Drony i technologie mobilne

Czyli zastosowanie innowacyjnych rozwiązań w rolnictwie, leśnictwie i geodezji!

Bezzałogowe Systemy Latające – potocznie zwane dronami – oraz technologie mobilne stają się coraz powszechniejsze w wielu sektorach gospodarki jako, że gwarantują najszybsze i najdokładniejsze zbieranie szczegółowych danych. Drony efektywnie wspierają pracę wielu branż, głównie ze względu na automatyzację działań i procesów. Najwięcej zwolenników zyskały do tej pory zwłaszcza wśród rolników, leśników i geodetów.

BZB UAS: DRONY Z INTUCYJNYMI SYSTEMAMI KONTROLI 

Bezzałogowe Statki Powietrzne oferowane przez BZB UAS są wykorzystywane przez specjalistów np. w rolnictwie, leśnictwie oraz inżynierii lądowej, po to, aby skuteczniej, szybciej i bezpieczniej realizować zadania, do których należą m.in. zbieranie danych o szkodach łowieckich, inwentaryzacja przestrzeni miejskich, czy zaplanowanie terminu zbiorów. Minimalna forma narzędzi wykorzystywanych w efektywny sposób realizuje wyznaczone cele przedsiębiorstw oraz jednostek w kwestiach zagospodarowania terenu, jego monitoringu oraz koordynowania i zarządzania.

Jednym z kluczowych elementów systemu BZB jest aplikacja mobilna do planowania misji, która charakteryzuje się prostotą i intuicyjnością. Udało się to osiągnąć dzięki współpracy ze specjalistami z firmy HeroDOT. Do minimum zredukowano najbardziej niebezpieczny dla otoczenia czynnik ludzki. Misje odbywają się w sposób autonomiczny oraz zautomatyzowany – użytkownik nie ma bezpośrednio udziału w procederze lotu patrolowego, startu i lądowania. Aplikacja do sterowania lotem jest na tyle prosta i intuicyjna, aby każdy mógł poradzić sobie z samodzielną obsługą drona i wykorzystać nowoczesne rozwiązania w swoim przedsiębiorstwie czy instytucji. Jak drony wspierają różne sektory gospodarki?

1. DRONY I TECHNOLOGIE MOBILNE W ROLNICTWIE PRECYZYJNYM

Systemy BZB UAS zostały stworzone z myślą, aby jak najefektywniej pomóc rolnikom z ich największym problemem, czyli ze zdobyciem szczegółowej wiedzy o ich uprawach w czasie rzeczywistym. Drony oferowane przez BZB UAS pozwalają przenieść podstawę decyzyjną z domysłów, czy założeń statystycznych na fakty oraz precyzyjne dane. Siłą technologii BZB UAS jest jakość oraz szybkość dostarczanych informacji.

Bezzałogowe Systemy Latające oferowane przez BZB UAS znacząco zwiększają wydajność gospodarstw. Dzięki zastosowaniu systemu NDVI (ang. Normalized Difference Vegetation Index – Znormalizowany Różnicowy Wskaźnik Wegetacji) powstają nowe sposoby na zmniejszenie wydatków na nawozy oraz maksymalizację plonów. Wykorzystuje się do tego szczegółowe informacje zdobyte przez drony na temat wilgotności gleby, stężenia nawozów i mikroelementów, rozwoju roślin, występowania chorób, szkodników i chwastów czy dojrzałości plonów.

System, którego częścią jest aplikacja stworzona przez HeroDOT, pozwala na wygenerowanie raportu z pola w ciągu jednej doby. Dzięki kamerom i czujnikom drony są w stanie zebrać wszystkie kluczowe dla rolnictwa precyzyjnego parametry. Ponadto, możemy użyć ich do wykonywania bezpośrednich działań na polu takich jak dokonywanie oprysków czy odstraszanie zwierzyny.

System został stworzony w taki sposób, aby opierać się na automatyzacji oraz sztucznej inteligencji. Przy pomocy aplikacji zdalnie sterujemy wykonywanymi przez drony pracami, bez potrzeby ruszania się z miejsca. Pomiary dokonywane przez Bezzałogowe Statki Powietrzne są zarówno precyzyjne jak i natychmiastowo dostarczane do klienta, co znacznie poprawia czas reakcji rolników na procesy i szkody.

Jest to szczególnie ważne w przypadku szkód łowieckich i rolniczych, kiedy szybkość reakcji w największym stopniu wpływa na jej efektywność. Ortofotomapa przygotowana przez systemy BZB UAS ułatwi opracowanie miejsca wystąpienia zniszczeń, a także zaplanowanie najskuteczniejszych działań naprawczych. Co więcej, te mapy same w sobie stanowią dowód na wystąpienie zniszczeń i mogą być dołączane do dokumentacji w celu zwiększenia szans na uzyskanie odszkodowania od koła łowieckiego czy ubezpieczyciela.

Przede wszystkim, Bezzałogowe Systemy Latające oferowane przez BZB UAS, w sposób bezpośredni przyczyniają się do modernizacji wyglądu pracy rolników. W przyszłości drony będą nie tylko wspomagać, ale takżę zastępować działanie człowieka, a jako maszyny są w stanie zrobić wiele rzeczy szybciej i dokładniej. Dzięki systemom BZB UAS rolnicy w większym stopniu mogą wykorzystać swoje doświadczenie i wiedzę, aby nadzorować i monitorować gospodarstwa przy pomocy działających systemów cyfrowych. Ta inwestycja przynosi długofalowe korzyści w postaci minimalizacji kosztów i maksymalizacji ilości oraz jakości otrzymywanych plonów.

2. DRONY I TECHNOLOGIE MOBILNE W LEŚNICTWIE

Bezzałogowe Systemy Latające oferowane przez BZB UAS pozwalają na przeprowadzenie inwentaryzacji obszarów leśnych przy zdecydowanie krótszej konsumpcji czasu niż jest to wymagane przy innych, klasycznych metodach. Można powiedzieć, że system ten działa niczym odpowiednik Google Maps dla lasów. Zdecydowanie ułatwia zbadanie terenu i zyskania wiedzy na temat budowy lasu. Mapy, które tworzy aplikacja BZB UAS powstają poprzez nałożenie setek zdjęć wykonanych z powietrza.

Ponadto, “bezzałogowce” dają możliwość kontroli drzew poprzez oszacowanie ich wysokości oraz średnicy ich korony. Ze względu na swój innowacyjny system, drony oferowane przez BZB UAS potrzebują tylko 5 metrów, aby wystartować dzięki czemu łatwo jest nimi przedostać się nawet do najbardziej trudno dostępnych na co dzień obszarów.

Bezzałogowe Statki Powietrzne przyczyniają się takżę do lepszej zdrowotności drzewostanu dzięki umożliwieniu regularnego badania defoliacji, kontrolowania wpływu zanieczyszczeń, czy sprawdzaniu stanu korony. Jednym z najciekawszych i najważniejszych narzędzi jest wskaźnik NIR, który konkretnie pokazuje, które drzewa są chore lub zaatakowane przez szkodniki, co znacząco ułatwia pracę leśników. Drony pomagają także przy dokładnym określeniu szkód po pożarach i orkanach, ukazując konkretny obszar i pokazując liczbę złomów i wywrotów.

Co najważniejsze, Bezzałogowe Systemy Latające oferowane przez BZB UAS pozytywnie wpływają na pracę leśników. Dzięki zbieraniu dokładnych informacji o lesie i jego drzewostanie, są oni w stanie precyzyjnie zwalczać pojawiające się problemy, a także rozwiązywać spory. Dzięki systemom BZB UAS leśnicy mogą wykorzystać swoje doświadczenie i wiedzę w szerszej perspektywie niż dotychczas, aby nadzorować i monitorować lasy, a także decydować o ich zagospodarowaniu. Ta inwestycja, podobnie jak w przypadku rolnictwa, przynosi długofalowe korzyści w postaci minimalizacji kosztów związanych z utrzymaniem lasu.

3. DRONY I TECHNOLOGIE MOBILNE W INŻYNIERII LĄDOWEJ

A) Mapy 3D i Fotogrametria

Systemy oferowane przez BZB UAS pozwalają na zwizualizowanie terenu w formie mapy 3D za pomocą nalotu fotogrametrycznego. Wykorzystują także metody teledetekcji, aby przenieść infrastrukturę terenu na model cyfrowy. Ortofotomapa cyfrowa ma wszystkie cechy prawdziwej mapy geodezyjnej, a jej dokładność jest tak duża, że można by dostrzec nawet monetę leżącą na ziemi.

Drony BZB UAS umożliwiają dokładne oszacowanie odległości i powierzchni danego obszaru, a także wyznaczenie wysokości czy spadki terenu. Ponadto przy pomocy aplikacji istnieje możliwość zobrazowania potencjalnych inwestycji, pokazania jak wyglądałby konkretne budynki w przestrzeni i jak komponowałaby się jako całość. Jest to szczególnie ważne dla architektów przestrzeni miejskiej, którzy chcą zachować stonowaną, przyjemną estetykę w miejscach położonych blisko siebie.

