Использование беспилотных летательных аппаратов в целях постановки на кадастровый учет линейных объектов на примере автомобильной дороги

Размещено на http://www.allbest.ru/

Размещено на http://www.allbest.ru/

Министерство сельского хозяйства Российской Федерации

Федеральное государственное бюджетное

Образовательное учреждение высшего образования

Казанский государственный аграрный университет

Агрономический факультет

Кафедра «Землеустройство и кадастры»

ВЫПУСКНАЯ КВАЛИФИКАЦИОННАЯ РАБОТА

на тему:

Использование беспилотных летательных аппаратов в целях постановки на кадастровый учет линейных объектов на примере автомобильной дороги

Выполнил студент 4 курса

Лукманов Алмаз Фирдависович

Руководитель - доцент,

к.с.-х.н. Сабирзянов А.М.

Казань - 2016



ОГЛАВЛЕНИЕ

ВВЕДЕНИЕ

Глава 1. История развития беспилотных летательных аппаратов

Глава 2. Характеристика объекта исследования

2.1 Общие сведения

2.2 Рельеф

Глава 3. Установка пунктов опорных межевых знаков

Глава 4. Особенности проведения аэросъемки с БПЛА

4.1 Технические характеристики БПЛА

4.2 Планирование полета

Глава 5. Содержание работ

5.1 Подготовительные работы

5.2 Полевые работы

5.3 Камеральные работы

5.3.1 Обработка съемки с помощью программы Agisoft PhotoScanProfessional Edition, версия 1.0.0

5.3.2 Порядок работы в ПП PhotoScan

Глава 6. Техника безопасности при выполнении съемочных работ

6.1 Требования обеспечения охраны труда и техники безопасности при выполнении работ по применению БПЛА

6.2 Требования охраны труда во время работы

6.3 Требования по обеспечению безопасности работы БПЛА в воздушном пространстве

Глава 7. Сметно-финансовые расчеты

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ



ВВЕДЕНИЕ

Автомобильная дорога - уникальный объект, который на первый взгляд создает иллюзию заасфальтированного земельного участка, не представляющего собой отдельного объекта, а с другой стороны, юридически является целостным имущественным комплексом, то есть сложным комплексным объектом недвижимости.

Под полосой отвода автомобильной дороги понимается совокупность земельных участков, предоставленных в установленном порядке для размещения конструктивных элементов и инженерных сооружений такой автомобильной дороги, а также зданий, строений, сооружений, защитных и декоративных лесонасаждений и устройств, других объектов, имеющих специальное назначение по обслуживанию указанной дороги и являющихся ее неотъемлемой технологической частью (ограждения, сходы, водосливы, кюветы, мосты, рвы).

Отвод автомобильной дороги зависит от ее категории, количества полос движения, высоты насыпей или глубины выемок, наличия или отсутствия боковых резервов, принятых в проекте заложений откосов насыпей и выемок (В настоящее время действует постановление Правительства от 2 сентября 2009 г. №717 «О нормах отвода земель для размещения автомобильных дорог и (или) объектов дорожного сервиса». Настоящее постановление вступило в силу с 1 января 2010 г).

Вопросы ведения кадастра недвижимости на землях, занятых линейными объектами, в частности автомобильного транспорта, на сегодняшний день исследованы недостаточно. В связи с масштабными земельными преобразованиями, автоматизированным информационным обеспечением государственного земельного кадастра, начальным этапом реализации автоматизированной информационной системы «Государственный кадастр недвижимости», совершенствованием технологических процедур по формированию объектов землеустройства, необходима четкая система кадастровых действий, позволяющая оперативно проводить работы по регистрации объектов недвижимости, проведению кадастровой оценки земельных участков, занятых линейными объектами.

Существуют два различных подхода к определению того, является ли автомобильная дорога объектом недвижимого имущества.

