Мониторинг_лесов_при_помощи_бпла

Лесное хозяйство

2) Применения БПЛА для оперативного мониторинга лесов при ЧС.

1. Для задач картографии (масштаб 1:2000).

При съемке лесов, целесообразно применять БПЛА самолетного типа, такие как Геоскан 201 или Суперкам 450, они способны в день отснять более 100кв.км, при менее масштабных задачах, можно применять БПЛА класса GeoDrone L и Geodrone XL.

После проведения аэрофотосъемочных работ, фотоматериалы необходимо сшить в ортофотопалн в фотограмметрическом ПО, а затем обработать в ГИС (например ГИС Спутник)

БПЛА могут применяться для задач:

• инвентаризации лесов
• автоматический поиск вырубок
• автоматическая оценка высоты деревьев
• автоматическаое определение кубатуры древесины (поштучно)
• определение площадей, полностью или частично поваленных ураганными ветрами

Детальные снимки в видимом и ближнем инфракрасном диапазонах дают возможность обнаружить:

Данные в видимом диапазоне обеспечат своевременный контроль видов рубок, площадей вырубок, размещения лесовозных дорог, волоков и погрузочных площадок в соответствии с технологической картой разработки лесосеки. Облегчит планирование режима лесопользования и разрешение судебных споров, связанных с нарушениями Лесного кодекса РФ. Полная совместимость с ГИС открывает неограниченные возможности дополнительного анализа.

Сотрудники Министерства лесного хозяйства Тверской области отмечают успешность применения современных методов обнаружения фактов незаконных рубок при помощи БПЛА и камер видеонаблюдения. Полученные материалы уже не раз входили в состав доказательной базы по уголовным делам о незаконных рубках в регионе и способствовали их успешному расследованию. За последнее время материалы, зафиксированные беспилотниками, помогли успешно раскрыть уголовные дела по фактам незаконных рубок в Осташковском, Нелидовском и Селижаровском районах.

Автоматическое распознавание леса на снимках.

Для решения задачи классификации залесенных участков местности по снимкам в видимом диапазоне предпочтительно использование методов машинного обучения, который можно применить с использованием фотограмметрического ПО PhotoScan.

Рис. 1 Сбор и подготовка тренировочных данных.

Предлагаемый метод предусматривает пакетную классификацию ортофотопланов, то есть существует возможность автоматической обработки большого массива данных.

Результат на выбранную область исследования можно увидеть на рис. 2 и рис. 3.

Рис. 2 Результат классификации.

Рис. 3 . Результат классификации в приближении.

2. Для мониторинга местности применяются следующие бортовые целевые нагрузки:

1. Борьба с лесными пожарами:

• проведение воздушной разведки кромки действующего крупного пожара самостоятельно силами наземных и аэромобильных команд тушения. Легкие мультироторные БПЛА, запускаемые с руки, решают задачу «разведки за холмом», способны осуществлять оперативную информационную поддержку пожарной бригады по необходимости. Сейчас подобная задача решается эпизодически, при наличии воздушного судна;
• использование БПЛА в качестве географически привязанного воздушного пункта наблюдения («летающей вышки») для обнаружения пожаров в районах возникновения высокой (чрезвычайной) пожарной опасности лесов, прежде всего в целях защиты населенных пунктов;
• осмотр действующих пожаров (в т.ч. с использованием инфракрасных камер) в чрезвычайные периоды, когда применение классической авиации невозможно из-за задымленности района; использование БПЛА в качестве ретранслятора УКВ-связи при организации радиосвязи на лесных пожарах;
• мониторинг состояния торфяных пожаров.

Экономика внедрения БПЛА в лесхозах

За день одна аэрофотосъемочная бригада может снять до 100кв.км с разрешением 15 см/пиксел. Наземный обход позволит проанализировать только 1 кв.км с меньшей точностью и без возможности автоматический классификации пород и построения 3Д модели местности.

При использовании БПЛА бля оперативного мониторинга или в случае ЧС, беспилотник можно сравнить со средствами космического мониторинга, которые во много раз менее оперативны и имеют меньшее разрешение, и с пилотируемой авиацией, которая привязана к аэродромам и вертодромам и чей час полёта примерно в 10 раз дороже полёта беспилотника.

Самолётный беспилотник может использоваться и в задачах аэрофотосъемки для картографии и для задач оперативного мониторинга, на БПЛА меняется только полезная нагрузка.

1 БПЛА на 100 кв.км в день с разрешением 15см/пикс.