B) Ekspertyza stanu zewnętrznego budynku, kontrola dachu, fotowoltaika

Precyzyjna analiza stanu budynków oraz ich dachów i rynien jest możliwa poprzez zdjęcia wykonane przez drony. Kamera dokładnie pokazuje wszystkie zagrożenia związane z uszkodzeniami, pęknięciami, czy brakami w budynkach. Dotarcie do nawet najtrudniej dostępnych zakamarków rynien czy gzymsów nie stanowi żadnego problemu z systemami oferowanymi przez BZB UAS. 

Te możliwości oferowane przez Bezzałogowe Systemy Latające są szczególnie ważne przy kontroli dachu, kiedy potrzebne jest obliczenie jego powierzchni, liczby potrzebnych dachówek, czy całkowitego kosztu materiałów potrzebnych do inwestycji. Jest to także doskonałe narzędzie do zidentyfikowania uszkodzonych dachówek, a następnie wymienienia ich. “Bezzałogowce” ułatwiają również zidentyfikowanie wad związanych z połączeniem i drożnością rynien, a także wykrycie ich pęknięć, odkształceń oraz korozji. 

Ostatnią specjalistyczną sprawą, w której mogą pomóc systemy oferowane przez BZB UAS jest opłacalność montażu fotowoltaicznych kolektorów słonecznych. Dzięki dronom istnieje możliwość przeanalizowania powierzchni oraz kąta nachylenia połaci dachowej. W ten sposób da się oszacować wydajność paneli słonecznych oraz oczekiwany zwrot z inwestycji w konkretnym czasie. Ostatnio, dzięki funduszom unijnym, inwestycje w kolektory słoneczne stały się bardzo popularne i dokładna analiza finansowa jest kluczowa, aby przekonać do tego rozwiązania potencjalnych klientów.

C) Bezpieczeństwo

Dzięki systemom oferowanym przez BZB UAS istnieje możliwość zwiększonej kontroli nad bezpieczeństwem biznesu. Bezzałogowe Statki Powietrzne mogą dokonać inspekcji przeróżnych instalacji takich jak turbiny wiatrowe, czy rurociągi, zajrzeć w zwykle niedostępne miejsca i w ten sposób wykryć nieprawidłowości. Dla przykładu BZB UAS zaczął w ten sposób współpracować z PKN ORLEN. Przy pomocy Bezzałogowych Systemów Latających firma jest w stanie określić, gdzie dochodzi do nielegalnych prób ingerencji w rurociąg. Dzięki dronom jesteśmy w stanie sprawdzić, czy ktoś bez pozwolenia podłącza się pod rurociąg i kradnie, co przekłada się bezpośrednio na zminimalizowanie strat finansowych.

SKORZYSTAJ Z SYSTEMÓW BZB UAS!

Bezzałogowe Systemy Latające muszą charakteryzować się prostotą, bezpieczeństwem oraz intuicyjnością. BZB UAS osiąga to dzięki nowoczesnym systemom użytym w ich Bezzałogowych Statkach Powietrznych oraz aplikacji stworzonej przy pomocy HeroDOT – to połączenie gwarantuje najwyższą jakość oraz łatwość użycia dronów przez osoby nietechniczne. BZB UAS oferuje kompleksową usługę, która zawiera nie tylko sprzedaż innowacyjnych dronów, ale także szkolenie z ich użycia. Jako uprawnieni instruktorzy z własnym ośrodkiem szkolenia, są oni w stanie przekazać wiedzę do każdej grupy osób, która tego potrzebuje.

Obecnie można wykorzystać UAS do inwentaryzacji upraw, terenów leśnych, budowli i inwestycji. Systemy oferowane przez BZB UAS przyczyniają się także do maksymalizacji ilości i jakości plonów, niszczenia szkodników, analizowania wilgotność gleby oraz tworzenia map przestrzennych. Oferowane rozwiązania są przyjazne dla środowiska, a przy tym wykonują operacje bez udziału infrastruktury lotniskowej oraz pozwalają na szybkie pozyskanie danych wysokiej dokładności.

Wszystkie te zmiany w sposób bezpośredni opłacają się firmom oraz gospodarstwom jako, że prowadzą do zwiększenia efektywności i optymalizacji kosztów w porównaniu do alternatywnych rozwiązań. Skorzystaj z naszej oferty i zamów obloty bezzałogowcem.

Precyzyjne nawożenie, czyli mapa aplikacyjna z drona

W jaki sposób teledetekcja wykorzystywana jest w rolnictwie precyzyjnym i czym jest wskaźnik NDVI? Jak z pomocą drona badana jest kondycja roślin i czemu drony "widzą więcej" niż ludzkie oko? Dowiedz się, czym jest mapa aplikacyjna i czemu pozwala ograniczyć koszty prowadzenia upraw.

Badanie kondycji roślin metodami teledetekcyjnymi

Teledetekcja opiera się na wykorzystywaniu zdolności do odbijania, absorbowania i przepuszczania przez obserwowane obiekty fal elektromagnetycznych. Do badań wykonywanych z niskiego pułapu najczęściej stosuje się czujniki pasywne, czyli takie, które rejestrują fale wysyłane przez naturalne źródło promieniowania – Słońce.

Rośliny w szczególny sposób odbijają fale elektromagnetyczne, co spowodowane jest przez kilka czynników, głownie są to: woda, barwniki i celuloza.

Fale widzialne (400-700nm) kontrolowane są przez zawarte w liściach barwniki jak chlorofil czy karotenoidy. Dla chlorofilu maksimum absorbcji zachodzi dla niebieskiej i czerwonej części widma. Odbicie zaś jest największe dla fal odpowiadających barwie zielonej, z czego wynika odbieranie przez ludzi barwy liści jako zielonej. Ludzkie oko nie dostrzeże natomiast kondycji struktury wewnętrznej liścia, która wpływa na fale podczerwone, będące poza zakresem widma światła widzialnego. Dla bliskiej podczerwieni – NIR (780nm-1400nm) warstwy zewnętrzne roślin są przezroczyste, co umożliwia im wnikanie w głąb struktury.   

Ze względu na szczególny charakter odbijania przez rośliny fal promieniowania czerwonego (absorbcja) i bliskiej poczerwieni (odbicie), stworzono szereg wskaźników wykorzystujących te fale do badania kondycji roślin. Najpopularniejszym z nich jest NDVI (Normalized Difference Vegetation Index) – znormalizowany wskaźnik zieleni. Zawiera się on w przedziale od -1 do 1, gdzie wartości ujemne odpowiadają obszarom pozbawionym roślinności, a wartości dodatnie są zdeterminowane przez gęstość roślinności i jej wigor. 

NDVI w praktyce

Właściwości odbicia promieniowania przez rośliny mogą zostać wykorzystane w praktyce do celów rolniczych: przy ocenie kondycji roślin i planowaniu nawożenia.

Do obliczenia wskaźnika potrzebne są wspomniane wcześniej pomiary odbicia promieniowania czerwonego i NIR. Rejestruje się je w postaci zdjęć za pomocą czujników spektralnych umieszczonych na satelitach lub samolotach. W przypadku pomiarów z drona,  wykonywane zobrazowania pozbawione są wpływu atmosfery na rozpraszanie fal, a niska wysokość lotu pozwala na uzyskanie wysokiej rozdzielczości. Z pojedynczych zobrazowań tworzona jest ortofotomapa i obliczany jest wskaźnik NDVI.

Gotowe kolorowe zobrazowania przedstawiające wartości wskaźnika są już przydatne pod względem wizualnej analizy badanych terenów. Umożliwiają wyznaczenie obszarów pola wymagających szczególnej uwagi np. niedostatecznie nawożonych.

Wykorzystanie wskaźnika do tworzenia map aplikacyjnych

Po wykryciu przyczyny obniżenia kondycji roślin, kolejnym krokiem może być stworzenie mapy aplikacyjnej. Służy ona do stosowania zmiennego dawkowania nawozów, co jest podstawowym elementem rolnictwa precyzyjnego.  Zawiera informacje o stanie roślin i planowanych optymalnych ilościach nawozu do ich odżywienia.

Korzyści płynące z wykorzystania mapy aplikacyjnej:

  • Prawidłowe odżywienie roślin, równomierne na całym polu,
  • Ograniczenie kosztów – optymalne dawki nawozu rozrzucane są precyzyjnie, co pozwala zaoszczędzić na produkcie,
  • Szybsza praca,
  • Zmniejszenie negatywnych wpływów rolnictwa na środowisko

Tworzenie mapy aplikacyjnej złożone jest z następujących etapów:

  1. Nalot – w trakcie którego wykonywane są zdjęcia nad zadanym polem.
  2. Przetwarzanie zdjęć – z zebranych zdjęć tworzona jest ortofotomapa. Dzięki odbiornikowi GNSS zamontowanemu na pokładzie samolotu, powstała ortofotomapa wpasowana jest w układ współrzędnych geograficznych.
  3. Obliczenie wskaźnika NDVI – obliczany jest wskaźnik wegetacji roślin.
  4. Generowanie mapy aplikacyjnej – na podstawie wartości wskaźnika NDVI, badany teren dzielony jest na obszary wymagające większej lub mniejszej dawki nawozu. Wartościom wskaźnika przyporządkowywane są zadane ilości nawozu.
  5. Wgranie mapy aplikacyjnej do nawigacji rolniczej i nawożenie.