Первый подход состоит в том, что автомобильная дорога обладает признаками недвижимого имущества, (предусмотренными в ст. 130 ГК РФ). Поскольку автомобильные дороги неразрывно связаны с землей и их перемещение без несоразмерного ущерба их назначению невозможно, в соответствии со статьей 1 Федерального закона №122-ФЗ «О государственной регистрации прав на недвижимое имущество и сделок с ним» они попадают под категорию объектов недвижимости и подлежат государственной регистрации.

Второй подход к определению того, является ли автомобильная дорога недвижимым имуществом, заключается в следующем. Асфальтовое покрытие может являться функциональным элементом земельного участка, на котором оно расположено. В отличие от зданий, строений и сооружений, твердое покрытие не имеет конструктивных элементов, которые могут быть разрушены при перемещении объекта. Материалы, из которых изготовлено покрытие (асфальт, щебень), при их переносе не теряют качеств, необходимых для его дальнейшего использования. Покрытие земельного участка (асфальтовое, бетонное и пр.) будет выступать в качестве характеристики последнего, но не самостоятельным объектом права собственности. То есть движимое имущество.

Из представленных двух подходов, на наш взгляд, наиболее правильным представляется первый. Второй же не учитывает, что автомобильная дорога является производственно-технологическим комплексом.

В данной отрасли также существует ряд проблем. Одна из них состоит в том, что: чаще всего свидетельство о государственной регистрации права выдано на весь район или сельсовет (в рамках единого землепользования), и невозможно определить все объекты недвижимости и их количество. Формировать межевой план как уточнение местоположения границы и площади земельного участка не представляется возможным. Такой земельный участок может проходить по нескольким кварталам, для определения местоположения земельного участка необходимо его перенести в нулевой квартал, что растягивает время подготовки документов от 2 недель до нескольких месяцев.

Другой проблемой является наложение соседних землепользований на полосу отвода дороги. Наложения на земельные участки происходят из-за того, что при выполнении съемки соседних земельных участков не все геодезисты знают нормы отвода земель для автомобильных дорог (Постановление Правительства РФ от 2 сентября 2009 г. №717 «О нормах отвода земель для размещения автомобильных дорог и (или) объектов дорожного сервиса»). Исправление этой кадастровой ошибки может также затянуться не на один месяц.

Также выявляется проблема при рассмотрении земельного участка, занятого мостами. В соответствии с пунктом 3 статьи 3 Федерального закона от 08.11.2007 №257-ФЗ (ред. от 18.07.2011) «Об автомобильных дорогах и о дорожной в Российской Федерации и о внесении изменений в отдельные законодательные акты Российской Федерации» автодорожный мост является искусственным дорожным сооружением в составе линейного объекта капитального строительства (автомобильной дороги) и не может рассматриваться как отдельно стоящий объект. Получается, что с одной стороны, это часть земельного участка, занятая дорожным полотном, а с другой - это земли водного фонда. Зачастую возникают разногласия пользователей таких участков.

Главной целью создания механизма ведения государственного кадастра недвижимости на землях, занятых линейными объектами транспорта является информационное обеспечение рынка недвижимости на основе формирования четкой процедуры государственного учета и регистрации земельных участков и иных объектов недвижимости (линейных объектов) и обеспечение возможности проведения работ по строительству и реконструкции линейных объектов.

Основными экономическими регуляторами государственного управления землями автомобильных дорог являются: формирование оптимальных и обоснованных платежей за землю на основе кадастровой стоимости; расчет и взимание штрафных платежей за экологический ущерб; передача автомобильных дорог в ведение муниципальных образований с целью увеличения доходов в муниципальный бюджет.

Целью научной работы является изучение и анализ эффективности использования БПЛА при подготовке документов для постановки на кадастровый учет линейных объектов (на примере автомобильной дороги на участке Караиделького муниципального района Республики Башкортостан).

Для достижения поставленной цели решаются следующие задачи:

1. Изучение характеристик современных БПЛА, применяемых в землеустроительных и кадастровых работах.

2. Выбор объекта исследования и описание территории района работ.

3. Описание содержания работ, проводимых при съемке объекта БПЛА.

