических карт и планов и обеспечения кадастровых работ. Технические требования» также разрабатывается впервые и задуман как документ, охватывающий требования, ранее излагаемые в инструкциях по топографической съемке в части применения аэрофототопографической съемки и в инструкции по фотограмметрическим работам.
Его создание связано с необходимостью установления общих принципов, характеристик, правил и требований к технологии аэрофототопографической съемки, обеспечивающих на основе материалов аэросъемки с пилотируемых и беспилотных воздушных судов эффективное получение конечной продукции необходимого качества, отвечающей современному уровню развития науки, техники и технологий, передовому отечественному и зарубежному опыту. Новый стандарт должен обеспечить единство требований к конечным и основным промежуточным результатам работ, выполняемым для удовлетворения коммерческих запросов, государственных и муниципальных нужд.
Проект охватывает весь комплекс работ по аэрофототопографической съемке и нацелен на создание ее конечных продуктов: цифровых топографических карт, планов, ортофотопланов, цифровых моделей рельефа, а также необходимых для обеспечения задач кадастра недвижимости пространственных данных, получаемых фотограмметрическим способом с требуемой точностью [10].
Стандарт устанавливает применение различных методов аэрофототопографической съемки и соответствующих им технологических схем производства работ, а также требования к содержанию и последовательности выполнения установленных процессов:
— проектирование аэрофототопографической съемки;
— подготовка и выполнение аэросъемки, включая при необходимости воздушное лазерное сканирование;
— геодезическое обеспечение;
— камеральная обработка;
— полевое дешифрирование и обследование;
— подготовка технического отчета.
Новый стандарт допускает проведение аэрофотосъемки как с пилотируемых, так и с беспилотных воздушных судов. Он предоставляет возможность использования в качестве данных планово-высотной подготовки пространственных координат точек фотографирования, получаемых в результате бортовых ГНСС-измерений. Благодаря этому отпадает необходимость в опорных точках, определяемых наземными геодезическими методами.
Для беспилотной аэрофотосъемки предполагается использовать программно-аппаратные комплексы, содержащие набор компонентов (БВС, ГНСС-приемник, фотокамера, программное средство), обеспечивающих получение результатов фотограмметрической обработки с требуемой точностью. Особо оговаривается необходимость исследовательских или сертификационных испытаний для оценки их метрологических характеристик.
Требования к процессам камеральной обработки содержат в себе описание порядка проведения фотограмметрических работ, подготовки данных воздушного лазерного сканирования, составления оригиналов карты (плана), дешифрирования и векторизации границ (контуров) объектов недвижимости. При использовании беспилотных аппаратов допускается самокалибровка фотокамеры в ходе уравнивания фотограмметрической сети, в случае если элементы внутреннего ориентирования прибора не известны или отсутствует уверенность в постоянстве их значения. При этом следует учитывать, что на применении такого метода калибровки устанавливаются определенные ограничения.
В декабре 2020 года состоялось обсуждение второй редакции проекта национального стандарта «Технология аэрофототопографической съемки, выполняемой в целях создания топографических карт и планов и обеспечения кадастровых работ. Технические требования», а в январе 2021 планировалось представить к утверждению согласованный вариант под более коротким названием, например, таким: «Съемка аэрофототопографическая. Технические требования».
Следует отметить, что два рассмотренных проекта тесно связаны между собой. Так, например, стандарт «Аэрофотосъемка топографическая. Технические требования» акцентирует внимание именно на процессах и результатах аэрофотосъемки, выступающей важнейшей составной частью работ по аэрофототопографической съемке, технические требования к которой изложены во втором стандарте.
Таким образом можно резюмировать, что завершение разработки и ввод в действие рассмотренных нормативов позволит использовать БВС наравне с традиционной авиацией для аэрофототопографической съемки, включая определение границ и контуров объектов недвижимости. При этом будут установлены специфические требования, касающиеся выполнения работ с помощью беспилотных аппаратов, что снимет все сомнения относительно их применения для топографической АФС.
Сергей Кадничанский
кандидат технических наук, заместитель генерального директора
ГК «Геоскан» по аэрофотогеодезии
Список литературы:
1. Кадничанский С. А. О возможности и эффективности создания ортофотопланов масштаба 1:2000 и крупнее по материалам АФС с БВС // Геопрофи. – 2020.– № 4. – С. 17-22.
2. Гринько Е. В., Курков М. В., Солощенко Ф. В., Суздальцев Н. Р. Опыт ГК «Геоскан». Создание высокоточной трехмерной модели Тульской области // Геопрофи. – 2018.– № 2. – С. 10-14.
3. Гринько Е. В., Курков М. В., Солощенко Ф. В., Суздальцев Н. Р. Опыт ГК «Геоскан». Создание высокоточной трехмерной модели Тульской области (продолжение) // Геопрофи. – 2018.– № 3. – С. 13-16.
4. Кадничанский С. А., Курков М. B., Курков В. М., Чибуничев А. Г. О сертификационных испытаниях программно-аппаратного комплекса на основе беспилотного воздушного судна «Геоскан 401» // Геодезия и картография. – 2020. – Т. 81. – № 3. – С. 32–38.
5. Бабашкин Н. М., Кадничанский С. А., Нехин С. С. Исследовательские испытания программно-аппаратных комплексов «Геоскан 101» и «Геоскан 201» // Геодезия и картография. – 2020. – Т. 81. – № 1. – С. 19–25.
6. Основные положения по аэрофотосъемке, выполняемой для создания и обновления топографических карт и планов. ГКИНП-09-32-80 // – М. – «НЕДРА», – 1982.
7. Инструкция по топографическим съемкам в масштабах 1:10 000 и 1:25 000. Полевые работы. – М.: Недра, 1978.
8. Инструкция по топографической съемке в масштабах 1:5000, 1:2000, 1:1000, 1:500. ГКИНП-02-033-79. – М.: Недра, 1982.
9. Инструкция по фотограмметрическим работам при создании цифровых топографических карт и планов. ГКИНТП (ГНТА)-02-036-02. – М.: ЦНИИГАиК, 2002.
10. Об утверждении требований к точности и методам определения координат характерных точек границ земельного участка, требований к точности и методам определения координат характерных точек контура здания, сооружения или объекта незавершенного строительства на земельном участке, а также требований к определению площади здания, сооружения, помещения, машино-места (утверждены Приказом Росреестра РФ от 23.10.2020 г. № П/0393).
Источник: Земельный Вестник
https://vk.com/club180870855?w=wall-180870855_66