Posiadając nawigację rolniczą i rozsiewacz nawozu, wykorzystanie mapy aplikacyjnej jest bardzo proste. Wystarczy zlecić  jej wykonanie specjalistom i uzgodnić pożądane ilości nawozu. Otrzymaną mapę należy wgrać do nawigacji, a  maszyna zajmie się resztą.

Chcesz precyzyjnie nawozić?

Stworzymy dla Ciebie mapę aplikacyjną!

Drony w rolnictwie

Drony w rolnictwie – biznesowa inwestycja czy kosztowna konieczność?

Nowe technologie mogą sprawiać wrażenie kosztownych ale zbędnych zabawek, także w rolnictwie. Co nowego można wymyślić w dziedzinie rozwijanej od kolebki ludzkości? Po co zmieniać coś, co było ulepszane od setek pokoleń i działa lepiej niż kiedykolwiek?

Drony w rolnictwie pojawiły się stosunkowo niedawno. Początkowo przypominając możliwościami loty załogowe czy zdjęcia satelitarne stosowane wcześniej.

W jaki sposób inwestycja rolnika w technologie dronowe może pomóc mu lepiej zarządzać posiadanym gospodarstwem, a nie być tylko kosztownym wydatkiem związanym z “obowiązkową” modernizacją?

Jak drony zbierają dane?

Inwestycji i modernizacji nie dokonuje się dla samego faktu ich dokonania. Potencjał dominujących technologicznie narzędzi leży możliwościach, które dostarczają. I które potem przekładają się na konkretne efekty dla gospodarstwa.

Siła nowych technologii leży w danych – rodzaju, jakości i szybkości dostarczanych rolnikowi informacji.

Człowiek zajmuje się rolnictwem od tysiącleci. Wiedza o uprawie ziemi, którą rolnicy przekazują sobie od pokoleń nie zmienia się dynamicznie. Zmieniają się technologie, ale działania podejmowane przez rolników pozostają niezmienne – orka, nawożenie, zasiew, opryski…

To, co najbardziej ogranicza możliwości rolnika to wiedza o tym, co dzieje się z jego uprawami. Ile nawozu zastosować, którym obszarom brakuje wody, kiedy i gdzie zaatakowały szkodniki.

Brak takiej wiedzy skutkuje decyzjami podjętymi na podstawie domysłów i założeń, nie faktów, często z dużą zwłoką (lub gdy jest już za późno).

Firma SlantRange opisuje sposoby zbierania informacji z pola i kategoryzuje je pod względem dwóch czynników – dostępności dostarczanych danych i ich dokładności.

  • Nadzór ludzki – inspekcja człowieka w polu dominuje nad resztą technik pod kątem dokładności ze względu na jego szeroką wiedzę i doświadczenie oraz precyzję takiego osobistego badania roślin. Największym ograniczeniem jest jednak słaba skalowalność – człowiek fizycznie nie da rady w rozsądnym czasie dokładnie zbadać wielohektarowych użytków, nie mówiąc już o przyjrzeniu się każdej roślinie z osobna.
  • Czujniki rolnicze – mogą być na szeroką skalę rozmieszczone nawet na dużych obszarach, a co za tym idzie, dokładniej badać parametry pola. Mają jednak ograniczone zastosowanie, jak wilgotność gleby, pH czy optyczne badanie parametrów gleby.
  • Drony – z całym arsenałem dostępnych kamer i czujników oraz swoją mobilnością, optymalnie balansują między ilością i jakością zbieranych danych a szybkością ich zbierania z dużych obszarów.
  • Loty załogowe i satelity – ze względu na większy koszt, mniejszą szybkość zbierania danych i gorszą precyzję pomiarów, mimo szerokiego zastosowania, plasują się za technologiami bezzałogowych statków lotniczych.

Rolnictwo precyzyjne – zmienne parametry

Nadzór pola z pomocą dronów umożliwia podejmowanie bardzo dokładnie wymierzonych działań, w krótszym niż kiedykolwiek czasie.

Nalot dronem ze specjalnie dobraną kamerą lub zestawem czujników dostarcza wyczerpujących informacji na temat wilgotności gleby, stężenia nawozów i mikroelementów, rozwoju roślin, występowania chorób, szkodników i chwastów czy dojrzałości plonów.

W przypadku niektórych rodzajów upraw możliwe jest nawet przeprowadzenie dokładnej inspekcji pojedynczych roślin. Na przykładzie winnicy – dron z kamerą dokonuje przeskanowania całej plantacji, winorośl po winorośli. Następnie generowany jest dokładny raport w postaci mapy z oznaczonym stopniem krzewów z dojrzałymi owocami.

Wykorzystując informacje z mapy, właściciel winnicy może selektywnie dokonać zbiorów z roślin do tego gotowych. W ten sposób wyeliminowany został problem nierównomiernego dojrzewania i gorszej jakości zebranych owoców różniących się między sobą.

Tego typu mapy można wykorzystać także przy innych roślinach, np. do selektywnego aplikowania nawozów, badania melioracji gleby i dostosowania upraw do odpowiedniej wilgotności czy zwalczania rozwijających się chorób.

Digitalizacja rolnictwa analogowego

Dzięki szczegółowym danym i raportach opartych o wnioski z ich analizy, rolnik może zwiększyć efektywność swojego gospodarstwa na dwa sposoby.

Pierwszy z nich to zmniejszenie wydatków na nawozy. Dzięki zbadaniu stanu rozwoju roślin w różnych rejonach pola, rolnik może wyliczyć odpowiednią ilość nawozu, której potrzebują (lub nie potrzebują) uprawy.

Do tej pory rolnik na podstawie ograniczonej ilości informacji dokonywał szacunków o ilości nawozu. W ten sposób niektóre rośliny dostawały go za mało do prawidłowego wzrostu, a inne zostawały przenawożone.

Drugim źródłem optymalizacji gospodarstwa jest maksymalizacja plonów. Dzięki precyzyjnej aplikacji nawozów rolnik minimalizuje straty w roślinach i zwiększa obfitość plonu, dzięki czemu zarobi więcej po zbiorach.

Wskaźnik NDVI – kamery multispektralne

Jednym ze wskaźników dostarczanych rolnikom przez technologie dronowe jest NDVI (ang. Normalized Difference Vegetation Index – Znormalizowany Różnicowy Wskaźnik Wegetacji) czyli wskaźnik wegetacji roślin. Kamera multispektralna bada natężenie światła odbitego i pochłoniętego w pasmach podczerwieni i czerwieni.

Na jego podstawie można wykrywać żywe, zielone części roślin oraz te rośliny, które z jakiegoś powodu nie rozwijają się prawidłowo.

Dane te wykorzystuje się do znalezienia przyczyny nieprawidłowego rozwoju, zaaplikowania odpowiedniej dawki odpowiedniego nawozu lub oprysku, zaplanowania upraw w kolejnych latach czy wykrycia nieprawidłowości w melioracji pola. Wszystkie te działania prowadzą do oszczędności na wydatkach oraz maksymalizacji zysków z plonów.

Nadzór nad pojedynczymi roślinami

Dzięki precyzyjnym kamerom oraz modułom GPS, drony są w stanie dokonać inspekcji pojedynczych roślin. Taka inspekcja to nie tylko informacje o gotowości plonów do zbioru, ale także szczegółowa wiedza o rozwoju i możliwość podjęcia precyzyjnie wymierzonej akcji.

Kombinacja danych z kilku rodzajów czujników może służyć do wykrycia roślin o podwyższonym poziomie stresu, nierównomiernym wzroście czy wystąpieniu szkodników.

Na przykładzie winnicy, niektóre winorośle mogą wydawać więcej liści w porównaniu do innych. W efekcie, winogrona z jednej uprawy będą różnić się wystawieniem na słońce, a w efekcie stopniem dojrzewania, słodyczą i smakiem. Wykrycie takich anomalii i odpowiednia reakcja pozwolą uzyskać jednorodny materiał do stworzenia wysokogatunkowego wina.