4. Выявление основных недостатков применяемого БПЛА.

5. Обоснование экономической эффективности применения БПЛА.

Основания для производства работ: Территориальный заказ по содержанию, ремонту, строительству и реконструкции автомобильных дорог общего пользования регионального и межмуниципального значения и автомобильных дорог общего пользования местного значения на 2013 - 2015 годы, утвержденный распоряжением Правительства Республики Башкортостан от 29 декабря 2012 года №1822-р.



Глава 1. История развития аэрофотосъемки

Начало наблюдений и фотографирования с воздуха относится к середине позапрошлого века. Французский военный офицер Гаспар Турнашон (Надар) в 1859 г. сфотографировал деревню неподалеку от Парижа с воздушного шара. В России первые фотоснимки, также с воздушного шара, выполнены в 1886 г. начальником воздухоплавательной команды военного ведомства поручиком А.М. Кованько. Спустя почти два месяца член Русского технического общества Л.Н. Зверинцев произвел фотографирование Петербурга и острова Котлин. Шар унесло в открытое море.

Первая мировая война послужила толчком к быстрому развитию съемок с самолетов и переходу от отдельных фотографий с воздуха к практическому использованию аэроснимков. В 1916 г. в русской армии при разведывательных отделениях штабов были сформированы специальные фотометрические (впоследствии фотограмметрические) части. В их задачу входило дешифрирование аэроснимков, перенос результатов на карту и размножение дополненных таким образом карт. Следующий шаг в использовании снимков связан с созданием подполковником М.В. Потте первого автоматического аэрофотоаппарата, съемка которым выполнялась не на светочувствительные стеклянные пластины, а на фотопленку.

1920-е годы. После окончания войны в Великобритании, Франции, США, а несколько позже и в Германии опыт, накопленный военными, стал распространяться и на области хозяйственной деятельности. В нашей стране началом применения аэросъемки для нужд народного хозяйства можно считать 1918 г., когда было выполнено фотографирование местности в районе г. Твери на площади 100 кв. км. В марте 1919 г. Принят декрет об учреждении Высшего геодезического управления. Было создано Аэрофототопографическое отделение, которое выполняло опытно-производственные работы по использованию аэрофотоснимков в картографических целях. В 1924 г. ставится задача использовать аэрофотоснимки при создании топографических карт неисследованных районов, тогда же проведены первые аэрофотосъемки для нужд лесоустройства и дорожного строительства.

1930-е годы. В этот период аэрофотоснимки стали применяться в геологии, для изучения, таксации и эксплуатации лесов, а также при изучении Арктики. К этому же времени относится первый опыт использования аэрофотоснимков для изучения пустынь, рек, болот, рельефа. Аэросъемка становится новым орудием для работы в труднодоступных районах.

1940-е годы. Вторая мировая война дала новый импульс развитию методов получения и интерпретации снимков с воздуха. Появляется спектрозональная пленка (в американской литературе принят термин «цветная инфракрасная»), использование которой позволяло отделить вегетирующую растительность от окрашенной в зеленый цвет военной техники. В это время проводятся первые опыты применения радиолокаторов для исследования местности с воздуха.

В Советском Союзе даже во время Великой Отечественной войны 1941-1945 гг. активно велись начатые ранее работы по топографическому картографированию. В 1949 г. было закончено составление топографической карты масштаба 1:100 000. Это стало возможно благодаря применению аэрометодов, в частности камерального дешифрирования аэрофотоснимков при составлении листов карты на малоисследованные восточные районы страны.

С этого времени дешифрирование снимков становится обязательным процессом в технологической схеме топографического картографирования.

1950-е годы. В этот период разработанные в военных целях методики съемки и дешифрирования становятся достоянием широкого круга исследователей и производственников. Расширяется круг отраслей науки и практики, в которых применяются аэрофотоснимки, совершенствуется методика их дешифрирования.