Источник

Использование беспилотников в лесном хозяйстве

Лесное хозяйство нуждается в постоянном мониторинге для обеспечения его рационального использования. Для установления точного размера ежегодного пользования лесом, критически важно знать все о его текущем состоянии. За последние годы, в России произошло ухудшение качественного состава леса, включая и его площадь. Но леса до сих пор занимают большие территории, что создает трудности для мониторинга состояния лесного фонда страны. Одним из инструментов мониторинга лесного хозяйства являются беспилотники. Более того, сейчас это один из самых эффективных инструментов. В этой статье мы более подробно рассмотрим способы применения беспилотников в сфере лесного хозяйства.

Картографирование лесного фонда

Беспилотники помогают максимально быстро и точно провести полную инвентаризацию лесных массивов. Представьте как долго вы будете пешком осматривать территорию в 100 квадратных километров? Дроны позволяют сделать это за несколько часов. Эксперты в этой области могут легко найти места вырубки, оценить высоту деревьев и проверить запас древесины. Беспилотники оснащенные мультиспектральными камерами позволяют найти участки засухи или же переувлажнения лесов, проверить наличие болезней деревьев или же вредителей.

Борьба с браконьерами

К сожалению, даже в 21 веке браконьерство имеет место быть. Но их действительно очень сложно обнаружить на больших площадях . Поэтому для этих целей лучше всего использовать беспилотники. В ночное время используется дрон с термосенсором. Например, год назад, сотрудники природнадзора Югры, смогли поймать двух браконьеров используя беспилотники. Браконьеры охотились на лосей тогда, когда этого нельзя было делать. Дроны позволяют экспертам природнадзора осмотреть большую площадь буквально за 30 минут, найти браконьеров и даже зафиксировать номер их транспортных средств. Известно, что сотрудники Октябрьского, Сургутского и Ханты-Мансийского районов давно используют беспилотники с целью выявить браконьеров.

Осмотр леса и выявление вредителей деревьев

Беспилотники также могут быть использованы с целью мониторинга состояния лесопосадок и обнаружения инвазии короеда. Степень повреждения деревьев можно легко оценить с помощью данных полученных во время съемки с воздуха. Эксперты могут оценить цвет и текстуру кроны деревьев и определить степень повреждения.

Съемка в инфракрасном диапазоне позволяет осмотреть лесные массивы, определить состав пород и найти очаги распространения вредителей. Благодаря этим данным, эксперты могут контролировать площадь вырубок и проверять размещение лесовозных дорог. Карты NDVI также используются для оценки лесного хозяйства, мониторинга процессов мелиорации и вырубки. Их нередко используют для оценки состояния регионов и отдельных районов для осуществления процессов планирования

Оперативный мониторинг с целью выявления пожаров

Благодаря данным, полученным беспилотником, эксперты могут своевременно обнаружить задымления, лесные пожары, а также детально осмотреть территорию задымления. Более того, дроны могут быть использованы для борьбы с огнем.

Как видите, патрулирование с помощью дронов дает новое решение в охране лесов. Весной 2020, китайская компания Quilling UAV объявила о скором выходе на рынок беспилотника вертолетного типа JS260, который можно будет использовать для тушения лесных пожаров. Компания сообщила что дрон может нести две емкости, заполненные водой для тушения огня с воздуха. На самом деле, тушение лесных пожаров с помощью авиации достаточно сложная операция. Дым очень ухудшает видимость, а горячий воздух усложняет управление самолетом. Более того, это может нарушить работу двигателей и привести к катастрофе. В данной ситуации, применение дронов сделает тушение пожаров безопаснее. Этот дрон может нести нагрузку до 100 кг! Емкости могут быть сброшены или поочередно или же одновременно. Компания производитель считает, что этого объема достаточно чтобы потушить до 50 кубических метров.

Кроме тушения дрон может помочь в поиске источника возгорания и найти сильный очаг, который нуждается в быстром реагировании.

Контроль целостности заграждений заповедника

Зачастую беспилотник способен выполнять те же задачи что и обычный вертолет с летчиком на борту. Хотя эксплуатация дрона значительно дешевле. Беспилотники – это отличный инструмент для контроля заповедных зон. Например, в Африке, беспилотники активно используются для контроля заповедных зон и в борьбе с браконьерами. А дроны оснащенные термо сканерами уже доказали свою эффективность в мониторинге состояния животных даже ночью.

Как видим, патрулирование с помощью дронов открывает абсолютно новые возможности для экспертов в сфере охраны леса. Беспилотники упрощают контроль за соблюдением правил вырубки лесов, позволяют выполнять картографирование лесного фонда за считанные часы, помогают бороться с браконьерами, и даже способствуют выявлению пожаров. Запуск дрона практически ничего не стоит, а частые съемки с воздуха помогают отслеживать динамику. Ведь оперативное инспектирование позволяет принять незамедлительные меры по устранению нарушений.

Источник