Zalety dronów w rolnictwie

  1. szybkość zbierania danych – raport po przeskanowaniu pola dostępny jest do 24h od przetworzenia, a w niektórych wypadkach nawet natychmiast,
  2. ilość zbieranych danych – dzięki całej gamie kamer i czujników drony nie są ograniczone do zbierania jednego czy kilku podstawowych parametrów,
  3. automatyzacja – coraz więcej czynności związanych z uprawą człowiek może powierzyć maszynie, od monitoringu upraw, po dokonywanie oprysków czy odstraszanie zwierzyny,
  4. zdalne operacje – dzięki automatyzacji i sztucznej inteligencji, większość operacji wykonywanych dronami odbywa się zdalnie, bez konieczności poruszania się po całej powierzchni pola,
  5. precyzja – pomiary dokonywane przez bezzałogowce mogą dotyczyć nawet pojedynczych roślin,
  6. szybkość reakcji – dzięki szerokiemu oglądowi i monitoringowi pola, rolnik może reagować na zachodzące procesy czy szkody błyskawicznie, w ciągu dni lub godzin, nie tygodni,
  7. mobilność – bezzałogowe statki powietrzne mogą przemierzać wielohektarowe użytki w krótkim czasie, startując i lądując w miejscach, gdzie inne metody miałyby trudny lub niemożliwy dostęp.

Sztuczna inteligencja w rolnictwie

Drony w rolnictwie to nie tylko nowoczesne czujniki i generowanie map z wskaźnikami. To także wysoko wyspecjalizowane algorytmy sztucznej inteligencji (AI), która wspomaga lub zastępuje działania człowieka.

Coraz większy dostęp do coraz większej ilości danych o doskonałej jakości sprawia, że do rolnictwa dużymi krokami wkraczają algorytmy uczenia maszynowego i sztucznej inteligencji. To owocuje np. potencjałem zautomatyzowania czasochłonnych i powtarzalnych czynności wykonywanych przez rolnika, lub wyuczeniem zależności i procesów w rozwoju roślin wykraczających poza najlepsze doświadczenie rolników.

W przyszłości takie zdigitalizowane gospodarstwo może wymagać jedynie minimalnej ingerencji rolnika. Drony będą automatycznie dokonywały oblotów i skanowań gruntów i upraw, decydowały o momencie zasiewu, oprysków czy zbiorów, a następnie koordynowały pracę reszty zautomatyzowanego sprzętu rolniczego. Wszystko dla maksymalizacji zysków i oszczędności rolnika oraz wygody jego pracy.

Nadzór upraw dronami – inwentaryzacja pola

Precyzyjne loty dronami pomagają nie tylko podejmować konkretne akcje ale również prowadzić inwentaryzację i monitoring, np. w przypadku lasów lub sadów. W dużych sadach o nawet kilkudziesięciu tysiącach drzew różnych gatunków w różnym wieku, sadownikom często brakuje dokładnej wiedzy o posiadanych roślinach.

Dron z odpowiednią kamerą może dokonać analizy liczby drzewek, skategoryzować ich gatunek, ocenić wiek i rozmiar korony, zbadać stan ich zdrowia oraz oszacować plony z całości upraw.

Monitoring i analiza szkód z bezzałogowca

Dzięki regularnemu monitoringowi rolnicy mogą nie tylko na bieżąco optymalizować wzrost roślin ale także wykrywać to, czego każdy z nich chciałby uniknąć – szkód.

W przypadku zarówno szkód łowieckich i rolniczych im szybciej rolnik się o nich dowie, tym lepiej może zareagować. W przypadku wystąpienia szkodników, suszy czy szkód wyrządzonych przez dziką zwierzynę, ortofotomapa wykonana z drona pozwoli opracować miejsce wystąpienia zniszczeń, ich rozmiar i dotkliwość, zaplanować działania naprawcze oraz przygotować i zabezpieczyć uprawy na przyszłe lata.

Same mapy mogą być dołączone do dokumentacji jako dowód wystąpienia zniszczeń i precyzyjne oszacowanie strat. W ten sposób rolnik może zmaksymalizować swoje szanse na uzyskanie właściwego odszkodowania od koła łowieckiego czy ubezpieczyciela.

Przyszłość technologii i rolnictwa?

Przy obecnych trendach spodziewamy się (a właściwie jesteśmy pewni) dalszego intensywnego rozwoju digitalizacji rolnictwa.

Możliwości i zastosowania czujników będą dalej rozwijane, a dane przez nie zbierane integrowane do istniejących rozwiązań dostarczając jeszcze więcej cennych informacji o rozwoju upraw. Algorytmy sztucznej inteligencji, korzystając z zebranych danych będą wyciągać coraz dokładniejsze wnioski i zalecenia co do podejmowanych akcji.

Zautomatyzowane sprzęty będą coraz bardziej wyręczać człowieka i dokonywać czynności rolniczych w błyskawicznym tempie, z zegarmistrzowską precyzją. Skomplikowane systemy (np. systemy UAS) będą łączyć ze sobą technologie i sterować urządzeniami pracującymi jednocześnie.

Rola człowieka z czasem będzie odchodziła od zajmowania się wykonywanymi czynnościami i przechodziła do nadzoru i monitoringu działających systemów cyfrowych. Gospodarstwo działające w ten sposób będzie nastawione na optymalizację wydatków na usprawnienia, minimalizację kosztów związanych z uprawą i maksymalizację ilości i jakości otrzymywanych plonów.

Co to jest UAV i UAS? – Bezzałogowe Statki Powietrzne

Mimo, że najtańsze drony-zabawki można dziś kupić za mniej niż 100 złotych, wciąż stosunkowo niewiele osób zdaje sobie sprawę o całym spektrum ich możliwości i zastosowań komercyjnych. Nawet w gałęziach, w których drony zyskały najwięcej zwolenników, jak rolnicy, leśnicy czy geodeci.

Czym jest UAV, bezzałogowy statek powietrzny, jak mają się one do UAS-ów i co z tym wszystkim mają do czynienia drony? Tego właśnie dotyczy dzisiejsze opracowanie.

UAV – definicja

Bezzałogowy statek powietrzny (z angielskiego Unmanned Aerial Vehicle), w swej najprostszej definicji, jest maszyną, która nie wymaga do lotu załogi obecnej na pokładzie, nie ma możliwości zabierania pasażerów i jest pilotowany zdalnie lub wykonuje lot autonomicznie.

W rzeczywistości sam statek powietrzny potrzebuje do działania dodatkowych zasobów i urządzeń. Urządzenia te wzajemnie się komunikują i umożliwiają statkowi wykonanie powierzonego mu zadania.

UAV a UAS – czym się różnią?

UAS (z angielskiego Unmanned Aerial System) czyli bezzałogowy system powietrzny składa się z następujących komponentów:

  • UAV – bezzałogowego statku powietrznego
  • naziemnej stacji kontroli (GCS), obsługiwanej przez operatora,
  • systemu komunikacji między stacją kontroli, a statkiem znajdującym się w powietrzu,
  • wymiennego ładunku, stosowanego w zależności od charakteru wykonywanej misji,
  • oprogramowania do przetwarzania zbieranych danych,
  • sprzętu pomocniczego, do transportu i obsługi całego systemu.

Sam statek powietrzny jest tylko częścią takiego systemu.

Na zdjęciu widoczny system UAS: dron (UAV), stacja kontroli (GCS) w rękach operatora oraz antena GPS.

Co łączy UAV i drony?

W skrócie – to to samo. Nazwa dron jest tożsama z technicznym określeniem Bezzałogowy Statek Powietrzny (czyli UAV). Jest to najbardziej powszechne i medialne określenie, najczęściej stosowane w publicystyce, mediach i przez hobbystów czy amatorów.

Błędnie jest ono przypisywane do “wszystkiego co lata i jest zdalnie sterowane”. Przykładowo, zupełnie odrębną grupą są modele RC, potocznie zwane przez swoich wielbicieli racerami.

Sama nazwa dron wywodzi się od angielskiego drone, co oznacza trutnia. Dziedzina dronów – wielowirnikowce, które zdobyły największą popularność ostatnimi latami, podczas latania wydają charakterystyczny dźwięk, który wytwarzają szybko kręcące się śmigła, podobny do latających trutni.

Rodzaje dronów UAV

Bezzałogowe Statki Powietrzne możemy podzielić na kilka kategorii, w zależności od budowy i napędu.

Wielowirnikowce

Wielowirnikowce poruszają się dzięki sile nośnej wytwarzanej przez kilka śmigieł (wirników) umieszczonych symetrycznie na obwodzie drona. Są bardzo zwrotne i łatwe w obsłudze, nauka sterowania nimi trwa bardzo krótko.

Zaletą tego typu budowy jest możliwość pionowego startu i lądowania, co umożliwia przeprowadzanie operacji w miejscach, gdzie zastosowanie innych technik jest utrudnione lub niemożliwe.

Głównym minusem wielowirnikowców jest stosunkowo krótki czas lotu. Z tego powodu, ten rodzaj dronów wykorzystuje się najczęściej przy badaniu obiektów punktowych lub o małym obszarze (hałdy, wyrobiska, budowle).

