Перше покоління керованих безпілотників з’явилося ще під час Першої світової. Найгучніший американський проєкт Kettering Bug вмів за командою із землі скидати крила і вражати собою ціль – такий собі пращур крилатої ракети та дрона-камікадзе.
Зараз безпілотні літаки набагато розумніші та функціональніші. Вони не тільки виконують складні військові завдання, а й допомагають збільшувати врожаї та оцінювати збитки від ракетних ударів – як-от український безпілотник SKIF.
У партнерському матеріалі з Culver Aviation начальник відділу геоінформаційних систем компанії Андрій Левчук розповідає про можливості сучасних дронів.
Попередником нашого SKIF був літак-розвідник, який розробляли 2014 року. Він мав відеокамеру та тепловізор. Цього обладнання вистачало для того, щоб у будь-який час доби знайти ворожі підрозділи. Більшого від цього дрона не вимагали.
2016 року військовий літак модернізували під цивільні завдання – так з’явилася модель SKIF. Відеокамеру та тепловізор замінили на потужний фотоапарат із 61-мегапіксельним сенсором та повнокадровою 35-міліметровою матрицею.
З новими «очима» літак може знімати поверхню Землі з роздільною здатністю до 1 см на піксель. Цього достатньо, щоб з висоти 100 метрів бачити тріщини на асфальті або розрізняти структуру рослин.
Зараз SKIF – частина геоінформаційної системи Culver Aviation. Це комплекс зі збирання, зберігання й аналізу даних про стан земної поверхні та об’єктів на ній.
Більше інформації про Culver Aviation тут.
На знімках, які робить SKIF, інформації більше, ніж можна побачити з першого погляду. Аналітичні інструменти і трохи досвіду дозволяють зі звичайного чіткого фото витягти багато користі. Ось лише кілька кейсів.
Уявіть, що у вас є ділянка землі площею кілька тисяч гектарів і ви хочете отримати її зображення. Тобто величезну фотографію найвищої якості, на якій видно будь-який об’єкт із прив’язкою до заданої системи координат.
Це так званий ортофотоплан. З допомогою спеціального програмного забезпечення він зшивається з фотографій, які робить безпілотник під час польоту. З ортофотопланом можна розрахувати точну площу ділянки, площу поверхні зон з перепадом висот тощо.
Ортофотоплан – базова послуга для аграріїв. На ньому ми можемо визначити чіткі межі зон, виділених під посіви. А під час зростання врожаю бачимо проблеми на полі: просіви, місця, де не зійшли сходи, вимоклі або витоптані ділянки.
Агроном усе одно повинен сам ходити на поле, але попередній аналіз ортофотоплана робить перевірку не хаотичною, а впорядкованою.
Ось приклад. Фотографія вище зроблена зі SKIF. На ній видно ділянки, де культура постраждала через вплив тих чи інших факторів. Таке неможливо побачити, якщо досліджувати лише краї поля, а фото із супутника не дадуть такої деталізації та актуальності.
Також знімки високої роздільної здатності використовують, щоб перевіряти різні об’єкти – від якості ґрунтового покриття до стану доріг, трубопроводів і будь-яких протяжних об’єктів.
Дізнатися більше про можливості безпілотника SKIF можна тут.
Будь-яке зроблене «Скіфом» фото можна оцифрувати й отримати цифрову модель місцевості
ЦММ – найпростіший і найнадійніший спосіб отримати інформацію про рельєф місцевості. Жоден BIM-проєкт
Якщо ортофотоплани використовують фермери та картографи, то аналітику хмар точок більше залучають проєктувальники будівель і комунікацій.
Наприклад, під час проєктування житлового комплексу можна розрахувати оптимальні місця встановлення камер спостереження. Або побачити, де буде накопичуватися дощова вода, і запланувати в цьому місці сквер із вологолюбними рослинами.
З допомогою ЦММ можна з точністю до 90% розрахувати кількість наземних об’єктів – матеріалів на будмайданчику або породи в кар’єрі.
Дізнатися більше про можливості безпілотника SKIF можна тут.
Мультиспектральне знімання, тобто знімання в певних діапазонах електромагнітного спектра, застосовують при реставрації стародавніх манускриптів, виявленні підробок, прогнозуванні погоди.
Головна перевага такого знімання в тому, що воно дозволяє побачити нюанси, недоступні людському зору.
Для знімання в мультиспектрі також важлива деталізація. Хвороби рослин починаються з малих вогнищ, які можна роздивитись тільки на чітких фотографіях, вчасно зроблених і оброблених. На великих ділянках з таким завданням впораються лише безпілотні літаки на кшталт SKIF у комплекті з роботою ГІС-спеціалістів.
Нові методики аналізу знімків з БпЛА залучають штучний інтелект і машинне навчання. Разом з інформацією про розташування об’єктів ці технології вже кілька років використовують, щоб підрахувати збитки від землетрусів, ураганів, цунамі, торнадо та пожеж.
З допомогою «Скіфів» можна оцінити наслідки затоплень та інших природних катастроф на кшталт лісових пожеж і буревіїв. В Україні до списку бід додалися руйнування від ракетних та артилерійських атак. Інформацію про них можна використовувати для підрахунку матеріальних збитків і компенсацій від агресора.
Щоб створити систему, здатну робити аналітику такого рівня, потрібна нейронна мережа й масив даних. Причому чим більше даних – тим краще машина навчиться розрізняти пошкодження та класифікувати їх.
З допомогою цієї системи ГІС-спеціалісти аналізують візуальну інформацію з дрона та видають її у вигляді звіту.
Свіжий приклад – фахівці Culver Aviation зробили обліт одного із сіл Чернігівської області, яке постраждало внаслідок російської окупації, та визначили пошкоджені будівлі.
Дізнатися більше про можливості безпілотника SKIF можна тут.
Ортофотоплан можна зробити і використовуючи коптер, але останні придатні лише для моніторингу невеликих територій. За один день коптер може облетіти кілька сотень гектарів, залежно від моделі та кількості батарей. За такої швидкості замовник не зможе оперативно отримати необхідну аналітику.
Але БпЛА літакового типу легко впораються з об’ємними завданнями. За один заряд батареї SKIF облітає до 1,5 тис. га. Якщо підприємству потрібно швидко відзняти десятки тисяч гектарів, можна залучити більший флот. Culver Aviation, наприклад, має один із найбільших в Україні парків літаків саме для таких випадків.
Те, наскільки швидко замовник отримає аналітичний звіт, залежить не тільки від можливостей дрона, а й від рівня обчислювальних потужностей. Наприклад, за середніми даними польоту «Скіфа» на одному акумуляторі, ортофотоплан, зроблений з роздільною здатністю 1 см на піксель, може важити до 70 ГБ.
Щоб працювати з великими агрохолдингами чи енергетичними провайдерами, «домашніх» потужностей не вистачить. Те саме стосується і навичок для підготовки аналітичних звітів. Саме тому наша компанія кілька років тому змінила бізнес-модель з продажу дронів на надання послуг Drone-as-a-Service. За такої системи замовник не витрачає кошти на утримання парку літаків, фахівців, які збирають та аналізують інформацію, та надлишкові серверні потужності.
Спектр послуг, що надають з допомогою безпілотників, зростає: фотографії з повітря в поєднанні із сучасними технологіями закривають запити бізнесу та водночас допомагають економити час, людські сили і, зрештою, гроші.