Kategoria: Blog

Rynek dronów od lat nieustannie się rozwija, a dla geodetów bezzałogowe statki powietrzne stają się powoli standardowym narzędziem pracy.
Do czego geodeci wykorzystują takie urządzenia i jak wpływa to na ich pracę?
Zapraszamy do lektury wywiadu z Wojciechem Stolarskim z firmy Geotronics.

Aeromind: Rynek dronów nieustannie rozwija się na przestrzeni lat, a dla geodetów bezzałogowe statki powietrzne stają się powoli standardowym narzędziem pracy. Do czego geodeci wykorzystują takie urządzenie i jak wpływa to na ich pracę?

Wojciech Stolarski: Trzeba jasno przyznać, że dzisiaj świadomość geodetów na temat zastosowania dronów w codziennych pracach jest dużo wyższa niż jeszcze 6-7 lat temu, gdzie bezzałogowce były uznawane za latające zabawki, które nijak nie mają prawa brać udziału w „zabawie” w geodezję. Na szczęście obecnie ta świadomość jest dużo większa, a dzieje się tak dzięki tym pionierom, z którymi kilka lat temu przecieraliśmy szlaki fotogrametrii bezzałogowej. Dzisiaj już nie trzeba klientów przekonywać, że drony są im potrzebne, a bardziej wskazać odpowiednie narzędzia do danych zastosowań. Bo możliwości wykorzystania dronów w geodezji są ogromne. Weźmy nawet te najprostsze, gdzie już samo ujęcie z góry jest nośnikiem wielu informacji mogącym służyć jako wywiad terenowy, informacja o stanie aktualnym, podstawa inspekcji wizyjnej czy po prostu ładny obraz dla zamawiającego niosącym całą masę ważnych informacji. Przy zastosowaniu programów fotogrametrycznych zdjęcia mogą zostać zamienione na orto oraz model terenu, a tutaj już otwiera się prawdziwa potęga dronów w geodezji. Tworzenie modeli pod inwestycje, obliczanie i analiza mas objętościowych, aktualizacje ewidencji czy mapy do celów projektowych. W sumie można by wymieniać jeszcze długo.


Aeromind: Na rynku możemy wyróżnić dwie najbardziej rozpoznawalne marki dronów: Yuneec i DJI. Dlaczego Wasz wybór padł właśnie naYuneec H520 RTK

Wojciech Stolarski: Z naszych doświadczeń wynika, że najważniejszym elementem przy pracy z dronami jest bezpieczeństwo i zaufanie do sprzętu. Zawsze powtarzam, że dron to nie odbiornik GNSS, który jak coś pójdzie nie tak, to przesunie nam współrzędną punktu o kilka metrów. W przypadku dronów margines błędu jest dużo mniejszy, a konsekwencje błędów mogą być poważniejsze. Stąd bezcennym okazuje się zastosowanie w H520 6 silników. Z jednej strony to większa stabilność, lepsza kontrola przy silnym wietrze czy nagłych podmuchach, ale również w przypadku potencjalnych awarii większa szansa na bezpieczne zakończenie lotu. Drugi istotny argument to wymienne kamery. Na daną chwilę można rozpocząć przygodę z kamerami RGB, a w przyszłości z tym samym dronem można rozszerzyć swoją ofertę z kamerą termowizyjną, inspekcyjną czy multispektralną.

Aeromind: Czy używając bezzałogowych statków powietrzych (BSP) w geodezji konieczne jest posiadanie własnej stacji referencyjnej GNSS?

Wojciech Stolarski: Nie ma takiej potrzeby. Aktualnie na terenie Polski działa kilka stacji sieci referencyjnych, z których możemy pobierać poprawki RTK czy RTN. Możemy tutaj chociażby polecić naszą sieć VRS Net działającą w całej Polsce. Praca z poprawkami jest o wiele wygodniejszym rozwiązaniem bo po pierwsze nie musimy brać w teren dodatkowego sprzętu, a po drugie nie jesteśmy przywiązania do miejsca ze stacją referencyjną i możemy na przykład przemieszczać się razem z dronem przy pomiarach liniowych.