Płatowce

Płatowce najbardziej przypominają klasyczne samoloty. Napęd zapewniają śmigła na skrzydłach lub dziobie, a sterowanie odbywa się dzięki klapom na skrzydłach i ogonie. Startują z ręki lub specjalnej wyrzutni.

Cechują się bardzo długim czasem lotu (nawet kilka godzin) i stosuje się je do skanowania dużych obszarów, często o charakterze liniowym (pola uprawne, drogi, gazociągi, linie energetyczne).

Płatowce są bardziej skomplikowane w obsłudze niż wielowirnikowce. Większość dostępnych komercyjnie platform umożliwia jedynie loty automatyczne – użytkownik nie ma możliwości przejęcia kontroli.

Kluczowym momentem jest podejście do lądowania. Wyznaczenie poprawnej ścieżki podejścia wymaga doświadczenia a błędy często skutkują rozbiciem samolotu.

Śmigłowce

Drony-śmigłowce przypominają klasyczne śmigłowce (helikoptery). Napęd i sterowanie zapewniane są przez dwa wirniki – nośny i ogonowy.

Śmigłowce są dużo cięższe w obsłudze niż inne rodzaje dronów. Utrudniony jest serwis i samo przygotowanie drona do lotu. Główną przyczyną takiego stanu rzeczy jest skomplikowany mechanizm głowicy sterującej kątem wychylenia łopat wirnika nośnego.

Śmigłowce mogą jednak utrzymać się w powietrzu dłużej niż wielowirnikowce, do dwóch godzin. Mogą również, podobnie jak one, dokonywać pionowego startu i lądowania.

Hybrydy

Hybrydy, czyli w tym przypadku płatowce pionowego startu, to połączenie cech płatowców i wielowirnikowców.

Łatwo nimi sterować, mogą startować w trudnych warunkach terenowych i unosić się w powietrzu nawet do kilkugodzin.

Wyposażenie drona

Sercem każdego drona jest autopilot, który steruje maszyną, stabilizuje jej lot oraz pozwala wykonywać loty autonomiczne.

Sam dron to tylko narzędzie, potrzebuje jeszcze elementu który nada mu wartość użyteczną np. kamera lub czujnik. Poza lotami czysto rozrywkowymi, każdy statek potrzebuje urządzenia odbierającego i przetwarzającego sygnał docierający do niego od badanego obiektu. Najczęstszymi rodzajami takich kamer i czujników są:

LIDAR

Od angielskiego Light Detection and Ranging. Działa podobnie do radaru czy sonaru, ale zamiast mikrofal czy fali dźwiękowej wykorzystuje odbite światło widzialne lasera. Za pomocą lasera wysyłane są krótkie impulsy światła o konkretnej długości fali. Odbite światło rejestrowane jest np. przez fotodiodę lub kamerę CCD.

Badając natężenie rozproszonego impulsu świetlnego tworzy się numeryczne modele terenu wraz z pokryciem, np. drogami, liniami wysokiego napięcia, zabudowaniami, drzewami, itp.

Kamera RGB

Od angielskiego Red, Green, Blue czyli kolorów czerwonego, zielonego i niebieskiego – trzech składowych w modelu barw RGB (stąd nazwa). To w rzeczywistości zwykła kamera, rejestrująca spektrum światła widzialnego.

Dzięki kamerze RGB można tworzyć mapy terenu zachowując dokładne odwzorowanie kolorów – dokładnie tak, jak zobaczyłby go człowiek.

Czujnik Multispektralny i Hiperspektralny

Po lewej widok z kamery RGB, z prawej z czujnika multispektralnego CIR (Color-InfraRed)

Czujniki multi-, super- i hiperspektralne to uogólnienia kamery RGB. Poza spektrum światła widzialnego (RGB), są one w stanie rejestrować inne spektra, jak różne zakresy podczerwieni czy mikrofal. W uproszczeniu makroskładniki absorbują promieniowanie słoneczne i zniekształcają je (pochłaniają jego część) następnie oddają falę o innej długości, czujnik multi-, hiperspektralny dokładnie mierzy natężenie fal w różnych długościach dzięki czemu znamy dokładny skład makroskładników.

Na podstawie analizy odbitych fal w podczerwieni można np. zobrazować wskaźnik NDVI służący do analizy wegetacji roślin, wyznaczyć wilgotność gleby czy przebieg podziemnych rurociągów.

Nie jest to możliwe przy użyciu zwykłej kamery RGB.

Zanieczyszczenie powietrza

Przykładem czujnika niebędącego kamerą może być czujnik zanieczyszczenia powietrza. Takie drony wykorzystywane są między innymi przez służby miejskie lub straż pożarną do badania składu dymu wydobywającego się z komina i walki ze smogiem w wielu miastach Polski, np. Warszawie, KatowicachBielsko-białej.

Zastosowania UAV i UAS

Bardzo ogólnie temat ujmując, bezzałogowe statki powietrzne można zastosować wszędzie tam, gdzie zbieranie danych na temat przestrzeni z powierzchni ziemi jest trudne, czasochłonne, niebezpieczne lub niemożliwe:

  • ortofotomapy cyfrowe,
  • pomiary termowizyjne,
  • modele 3D obiektów, miast i zabudowań,
  • monitoring upraw, szacowanie szkód łowieckich,
  • monitoring obszarów leśnych,
  • monitoring granic państwa,
  • obsługa imprez masowych,
  • akcje ratunkowe, Search and Rescue,
  • badanie obszaru klęsk żywiołowych,
  • misje militarne,
  • filmowanie i fotografia okolicznościowa.

Uprawnienia UAVO

W Polsce, by móc pilotować drona w celach zarobkowych, komercyjnych wymagane są trzy rzeczy:

  • świadectwo kwalifikacji opoeratora Bezzałogowych Statków Powietrznych – UAVO (Unmanned Aerial Vehicle Operator)
  • ważne badania lotniczo-lekarskie
  • ubezpieczenie OC operatora

Same uprawnienia UAVO dzielą się na dwie dodatkowe kategorie VLOS i BVLOS.

Visual Line of Sight – w zasięgu kontaktu wzrokowego ze statkiem

UAVO VLOS nadaje prawo operowania statkiem powietrznym w takich warunkach i takiej odległości, kiedy operator lub jeden z obserwatorów jest w stanie utrzymywać kontakt wzrokowy ze statkiem powietrznym. Kontakt utrzymywany jest w celu kontroli położenia drona w przestrzeni powietrznej oraz zapewnienia bezpiecznej odległości od innych użytkowników przestrzeni, przeszkód, osób i zwierząt.

Dopuszczalna jest utrata kontaktu wzrokowego, jeśli operator monitoruje parametry lotu w urządzeniach naziemnych połączonych z dronem.

Beyond Visual Line of Sight – poza zasięgiem wzroku

Loty BVLOS wykonywane są głównie w przypadku realizacji projektów obejmujących swoim działaniem znaczne tereny takie jak tworzenie ortofotomap, inwentaryzacja infrastruktury, monitoring dużych terenów.

Latanie BVLOS przypomina wykonywanie lotów dużym samolotem pasażerskim, w którym lecąc zgodnie z zasadami IFR (Instrument Flight Rules) sterowanie odbywa się na podstawie danych dostarczanych przez instrumenty pokładowe.

Operator dysponując informacjami przesyłanymi za pomocą łącza telemetrycznego zna pozycję, wysokość, prędkość i kierunek lotu oraz wszystkie istotne parametry statku powietrznego. W każdej chwili ma również możliwość zmiany parametrów lotu, sterowania sensorami do zbierania danych – jeśli takie są na pokładzie lub wywołania funkcji powrotu do bazy i lądowania.

Aplikacja do planowania nalotu dronem

UAVO BVLOS umożliwia przeprowadzanie lotów na dalekie dystanse w 4 kategoriach:

  • loty operacyjne, na potrzeby działań lotnictwa państwowego, zwalczania klęsk żywiołowych, czy akcjach poszukiwawczych,
  • loty specjalistyczne, dla kontroli i monitoringu obiektów inżynierii lądowej lub wodnej, działań geodezyjnych, lotów badawczych,
  • loty automatyczne, dla kontroli i monitoringu inżynierii lądowej lub wodnej, dostaw medycznych, działań agrolotniczych,
  • loty szkoleniowe.

Bezzałogowe Statki Powietrzne – FAQ

Jak wysoko może polecieć dron (UAV)?

Podczas standardowych lotów, np. mapowania, dron leci na wysokości od 100 do 500 metrów, w zależności od wymagań danej misji co do rozdzielczości.

Według prawa lotniczego, powyżej 9500 stóp nad poziomem morza (około 3000 metrów), samolot musi być wyposażony w odpowiednie oprzyrządowanie i mieć stałą łączność ze służbą kontroli lotów.

Nie ma natomiast takiej potrzeby, by małe statki w ogóle na taką wysokość dolatywały. Loty na dużych wysokościach skutkują mniejszą rozdzielczością zbieranych danych.

