Как предоставить клиенту больше информации об участке при помощи фотограмметрии

Проект «Мой гектар» представляет собственную инновационную разработку информационной системы на основе консолидации и аналитики разнородных цифровых данных, преимущественно геопространственных, на территории отдельных участков, муниципалитетов, регионов.

При помощи съемки фото с воздуха, а также уверенного владения фотограмметрическим и ГИС-софтом, при наличии программных наработок и систем для хранения данных можно подготовить картографические материалы по поселкам на достойном уровне.

Делая съемку периодически (раз в год или чаще), можно видеть существенные изменения на местности: прорезанные дороги, обработанные участки, постройки. Помимо формата ностальгического фотоальбома, эти материалы можно использовать в качестве расчета полезных карт — как для быстрой визуальной оценки участка, так и для основательных инженерных изысканий.

Перед покупкой участка клиент может принять во внимание чуть больше факторов, чем цена и локация. После покупки клиент может заняться проектированием на своем участке, имея не просто принципиальную схему участка (прямоугольник), а свежую картографическую подоснову.

Одним лишь ПО нельзя заменить всю работу в поле, но можно изрядно сократить рутинную часть работы геодезистов и проектировщиков.

Далее опишем стандартную раскладку картографических слоев на поселок.

В публичных картографических сервисах используются космические снимки вплоть до 18–19 зума (40 см/px, источник) с довольно большим разбросом по дате съемки — от 2010 до 2022 года (зависит от спутника, местности, погоды, времени года и удачи). На таких снимках зачастую проблематично, но возможно отличать грузовые автомобили от легковых.

В некоторых городах по заказу выполняется аэрофотосъемка (далее АФС) для отображения карт вплоть до укрупненного 20 зума (10 см/px), где можно отличать отдельных прохожих.

Опытный человек пожелает отличать межевые знаки, структуру отсыпанной дороги и кусты от деревьев. Такого качества (21–22 зума, до 2 см/px) позволяет достичь АФС на высоте до условных 100–150 м (в зависимости от съемочной аппаратуры), из которой формируется ортофотоплан (далее ОФП).

Клиент получает свежие снимки поселка, на которых видна растительность на участке, актуальное состояние дорог, ЛЭП, акваторий. Сразу много актуальной информации.

Так как ОФП составляется из многих фотографий местности с некоторым шагом, то алгоритмически можно рассчитать вполне точную 3D-модель местности с перепадами высот. Высоты кодируются цветами от синего (низко) до красного (высоко). Это позволяет понять, где участки находятся выше, а где ниже, отчетливо видеть контуры прорезанных дорог — они программно подчеркнуты отмывкой рельефа.

Из цифровой модели местности (далее ЦММ) убираются деревья и прочие сильно выступающие над уровнем земли объекты, чтобы оставить только поверхность земли. Это позволяет построить горизонтали рельефа (те самые тополинии на горах из уроков географии), на которых отображена высота горизонтального сечения местности с некоторым шагом (зависит от зума). При помощи нее можно точно видеть перепады высот в рамках участка, полотна дороги и ее канав по обочинам.

Вычитая из ЦММ цифровую модель рельефа (далее ЦМР), можно получить данные о высоте растительности в поселке. Это позволяет сказать, например, что на участке более 50% сомкнутых крон высотой более 10 метров. И подсветить эти данные по высоте, от белого (поле) до темно-зеленого (высокое дерево).

На основании ЦМР строятся маршруты постоянных и временных поверхностных и подземных водотоков. Чем толще линия, тем с большей территории происходит водосбор и/или тем выше пересеченность рельефа. Тальвеги с числом Стралера 1 и 2 допустимо исключить ради красоты.

Тальвеги — одна из наиболее полезных производных ЦМР:

• Позволяют оценить, где влажно, а где сухо: a. Где нужно проявить осторожность при работах (особенно тяжелой техники). b. Оптимизировать объемы грунта при вертикальной планировке — использовать естественный сток. c. Выбрать места размещения капитальных строений — особенно тяжелых (не каркасников): во избежание трещин их нежелательно ставить «на воде». Если тальвег короткий (весь в пределах участка) — его можно «отвертикалить», а если длинный, то: d. Оценить потенциальное влияние соседей и возможности его ограничения: например, водоотводная канава по границе владений сможет отвести в общую сеть канав потенциальные переливы септиков или неограниченное использование удобрений. e. Оценить перспективы естественного накопления воды в проектируемом пруду (длины мы знаем, модуль стока на единицу длины можно прикинуть с учетом осадков, перемножить = оценка).
• По аэросъемке, выполненной после строительства дорог, можно оценить качество вертикального решения для отвода воды: как вариант, где будет скопление — есть целесообразность положить трубу.

Уклоны — производная от Цифровой модели рельефа, численно описывающая склон в данном месте в градусах к горизонтальной плоскости.

В отличие от других характеристик, побочных смыслов не имеют, просто показывают, где неровно. На склоне может быть неудобно строить — больший расход материалов и сложнее подготовка (котлован, опалубка), неравномерные просадки. При типовом строительстве склонов стараются избегать.

Бассейн водосбора — это часть территории, с которой все поверхностные и грунтовые воды собираются в один водоток (тальвег) высшего порядка.

Из определения имеют смысл особенно совместно с тальвегами и ЦМР.

Выделяют общность территории поселка по стоку. В такой общности нижележащие (по стоку) участки будут зависимы от того, что происходит на верхних.

Границы бассейнов — водоразделы — толстые синие линии, наименее подверженные влиянию территории соседей, они же — наиболее высокие места.

В мокрые периоды, перемещая технику вдоль водоразделов (синие линии), — наименьший шанс застрять.

Экспозиция склона — характеристика рельефа, указывающая пространственную ориентацию элементарного склона по сторонам света, где экспозиция оформлена тепловой картой от холодного синего (север), через нейтральный зеленый (восток и запад), к теплому желтому (юг).

Может быть важным фактором при выборе участка, если потенциальный собственник заинтересован в ведении сельского хозяйства, а также планирует индивидуальное проектирование дома с учетом сторон света.

Южная экспозиция является преимуществом, поскольку имеет лучший баланс инсоляции: падение лучей под бОльшим углом = больше тепла.

Ниже потери на отражение, особенно зимой вследствие высокого альбедо снега.

Как следствие, прогрев и продуктивность южных склонов лучше, а снег весной может сходить на неделю раньше, чем на соседних северных.

ЦМР и ЦММ можно представить клиенту не только в плоских форматах, но и в 3D, так как облака точек уже были рассчитаны. Хотя такие карты загружаются гораздо дольше, но выглядят приятнее стандартного формата 2D.

Специалисты проекта «Мой гектар» разработали уникальную модель и предлагают использовать ее в целях масштабирования.

Использование актуальных технологий получения и обработки изображений, включая беспилотные летательные аппараты, высокоточную спутниковую геодезию и алгоритмы вычислений, разработанные международными научными сообществами и инженерными командами, превращают фотографии в пространственные данные и картографические продукты, формируемые в соответствии с технологическими стандартами.

Единообразие процессов получения и применения данных рождает новые подходы к развитию участка или территории на основе геопространственной информационной модели.

Простые выводы на основе наблюдений «невооруженным глазом» на уровне «много-мало» или «хорошо-плохо» уступают место достоверным вычислимым показателям, которые ложатся в основу сметы и экономики землепользования.