Aeromind: Dokładność pomiarów ma kluczowe znaczenie dla geodetów. Jak dużego błędu pomiarowego możemy oczekiwać pracując za pomocą drona?

Wojciech Stolarski: To jest temat rzeka i osoby nie obyte z fotogrametrią oczekują konkretnej wartości niezależnie od warunków. Prawdą jest jednak to, że na dokładność wyników ma wpływ szereg czynników takich jak wysokość lotu, a co za tym idzie wielkość piksela terenowego, dokładność określenia wyjściowej pozycji zdjęcia, warunki atmosferyczne, naświetlenie, ukształtowanie i pokrycie terenu. Przy odpowiedniej wiedzy użytkownika przyjmuje dwukrotność GSD poziomo i trzykrotność GSD wysokościowo.

Aeromind: Zebranie danych to nie wszystko. Kolejnym etapem jest tzw. postprocessing czyli przetwarzanie materiałów. Który program będzie do tego najlepszy i czy konieczne jest korzystanie z płatnego rozwiązania?


Wojciech Stolarski: Ilość dostępnych na rynku programów do przetwarzania nalotów jest ogromna i ja zawsze sugeruje dobór programu pod główne zadania, które dronem będziemy wykonywać. Jestem zdania, że jeśli chcemy zaistnieć na rynku to musimy zaoferować swoim klientom jak najlepszy produkt, a nie jestem pewien czy takiej jakości i niezawodności można oczekiwać od rozwiązań „darmowych”. Musimy od takiego oprogramowania wymagać precyzji i dobrej jakości opracowanych wyników, jakości chmury czy orto. Dla wielowirnikowców sugerujemy wybór spośród Agisoft Metashape czy Pix4D Mapper, z lekkim wskazaniem na Agisoft ze względu na skuteczności orientacji wzajemnej, jakość chmury punktów czy kompresje orto. Pix4D za to lepiej radzi sobie z automatycznym mozaikowaniem orto. Dla dużych opracowań z zastosowaniem płatowców (WingtraOne, Delair UX11) sugerujemy pakiet Trimble Business Center + UAS Master. Tutaj robotę robią algorytmy INPHO zaciągnięte z profesjonalnej fotogrametrii załogowej oraz możliwość wykonywania pomiarów stereoskopowych, które są najwydajniejszą metodą pomiarów przyziemia budynków z dronów.

Aeromind: Wprowadzanie nowych technologii użytkowych ma przyspieszyć i ułatwić pracę. Ile właściwie zajmuje postprocessing i ile czasu jest w stanie zaoszczędzić geodeta rezygnując z tradycyjnych metod?

Wojciech Stolarski: Czas procesowania zależy od ilości zdjęć, programu który stosujemy i parametrów naszego komputera. Każdy program w trochę inny sposób angażuje zasoby sprzętowe, więc ważnym jest też dobranie dobrej maszyny do programu. Średnio zajmuje to od kilku do kilkunastu godzin przy dużych projektach. Najważniejsze jest jednak to, że większość procesów obliczeniowych przebiega samodzielnie bez angażowania operatora.
W zależności od zastosowanych urządzeń i rozdzielczości opracować w ciągu jednego dnia jesteśmy w stanie pozyskać dane nawet z kilku kilometrów kwadratowych terenu. Oprócz tego, że zyskujemy sporo czasu na danej robocie, to większość pracy przenosimy do biura, a to wiąże się ze sporymi oszczędnościami.


Aeromind: Zróżnicowany teren i trudno dostępne miejsca to bolączka geodetów od wielu lat. Jak ma się deniwelacja do pracy z dronem?