Nasza firma dopuszcza loty do wysokości 3000 m n.p.m., np. do celów badawczych.

Jak szybko latają drony?

Większość statków powietrznych osiąga prędkości przelotowe od 10 do 30 metrów na sekundę. Przy większych prędkościach występuje problem z rozmazaniem danych lub błędami czujnika – próbkowanie musi być częstsze, aby uzyskać pełne pokrycie terenu.

Niektóre czujniki nie dają rady tak szybko próbkować, aparat również jest ograniczony przez szybkość przysłony i migawki – zdjęcia wychodzą rozmazane lub nieostre.

Nasze drony latają z prędkościami 15-20 metrów na sekundę.

Do czego można zastosować UAV?

Konkretne możliwości drona zależą od zamontowanych sensorów. Sam statek powietrzny jest tylko platformą, bez dodatkowego oprzyrządowania nie jest w stanie wykonać żadnego zadania (poza rekreacyjnym czy rozrywkowym lotem). Dopiero tzw. payload umożliwia zebranie informacji i wykorzystanie ich w celu obrazowania, mapowania czy specjalistycznych pomiarów.

Przykłady zastosowań w różnych dziedzinach opisane zostały wyżej w artykule. (klik: UAV – zastosowania).

Ile kosztuje dron UAV produkowany przez BZB UAS?

Cena zależy w głównej mierze od potrzebnego wyposażenia. Każda oferta jest dostosowywana pod konkretną sytuację i zakres potrzeb klienta.

W przypadku małego samolotu w najprostszej wersji treningowej ceny zaczynają się od 23 tys. złotych netto.

Czy systemy UAS mogą pracować w deszczu lub przy silnym wietrze?

W teorii drony mogą latać w deszczu. W praktyce – nie ma takiej potrzeby. Podczas opadów znacząco spada widoczność i miarodajność pomiarów. Nie udzielamy gwarancji na pomiary wykonane w trakcie opadów.

Jeśli chodzi o silne podmuchy wiatru, to nasz sprzęt został przetestowany w warunkach wiatru o porywach do 15 metrów na sekundę (prawie 7 w skali Beauforta).

Najbardziej niebezpieczny jest nie tyle sam wiatr, co turbulencje – ruchy pionowe powietrza lub ruchy wirowe w pobliżu przeszkód terenowych. Takie podmuchy mogą wytrącić z równowagi nawet najstabilniejsze statki powietrzne.

Do przewidzenia możliwych turbulencji potrzebna jest szeroka wiedza i doświadczenie w planowaniu nalotów w warunkach silnego wiatru. Początkującym operatorom radzimy zaczekać na łatwiejsze warunki pogodowe.

Rozwój rynku Bezzałogowych Statków Powietrznych w Polsce

W lutym bieżącego roku (2019) na konferencji w Ministerstwie Infrastruktury zaprezentowano raport Biała Księga Rynku Bezzałogowych Statków Powietrznych.

Zachęcamy do zapoznania się z opracowaniem dotyczącym ekonomicznych, społecznych i legislacyjnych analiz rynku dronowego w Polsce wraz z prognozami do 2026 roku.

źródło: Biała Księga Rynku Bezzałogowych Statków Powietrznych

Ortofotomapy z drona

Ortofotomapa z drona

Co to jest ortofotomapa – definicja i cechy

Według definicji, ortofotomapa jest “mapą fotograficzną powstałą w wyniku przetwarzania różniczkowego zdjęcia lotniczego”. Taka definicja może być ciężka do strawienia, więc przyjrzymy się zagadnieniu bliżej.

Czym się różni ortofotomapa od zdjęcia lotniczego?

Najczęściej, ortofotomapy powstają w wyniku przetwarzania zdjęć satelitarnych, lotniczych lub z drona. Główną różnicą jest zmiana rzutu (perspektywy) z rzutu środkowego do rzutu ortogonalnego. Ortogonalnego, czyli inaczej prostopadłego do fotografowanej płaszczyzny.

Stąd też nazwa: “orto” – od rzutu ortogonalnego, “foto” – od fotografii, “mapa” – bo finalny produkt posiada wszystkie cechy mapy – skalę, układ współrzędnych i zachowane proporcje i może służyć do wykonywania pomiarów.

Rzut środkowy (gdzie “środkiem” jest jeden punkt – matryca aparatu) powoduje pozorne zakrzywienie przestrzeni i nierównomierność skali. Im większy fotografowany obszar, różnice terenu i krótsza ogniskowa (szerszy kąt widzenia obiektywu), tym zniekształcenia są większe.

Ekstremalny przypadek można zaobserwować z obiektywem typu rybie oko, gdzie celowo nie koryguje się dystorsji.

Na takim zdjęciu niemożliwe jest dokonanie jakichkolwiek precyzyjnych pomiarów lub planów.

W rzucie ortogonalnym, każdy punkt badanej płaszczyzny fotografowany jest prostopadle, pionowo z góry. By to uzyskać, ortofotomapy tworzy się wykonując setki zdjęć badanego obszaru, a następnie łączy w procesie ortorektyfikacji i mozaikowania.

Wierna ortofotomapa – true orthophoto

Obiekty wystające ponad/poniżej powierzchni ortofotomapy mogą ulec zakrzywieniu lub lekkiemu przesunięciu – w ich wypadku nie będzie zachowana skala. Mogą też przesłonić inne obiekty znajdujące się za nimi.

Ortofotomapa, ale nie wierna – elementy wysokie (dachy) przesunięte względem podstawy budynków.
Zdjęcie: Krzysztof Bosak, CC BY-SA 3.0

Wykorzystanie dronów i zebranie zdjęć o dużym pokrywaniu pozwala połączyć fotografie tak, by kontury budynków (lub innych wysokich elementów) zostały zrzutowane dokładnie na swoje podstawy. W takim przypadku mówimy o “wiernej ortofotomapie” (ang. true orthophoto).

Wierna ortofotomapa – kontury dachów budynków zrzutowane prostopadle na ich podstawy.
Zdjęcie: Krzysztof Bosak, CC BY-SA 3.0

Dokładność ortofotomapy – GSD

Dokładność i szczegółowość ortofotomapy zależy głównie od jej rozdzielczości – terenowego rozmiaru pixela, z angielskiego Ground Sampling Distance (GSD).

  • GSD rzędu 30cm/px pozwala na identyfikację elementów przestrzeni – zabudowań, dróg, itp.
  • GSD rzędu 10cm/px pozwala na dokładniejszą inspekcję obszarów zurbanizowanych – rozróżnienie pasów drogowych, płyt chodnikowych, instalacji naziemnych, granic budynków i działek,
  • GSD rzędu 5cm/px jest już bardzo szczegółową dokładnością i pozwala na inspekcje dachów, rynien i dachówek, pomiary odległości i objętości, rozróżnianie pojedynczych osób, itp.
  • GSD rzędu 1cm/px cechuje najdokładniejsze ortofotomapy, na których można opierać prace zgłaszane do ODGiK.

Takie rozdzielczości są dużo dokładniejsze niż te, które spotykane są w tradycyjnej fotogrametrii. Dostarczone w ten sposób informacje i pomiary pozwalają (częściowo lub w całości) zrezygnować z dalszych pomiarów geodezyjnych.

Ortofotomapy – zastosowanie

Ortofotomapy stosuje się wszędzie tam, gdzie potrzebne jest precyzyjne i dokładne odwzorowanie terenu (na potrzeby pomiarów lub wizualizacji). Choć zastosowań jest całe spektrum, to zdają się dominować dwa główne nurty – mapy na potrzeby inżynierii lądowej oraz mapy wykorzystywane przy analizach środowiska.

Realizacja inwestycji i promocja

Cyfrowe mapy mogą być pomocne na każdym etapie realizacji inwestycji budowlanej lub infrastrukturalnej. Od prezentacji terenu i wizualizacji planów zagospodarowania przed inwestorami, przez inwentaryzację wydzielonych działek, sprzedaż terenu po promocję zakończonej inwestycji.

W ramach takiej promocji można zrealizować kampanie marketingowe przedstawiające dane miejsce lub obiekt. Stworzyć wizualizację terenu np. w ośrodkach turystycznych, narciarskich i zaprezentować dostępne trasy, szlaki, punkty widokowe.

Ortofotomapy z dronów używane są podczas projektowania i realizacji prac budowlanych. Postępujące prace monitoruje się bez konieczności ich zatrzymania. Kolejne etapy budowy poddaje się cyklicznej ocenie. Po zakończeniu budowy dokonuje się inwentaryzacji powykonawczej, np. poprzez zestawienie wykonanej pracy z planami i zamówieniem.

Mapy terenu wykorzystuje się również podczas planowania, budowy i inwentaryzacji infrastruktury, takiej jak drogi, linie kolejowe, linie przemysłowe, linie energetyczne, gazociągi.