Wojciech Stolarski: Trudny teren zawsze jest trudniejszy z poziomu terenu niż z powietrza. Tam nie musimy się przedzierać przez krzaki, góry i doliny. Dron leci na bezpiecznej wysokości, a my potem zamiast chodzić po tym trudnym terenie wskazujemy odpowiednie punkty za pomocą kursora myszki. Może nie jest to podejście fit, ale oszczędzamy czas i zmniejszamy ryzyko zadrapań, skręceń a i kleszcza trudniej złapać w biurze. Poruszać możemy się potem, w bardziej komfortowych warunkach.

Aeromind: Czy istnieje możliwość nalotu nad terenem i późniejszego pobierania współrzędnych x y z ze zdjęć poprzez kliknięcie w szczegół terenowy?

Wojciech Stolarski: Właśnie na tym polega cała magia pracy z dronami. Jednym z wyników jest barwna chmura punktów reprezentująca pokrycie terenu. Każdy taki punkt posiada współrzędne X Y Z, wystarczy w niego kliknąć żeby taką wartość otrzymać. Często jednak, sama chmura czy pojedyncza współrzędna nie jest końcem pracy, a to co my dalej z takimi danymi potrafimy zrobić stanowi prawdziwą wartość dla naszych zleceniodawców. Ja do zestawu dron + soft do postprocesingu zawsze proponuję jeszcze program Trimble Business Center w wersji Surface Modeling, który w bardzo rozsądnej cenie pozwala na pełną pracę z chmurą i orto a także integracje tych danych z klasycznymi pomiarami GPS czy tachimetrycznych. TBC daje nam pełną możliwość narzędzi CAD, tworzenia przekrojów, liczenia objętości itp.

Drony z kamerą termowizyjną w akcjach ratunkowych pełnią bardzo użyteczne funkcje. Poszukiwanie osób zaginionych na otwartym terenie wymaga dużego
doświadczenia służb oraz przede wszystkim sprawnego sprzętu. Sytuacja jest szczególnie utrudniona, kiedy trzeba przeszukiwać tereny leśne.
Kamery termowizyjne wykorzystują różnice cieplne otoczenia i ciała człowieka. Te zamontowane na dronach mogą sprawnie przeszukać duży
obszar i odnaleźć zaginionego, nawet na trudnym i niedostępnym terenie.
Yuneec H520 z kamerą termowizyjną CGO-ET jest budżetowym sprzętem dopasowanym do potrzeb służb ratunkowych takich jak np. straż pożarna
czy policja.Dron umożliwia przeszukanie dużego terenu i odnalezienie osoby zaginionej.
Poniżej przedstawiamy film z akcji poszukiwawczej z wykorzystaniem drona Yuneec H520 z kamerą termowizyjną CGO-ET.

Uwe Loewer pokazuje w jaki sposób niemieckie DLRG wykorzystuje drony w nocnej akcji poszukiwania osoby zaginionej oraz
ratowania z załamanego na jeziorze lodu. Przydatnym narzędziem okazuje się wyjątkowo jasna kamera światła dziennego CGO-ET
w połączeniu z zainstalowanymi na H520 reflektorami LED. Kamera termowizyjna pokazuje nawet pęknięcia na lodzie i jest dodatkowo przydatna do właściwej oceny sytuacji.
Ćwiczenia ratownictwa na lodzie organizacji DLRG Köln-Dünnwald e.V. (Niemiecka organizacja ratowania życia)
Sytuacja ćwiczeniowa: Zaginiona osoba w lesie po zmroku wpada do zamarzniętego jeziora. UAV („drony”) powinny pomóc znaleźć osobę w ciemności i udokumentować operację ratunkową. Trudne zadanie w nocy …

Użyto następujących dronów:

    1x Typhoon H z CGo3 + https://aeromind.pl/product-pol-48-Yu…
    1x Typhoon H z kamerą termowizyjną FLIR https://aeromind.pl/product-pol-1654-…
    1x Typhoon H520 z kamerą termowizyjną i światła dziennego CGO-ET https://aeromind.pl/product-pol-1763-…

Zawód leśnika jest zawodem wyjątkowym. Wymaga od kandydata dobrej kondycji i siły fizycznej, szerokiej wiedzy z zakresu gospodarki leśnej, umiejętności organizacji własnej pracy jak i olbrzymiej wrażliwości na przyrodę. Od jakiegoś czasu pracownicy lasów poszerzają swoje kompetencje o kolejne umiejętności – tym razem w sterowaniu dronami i operowaniu kamerą z powietrza. Okazało się bowiem, że drony komercyjne powszechnie wykorzystywane do rekreacji mogą być skutecznie wykorzystywane również w leśnictwie.

Leśnicy codziennie przemierzają kilkadziesiąt kilometrów po lasach organizując pracę w terenie i nadzorując jej przebieg. Stąpając po ziemi dokonują pomiarów połaci lasu, prowadzą dokumentacje związane z liczebnością zwierzyny, stanem roślinności czy stratami wynikłymi z pożarów lub działania innych sił przyrody. Praca leśnika w terenie zajmuje większość czasu, z którego znaczną część zabiera chociażby przemieszczanie się z miejsca na miejsce leśnymi drogami i na przełaj. Tymczasem czas ten można zoptymalizować a dokumentację ulepszyć i znacząco przyspieszyć jej powstawanie wykorzystując do tego latające drony. Jeden przeszkolony leśnik-operator jest w stanie przeprowadzić w ciągu godziny inspekcję kilku hektarów lasu, ocenić zniszczenia, policzyć zwierzynę lub dokonać koniecznych pomiarów. Jak to jest możliwe?

zdjęcie wykonane z drona Yuneec Typhoon H520

Współczesne drony to już nie tylko zabawki do robienia filmów lub zdjęć do własnego użytku. Na rynku pojawiły się profesjonalne platformy bezzałogowe, które usprawniają pracę zmniejszając zarazem jej koszt. Dobrze dobrana platforma o szerokim spektrum zastosowań i określonych osiągach wymaganych do pracy w leśnictwie jest na wagę złota choć kosztuje stosunkowo niewiele w porównaniu do tego, co oferuje. Do takich platform bezzałogowych zalicza się Yuneec Typhoon H520

Oko na las

Obserwacja terenów leśnych z powietrza może być podstawowym choć nie jedynym zadaniem bezzałogowca. Yuneec Typhoon H520 może zostać wyposażony aktualnie w 3 różne moduły kamery, które można przełączać między sobą w kilka sekund. Kamery światła dziennego (E50 i E90) zapewniają wysoką rozdzielczość fotografii (odpowiednio 12MP i 20MP) oraz jakość filmów (4K). W przypadku słabego oświetlenia, do lotów nocnych lub do konkretnych zadań np. policzenia zwierzyny można z kolei wykorzystać kamerę termowizyjną połączoną z klasyczną w jednym module CGO-ET. Obraz z kamery podczerwonej lub światła dziennego można przełączać dowolnie między sobą lub wyświetlać nałożony jeden na drugi. Co istotne – w każdym przypadku niezależnie od użytej kamery Yuneec Typhoon H520 transmituje obraz do stacji naziemnej w wysokiej jakości HD 720p, co umożliwia dobre rozpoznanie terenu z góry. W nadchodzącym roku 2018 do oferty wejdzie czwarty moduł kamery z dużym zoomem optycznym, który umożliwi dokładną inspekcję z dużej wysokości bez konieczności zniżania lotu samym dronem.

Bezpieczeństwo lotu

Lot dronem nad obszarami zalesionymi jest szczególnie niebezpieczny – upadek bezzałogowca z dużej wysokości w dodatku zasilanego akumulatorem litowo-polimerowym może zakończyć się pożarem. Na szczęście w przypadku Typhoon H520 takie ryzyko jest zminimalizowane. H520 jest bowiem hexacopterem, a to oznacza, ze ma 6 wirników. W razie awarii jednego napędu dron wciąż utrzyma się w powietrzu. Jeśli nawet doszłoby do uszkodzenia dwóch niesąsiadujących ze sobą silników lub śmigieł – dalej jest możliwość bezpiecznego wylądowania. Takiej opcji nie dają żadne komercyjne 4-wirnikowce (quadcoptery) jeśli nie są wyposażone w inny system ratunkowy np. w spadochron ratunkowy. Pod tym względem Yuneec Typhoon H520 w swojej klasie cenowej jest bezkonkurencyjny.