Inwentaryzacje wyrobisk, składowisk

W przypadku obiektów takich jak wyrobiska, składowiska, magazyny czy kopalnie odkrywkowe, tworzy się modele 3D tych obszarów przemysłowych. Wykorzystywane są one do pomiarów, planowania i monitoringu. Mierzy się objętość urobku, składowanych materiałów takich jak kruszywa i stanów magazynowych. Porównuje się wielkość (kubaturę) dostarczanych materiałów sypkich i zgodność dostaw z zamówieniami. Mierzy się objętość mas ziemnych i szacuje koszt oraz czas wywozu np. z planu budowy.
W ten sposób bada się również szybkość przyrastania wysypisk śmieci, złomowisk, itp.

Ewidencja gruntów i budynków

Na potrzeby ewidencji gruntów i budynków, cyfrowe ortomapy wykorzystuje się do wyznaczania granic działek i pomiarów ich powierzchni oraz odległości w przestrzeni.

Referencje do innych map

W ten sposób dokonuje się również aktualizacji starszych, istniejących już map lub porównuje mapy różnego typu (w ten sposób można wykryć samowole budowlane lub nielegalne wysypiska odpadów).

Na mapę rastrową (fotomapę) można nanieść mapę wektorową, np. dróg, zabudowań, linii energetycznych.

Można również stworzyć mapę termowizyjną CIR (Color-InfraRed), czyli mapę wykonaną ze zdjęć w podczerwieni. Takie mapy służą do badania np. stanu roślin, drzewostanu, wilgotności gleby, wykrywania rurociągów podziemnych.

Nadzorowanie zmian terenowych

Cyklicznie tworzone mapy danego terenu pozwalają na monitorowanie i detekcję zmian w środowisku naturalnym. Monitorować można takie parametry jak występowanie osuwisk, poziom wód powierzchniowych czy rodzaj i gęstość występującej roślinności.
W zestawieniu ze zmianami w środowisku naturalnym, przedstawić można plany rozwoju sieci osadniczej (urbanizacji).

Cyfrowe ortofotomapy w analizach środowiska pozwalają na monitorowanie stanu pól, lasów, rzek, jezior, gruntów, itp. W lasach służą do badania kondycji drzewostanów, wykrywania zniszczeń i uszkodzeń (złomów, wywrotów, pożarów), występowania szkodników czy monitorowania różnorodności biologicznej terenu.

Dokumentacja klęsk żywiołowych

W przypadku wystąpienia klęsk żywiołowych takich jak pożary, powodzie, podtopienia, susze możliwe jest badanie ich postępu oraz dokumentacja zakresu i rodzaju strat.

Na mapie widoczne efekty suszy i zniszczeń w uprawach

Drony z kamerami multispektralnymi wykorzystuje się także w rolnictwie. Taka ortofotomapa upraw pozwala na optymalizację nawożenia, weryfikację wzrostu polnów, inwentaryzację szkód, czy badanie melioracji gleby.

Poszukiwania archeologiczne

Zdarza się, że cyfrowe mapy terenu wykorzystuje się w tak nietypowych zastosowaniach jak poszukiwania archeologiczne, co byłoby trudne do wykonania z powierzchni ziemi.

Ortofotomapy cyfrowe z drona – planowanie nalotu fotogrametrycznego

W dużym uproszczeniu, za pomocą drona z kamerą wykonuje się setki zdjęć mapowanego terenu, które następnie poddaje się odpowiedniej obróbce i składa w jedną mapę.

Planowanie nalotu

Pierwszym krokiem jest zaplanowanie nalotu i dobranie odpowiednich parametrów. W zależności od celu mapowania, ustala się:

  • rodzaj drona – płatowiec do obiektów liniowych (np. droga, rzeka) i dużych obszarów lub wielowirnikowiec do małych, lokalnych obszarów, jak pomiary na placu budowy,
  • kamerę i rozdzielczość matrycy, w zależności od wymaganego rozmiaru piksela – GSD,
  • wielkość pokrycia podłużnego i poprzecznego – sięgająca 80% dla precyzyjnych modeli terenu i wiernych ortofotomap.

Fotopunkty

Następnie dobiera się osnowę fotogrametryczną. Jest to zbiór tzw. fotopunktów, czyli punktów, które można jednoznacznie zidentyfikować (wraz z ich koordynatami) zarówno na zdjęciach jak i w terenie. Mogą to być namalowane na gruncie specjalne znaki, lub naturalnie występujące punkty jak studzienki kanalizacyjne, centralne punkty ronda.

Wykonanie nalotu

Nalot planuje się w specjalnym programie, który kontroluje parametry samolotu i steruje nim podczas lotu. Na tym etapie pozyskiwane są setki zdjęć wraz z danymi o geopozycji (GPS) oraz o orientacji kamery w przetrzeni – tzw. elementami orientacji zewnętrznej (IMU – inertial measurement unit).

Chmura punktów

W kolejnym kroku, algorytm komputerowy dokonuje procesu zwanego matchingiem na podstawie danych GPS, elementów orientacji zewnętrznej oraz wewnętrznej (ogniskowej obiektywu, rozdzielczości matrycy, dystorsji fotografi). Polega on na znalezieniu punktów wspólnych, tzw. punktów wiążących (ang. tie points) i połączeniu ich między zdjęciami.

Aerotriangulacja

Następnie kolejny algorytm iteracyjny aerotriangulacji, łączy zbiór zdjęć w sieć geometryczną. Wykorzystuje do tego połączone zdjęcia oraz informacje o autokalibracji kamery oraz fotopunkty do zorientowania całości w znanym układzie współrzędnych wykorzystując dane GPS. 


Na tej podstawie tworzony jest NMPT – numeryczny model pokrycia terenu.

Ortorektyfikacja

Numeryczny model terenu NMT (czy w wypadku zdjęć z infrastrukturą i roślinnością, NMPT) to jeszcze nie ortofotomapa. Ostatnim etapem jest nałożenie zdjęć na otrzymany wcześniej cyfrowy model terenu (czyli właśnie zmiana rzutu środkowego na ortogonalny, prostopadły) oraz mozaikowanie (czyli połączenie wielu fragmentów mapy w całość).

Zalety ortofotomap wykonanych z bezzałogowców (UAS/UAV)

Wierna ortofotomapa

Jednym z parametrów nalotu fotogrametrycznego dronem jest gęstość pokrycie (podłużne i poprzeczne). W praktyce oznacza to, jak duża część dwóch kolejnych zdjęć jest wspólna. Im pokrycie jest większe, tym gęściej wykonywane są zdjęcia.

Przy pokryciu rzędu 80% można uzyskać wierną ortofotomapę (true orthophoto), na której nie występuje przekłamanie perspektywy obiektów wysokich i zasłonięcie części terenu. Obiekty zrzutowane są prostopadle na swoje podstawy.

Lepsze niż zdjęcia z satelity

Drony wykonują zdjęcia z pułapu rzędu 50-500 metrów nad ziemią. Dodatkowo, naloty planowane są względem prognozy pogody. W ten sposób można uniknąć zachmurzenia i mgły na zdjęciach, a wysoka wilgotność powietrza na takim dystansie nie zaburza barw. Zdjęcia z drona charakteryzują się żywymi, dobrze odwzorowanymi kolorami.

Koszt wykonania takiej mapy jest również relatywnie niski, a wyniki można otrzymać w 24 godziny.

Mobilność

Wysoka mobilność dronów pozwala przeprowadzić naloty niemalże wszędzie i zawsze. Głównymi ograniczeniami są jedynie warunki pogodowe (prędkość wiatru, opady), możliwe miejsca startu i lądowania oraz strefy zakazu lotów.

Praca w trudnych warunkach

Drony dopuszczają także możliwość pracy w trudnym lub nieosiągalnym dla geodety terenie. Na przykład nad kopalniami odkrywkowymi, placem budowy, lub terenem skalistym czy bagnistym. W przypadku nalotów i mapowania terenów budowy, nie ma konieczności przerwy w pracach.

Chcesz wykonać cyfrową ortofotomapę?

Dokonaj pomiarów i zaplanuj wykorzystanie terenu

Szacowanie szkód łowieckich z drona (2019)

Szacowanie szkód łowieckich z drona

Szacowanie szkód łowieckich

Z artykułu tego dowiesz się jak szacowane są szkody łowieckie przez komisję z koła łowieckiego, z czym to się wiąże i dlaczego taki pomiar może nie być korzystny dla rolnika. Zobaczysz także, jak drony mogą Ci pomóc wywalczyć odpowiednie odszkodowanie (nawet o ponad 50% większe) mierząc straty z wysokości z wykorzystaniem współrzędnych GPS i algorytmów komputerowych.

Przyjrzyjmy się jednak najpierw, co zmieniło się po nowelizacjach w 2018 roku.

Odszkodowania za szkody w uprawach – nowelizacja ustawy w 2018 roku

W 2018 roku procedura szacowania szkód łowieckich została zaktualizowana dwukrotnie.