Mobilność i czas lotu

Kolejna cechą istotną dla latającego sprzętu wykorzystywanego w leśnictwie jest jego mobilność i możliwy czas pozostania w powietrzu. Mobilność jest przydatna chociażby w transporcie bezzałogowca przez zalesiony teren. Inny aspekt to czas potrzebny do jego uruchomienia. Yuneec Typhoon H520 – mimo swoich 6-ramion ze śmigłami – jest sprzętem niezwykle poręcznym. Ramiona składają się, kamera z gimbalem jest odczepiania w dowolnym momencie, a całe urządzenie mieści się w plecak i swoimi rozmiarami nie odstaje od większości quadcopterów komercyjnych dostępnych w ofercie konkurencji. Czas do jego uruchomienia od momentu wyjęcia z plecaka to około 1-2 minuty. Możliwość transportowania go przez operatora na plecach nie ogranicza w niczym leśnika przemierzającego las na przełaj. Jako wielowirnikowiec Jako wielowirnikowiec nie potrzebuje żadnego pasa do startów i lądowań. Jedynie należy umożliwić mu wznieść się bez przeszkód pionowo do góry nad linię drzew. Może lądować samodzielnie (automatycznie) w tym samym lub dowolnym innym miejscu określonym przez operatora z dużą dokładnością do ok. 1m dzięki pozycjonowaniu przy użyciu systemów GPS i GLONASS.

Istotny jest tutaj również czas samego lotu – ten wynosi powyżej 20 minut na jednym pakiecie. Jednak producent Yuneec daje możliwość połączenia drona przewodem ze specjalną stacją naziemną, która może nieprzerwanie dostarczać do drona prąd, gdy ten wisi w powietrzu na kilkudziesięciu metrach nad ziemią. Oczywiście lot odbywa się wtedy jedynie pionowo do góry i w dół, ale jest to znakomity tryb lotu do stałego monitorowania ściśle określonych miejsc, a samo rozwiązanie jest unikatowe w skali całej branży. Inni producenci nie oferują podobnych rozwiązań w komercyjnych konstrukcjach bezzałogowych.

nie potrzebuje żadnego pasa do startów i lądowań. Jedynie należy umożliwić mu wznieść się bez przeszkód pionowo do góry nad linię drzew. Może lądować samodzielnie (automatycznie) w tym samym lub dowolnym innym miejscu określonym przez operatora z dużą dokładnością do ok. 1m dzięki pozycjonowaniu przy użyciu systemów GPS i GLONASS.

Misje autonomiczne

Yuneec Typhoon H520 jest obsługiwany przez aplikację mobilną o nazwie Data Pilot zainstalowaną w aparaturze sterującej dronem. Oprogramowanie daje możliwość zaplanowania misji po określonej ścieżce, siatce lub nad określonym miejscem i wykonanie jej w pełni automatycznie bez udziału operatora. Co więcej misję można zaplanować przy biurku na komputerze, a potem przenieść ją jedynie do pamięci drona przy pomocy karty microSD dodawanej do zestawu. Podczas tak zaplanowanej misji Yuneec Typhoon H520 może sfotografować dany teren lub sfilmować go w dwóch trybach. Znów może to za nas zrobić aplikacja, która umożliwia definiowanie ustawień konta i parametrów kamery podczas każdej kolejnej fazy lotu lub może to zrobić manualnie sam operator. Ma on de facto mocno ułatwione zadanie, bo dron w czasie fotografowania lub filmowania leci sam – wg zaplanowanej misji, a operator skupia się wtedy wyłącznie śledzeniu podglądu z kamery i tworzeniu dokumentacji filmowo-fotograficznej. W przypadku współpracy dwóch operatorów jeden może pilotować manualnie drona a drugi obsługiwać kamerę – z tym również nie ma żadnego problemu

Większa wygoda, mniejsze koszty

Obserwacje terenów leśnych są przeprowadzane od dawna i dzieje się to bez użycia dronów więc sama inspekcja lasu z powietrza to żadna nowość. Wiąże się to jednak z wynajęciem samolotu, helikoptera lub motolotni oraz oczywiście fotografa, który będzie wiedział jaki jest cel lotu i na czym ma się skupić. Pomyślmy teraz o kosztach takich operacji – ile kosztuje wynajęcie jednej z wymienionych maszyn na jeden dzień lotów doliczając do tego paliwo lotnicze? Ile dni jest potrzebnych by dokładnie sfotografować duże połacie lasów? Prosta matematyka szybko udowodni nam, że koszt wykonania takich dokumentacji fotograficznych znacznie przewyższa… nawet wartość nowego drona z kompletem kamer i zestawem dodatkowych akumulatorów! W dodatku nie wliczyliśmy w to czasu organizacji samolotu z pilotem i fotografem, jego małej elastyczności w działaniu, dużej zależności od warunków pogodowych, czasu potrzebnego do dolecenia na miejsce z określonego lotniska i powrót do ewentualnego tankowania. Pod tym względem platforma bezzałogowa jest bezkonkurencyjnym rozwiązaniem – zdecydowanie bardziej elastycznym, tańszym, łatwiejszym w obsłudze i szybszym w realizacji zadania.
Czasy wykorzystania dużych samolotów w leśnictwie bezpowrotnie odchodzą, a ich rola ograniczy się wkrótce jedynie do zrzucania dużych ilości szczepionek nad lasami. Operowanie dronem staje się co raz prostsze, a sam bezzałogowiec to w dużej mierze latający robot, który realizuje większość operacji nawet bez udziału operatora.

Leśnicy, geodeci, rolnicy to grupy zawodowe, które korzystają z podobnych cech dronów wykorzystywanych w swojej branży. Producenci tych maszyn doskonale zdają sobie sprawę z tego, że platforma skomplikowana w budowie i trudna w pilotażu nie zdobędzie zaufania. Z tego względu Yuneec stworzył model Typhoon H520 – bardzo intuicyjny w obsłudze, nie wymaga dodatkowych urządzeń do podglądu obrazu, a wszystkie parametry lotu i ustawień kamer są widoczne wprost na pulpicie – przed oczami operatora. Kamery są dostępne w zestawach ze stabilizatorami (gimbalami), a wymiana pomiędzy modułami trwa dosłownie kilka sekund. Misje autonomiczne mogą być zapisane w pamięci drona i realizowane wielokrotnie po tych samych punktach siatki lub wyznaczonej ścieżki co daje możliwość ciągłego patrolowania tego samego terenu i dokumentowania go w formie zdjęć o różnych porach dnia lub roku. Naloty fotogrametryczne pozwolą tworzyć mapy lasu, dokonywać obliczeń powierzchni zalesionej, oceniać stan wegetacji roślin lub zliczać zwierzynę leśną. Jednym słowem –Typhoon H520 został stworzony do pracy w leśnictwie i próżno szukać innych platform, które oferowałyby tak wiele, za stosunkowo niewielki koszt inwestycji.

Po co leśnikom drony? Krótko o zastosowaniu dronów w nadleśnictwie

  • Inwentaryzują obszary dotknięte klęskami żywiołowymi.
  • Dzięki nim można wykryć kęp posuszu.
  • Pomagają ustalić miejsca wykrycia dymu.
  • Monitorują obszary podczas akcji gaśniczej.
  • Wykonują ortofotomapy.
  • Inwentaryzują zwierzynę.
  • Oceniają kondycję drzewostanu na podstawie wskaźnika wegetacji NDVI.
  • Rozpoznają tereny podmokłe i rozróżniają gatunki drzew.