Najpierw w marcu 2018 sejm uchwalił zmiany w ustawie Prawo łowieckie, dotyczące m. in. składu komisji szacującej szkody. Jednocześnie porzucony został obiecany w 2016 roku Fundusz Odszkodowawczy.

Zmiany wywołały wiele protestów. W tym niezadowolenie sołtysów, którzy mieli brać udział w szacowaniu strat a często nie mieli wystarczającej wiedzy lub musieli podejmować decyzje niekorzystne dla znajomych rolników lub łowczych. Nie otrzymywali też żadnego wynagrodzenia.

22 sierpnia 2018 weszła w życie (i obowiązuje obecnie) kolejna nowelizacja ustawy Prawo łowieckie. Miejsce sołtysów w komisji zajęli przedstawiciele ODR-ów – Ośrodków Doradztwa Rolniczego.

Szacowanie szkód – procedura

Za zabezpieczenie obszarów rolnych odpowiedzialne najczęściej są koła łowieckie dzierżawiące/zarządzające obwodami łowieckimi. W szczególnych przypadkach, gdy szkody powstały poza obwodem łowieckim, może to być też Skarb Państwa (urząd marszałkowski) lub Lasy Państwowe.

W typowym przypadku, będziesz się starać o odszkodowanie od Koła Łowieckiego.

  1. Sprawdź, które Koło Łowieckie zarządza obwodem łowieckiem, na terenie którego znajdują się Twoje grunty.
    Portal łowiecki.pl udostępnia listę kół wraz z danymi kontaktowymi. Dodatkowo, na portalu poradniklowiecki.pl znajdziesz listę map obwodów z całego kraju.
  2. W ciągu 7 dni od powstania szkód, złóż do koła wniosek o oszacowanie strat.
    Od 22 sierpnia 2018 zgłoszenia przyjmują nie sołtysi czy urzędy gminy, a koła łowieckie.
    Ustawodawca nie podaje dokładnego wzoru dokumentu, ale muszą się w nim znaleźć następujące informacje:
    1. Imię i nazwisko i adres zamieszkania, lub nazwa i adres siedziby,
    2. numer telefonu,
    3. miejsce wystąpienia szkody,
    4. rodzaj uszkodzonej uprawy.

      Przykładowy wzór zgłoszenia możesz znaleźć na portalu lowiecki.pl [pobierz]
      Wniosek możesz złożyć pisemnie lub pocztą elektroniczną.

  3. W ciągu 3 dni otrzymasz informację o terminie przeprowadzenia szacowania. Informację przedstawiciel koła może przekazać Ci pisemnie, pocztą email lub SMSem na podany we wniosku numer.
  4. W ustalonym terminie, ale nie później niż 7 dni od złożenia wniosku, pojawi się u Ciebie komisja w celu oszacowania zniszczeń. Komisja składa się z przedstawiciela koła, przedstawiciel ODRu oraz Ty – rolnik.
  5. Komisja sporządzi protokół i w ciągu 30 dni koło łowieckie wypłaci Ci odszkodowanie za oszacowaną szkodę.

W protokole zawarte będą takie informacje jak gatunek zwierzyny, który wyrządził szkody, rodzaj upraw i ich stan, areał oraz szacowany obszar i procent zniszczonych upraw na tym obszarze.

Na tej podstawie, komisja wyznacza wysokość odszkodowania wg wzoru:

[Obszar uprawy] x [% Zniszczeń] x [Plon z 1 ha] x [Wartość w skupie]

Ten rodzaj szacunku może być jednak nieprecyzyjny. Przy nieregularnych kształtach zniszczeń, które dodatkowo często są niewidoczne z ziemi, trudno dokładnie wyznaczyć ich obszar i procent uszkodzonych plonów.

Dodatkowo, komisja może pomniejszyć wartość odszkodowania o nieponiesione przez rolnika koszty zbioru, transportu i przechowywania. Wielu rolników ten fakt bulwersuje, ponieważ charakter szkód i ich rozmieszczenie nie zawsze przyczynia się do mniejszych kosztów zbiorów. Zdarza się jednak, że komisja to pole w protokole pozostawia puste.

Precyzyjne pomiary i dokumentacja własna

Do każdego protokołu rolnik ma jednak prawo dołączenia swojej dokumentacji i oświadczeń. Może także złożyć odwołanie od decyzji komisji. Dowodami dokumentującymi szkodę mogą być w takim przypadku zdjęcia, filmy i ortofotomapy wykonywane z dronów.

Jeśli rolnik dysponuje dokładniejszymi pomiarami od tych dokonanych przez łowczego, ma szanse znacząco podnieść odszkodowanie. W niektórych wypadkach nawet o ponad 50%.

Niektórych szkód nie widać z powierzchni ziemi, szczególnie w wysokich uprawach.

Szacowanie szkód łowieckich z drona

Poleganie na szacunkach komisji i koła łowieckiego ma kilka wad.

Przede wszystkim, rolnicy często narzekają na niedokładne pomiary prowadzące do zaniżania wypłat. W praktyce, natura szkód i ich położenie sprawiają, że precyzyjny szacunek jest trudny do wykonania z powierzchni ziemi (z wysokości wzroku dorosłej osoby) nawet przy szczerych intencjach.

Dodatkowo nie wszystkie szkody są od razu zauważane. Często, mimo wszelkich starań, zabezpieczenia pola i regularnych obchodów, okazuje się, że rozmiar szkód jest przytłaczający. A o ich istnieniu rolnik dowiaduje się dopiero siedząc w kombajnie, kiedy na odszkodowania jest już za późno.

Drony rozwiązują problem niedoszacowania uszkodzeń plonów.

  • Z wysokości około 100 metrów widać wszelkie uszkodzenia, nawet te w głębi pola.
  • Drony mogą badać pola z uprawami trudno dostępnymi dla człowieka – słonecznikiem, rzepakiem, kukurydzą.
  • Mapa pola, wraz ze szkodami, jest przetwarzana przez program komputerowy. Szacunek obszaru zniszczeń jest dokładny, pozbawiony subiektywnej oceny łowczego.
  • Pomiary wykonywane są bardzo szybko – nalot trwa około godziny (czas zależy od rozmiaru pola) i w ciągu 24 godzin generowany jest pełen raport prezentujący stan upraw i rozmiar zniszczeń.

Przebieg nalotu i skanowanie pola

Kiedy stwierdzisz, że chcesz skorzystać z pomocy firmy dronowej, procedura mapowania pola przebiega następująco:

  1. Skontaktuj się z firmą dronową. Firma poprosi Cię o informacje dotyczące Twoich upraw: lokalizację, powierzchnia pola, możliwe miejsca starty i lądowania drona oraz odpowiadający Ci dzień i godzina spotkania.
  2. W wyznaczonym terminie firma wykona nalot w Twojej obecności. Dron ze specjalną kamerą rejestrującą geolokalizację wykona setki zdjęć z wysokości około 100 metrów.
  3. Po zakończeniu mapowania zdjęcia zostaną przetworzone w programie komputerowym i połączone w jedną mapę całego obszaru.
  4. Na tak przygotowanej mapie rzeczoznawcy zaznaczą wszystkie obszary zniszczone przez zwierzynę. Zrobią to ręcznie, lub za pomocą dokładnego algorytmu komputerowego.
  5. W ten sposób w ciągu 24 godzin od przeprowadzenia nalotu zostanie wygenerowany pełen raport z precyzyjnie oznaczonymi wszelkimi szkodami łowieckimi.

Taki raport może wykazać straty nawet o połowę większe niż szacunki łowczego.

  • Obszar zniszczeń oznaczany jest dużo precyzyjniej, z wykorzystaniem koordynatów GPS.
  • Z powietrza dron zeskanuje również straty niewidoczne z perspektywy człowieka, np. w głębi pola lub w uprawach wysokich jak kukurydza.

 

W zależności od firmy tworzącej dla Ciebie taki raport, może on przybrać formę:

  • mapy wysokiej rozdzielczości on-line – z możliwością przybliżania, przesuwania, mierzenia powierzchni z dokładnością do 1 cm (najwygodniejsze i najbardziej precyzyjne),
  • wielkoformatowe mapy drukowane – wersja fizyczna, “papierowa”, mapy cyfrowej,
  • pliki z zapisaną geopozycją zdjęć i pomiarów – do dalszego przetwarzania w programie GIS lub Farmworks
  • (pomocniczo) filmów i nagrań z konkretnych fragmentów pola

Jeśli zdecydujesz się na taką współpracę, to zaleca się byś nie zwlekał z zamówieniem nalotu. Raport generowany jest dopiero na drugi dzień po nalocie, natomiast sam nalot może nie być dostępny od ręki, np. z powodu warunków atmosferycznych. Komisja z koła łowieckiego pojawi się u Ciebie w ciągu 7 dni od zgłoszenia.

Potrzebujesz pomocy z szacowaniem szkód?

Decyzja komisji odbiega od Twoich oczekiwań?