1960-е годы. В это время разрабатываются основы дешифрирования снимков как метода географического исследования. Ландшафтный метод, становится основным при географическом изучении территории по аэроснимкам. Наиболее широкое развитие он получил при гидрогеологических изысканиях, при почвенном и геоботаническом картографировании.

Важнейшее событие этого периода, знаменующее новый этап в развитии аэрокосмических методов, -- получение первых фотографических и телевизионных снимков из космоса. Оно послужило толчком к разработке новых типов съемочных систем. В США и почти одновременно в Советском Союзе разрабатывается новый принцип регистрации солнечного излучения и создаются новые съемочные оптико-электронные системы -- сканеры. Внедрение регистрации излучения на магнитную пленку, облегчающее кодирование информации, послужило стимулом для разработки методов автоматизированного дешифрирования снимков. В эти же годы начинается создание способов синхронной съемки в нескольких спектральных зонах оптического диапазона -- многозональной съемки.

1970-е годы характеризуются вхождением в жизнь и все более широким применением космических методов.

1971 г. в нашей стране были получены из космоса фотографические снимки масштаба около 1:2 000 000, долгое время не имевшие аналогов по детальности изображения. Съемку осуществил экипаж орбитальной станции Салют, трагически погибший при возвращении на Землю. В 1972 г. США вывели на орбиту автоматический спутник Ландсат, на котором был установлен сканер, обеспечивавший получение многозональных снимков в четырех зонах видимого и ближнего инфракрасного участков спектра с размером элемента изображения 57x79 м на местности и предназначавшийся для изучения природных ресурсов.

С этого момента развитие космических съемок в оптическом диапазоне идет в двух направлениях: наша страна имеет приоритет в развитии фотографических систем, а США и впоследствии европейские и некоторые азиатские страны -- оптико-электронных. В 1970-х широкое применение космических снимков ознаменовало новый этап в развитии тематического, в том числе комплексного картографирования. Можно считать, что именно к этому времени относится формирование принципа многовариантности, (множественности) в получении и использовании снимков: съемка с разной высоты, разные носители, масштабы, участки спектра, в которых регистрируется излучение, разнообразные методы обработки получаемой информации.

1980-е годы -- период совершенствования способов получения и широкого применения аэрокосмической информации во всех областях изучения и картографирования поверхности Земли. В связи с все более широким внедрением в практику персональных компьютеров и геоинформационных технологий происходит развитие методов компьютерной обработки снимков.

Конец XX -- начало XXI в. ознаменовались скачком в развитии способов получения космической информации. Достижения в области волоконной оптики сделали возможным существенное улучшение пространственного и спектрального разрешения оптикоэлектронных съемочных систем. Сканеры с нескольких спутников разных стран получают космическую информацию с размером пикселя от первых метров до 15 м и не в 3-4 каналах, как это было принято раньше, а в 7-15. Появились спектрометры, выполняющие гиперспектральную съемку в 32-200 каналах.

Характерная черта этого периода -- появление в широком пользовании материалов космической съемки, выполнявшейся в предыдущие десятилетия военными организациями России США, так называемых конверсионных снимков с размером пикселя 1-2 м.

Доступность для исследователей космической информации высокого разрешения привела к тому, что использование аэрофотоснимков для тематического картографирования стало малоэффективным. Для последних лет характерно все более широкое внедрение компьютерного дешифрирования снимков, которое в большой мере обусловлено распространением и доступностью снимков, полученных электронно-оптическими системами и распространяемых в цифровом виде.

Беспилотные летательные аппараты производят в 18 странах мира, лидируют в производстве БПЛА США, Германия, Франция и Япония, Китай, в списке стран есть и Сингапур, ЮАР и даже Чешская республика. При этом большинство БПЛА - военного назначения, а пионером в применении гражданских беспилотников сельхозназначения является Япония.

Еще в 80-е годов прошлого века японские ученые выяснили, что самолеты над полями фермеров - не самое лучшее решение. Их применение ограничивает сложный рельеф местности, линии электропередач и деревья, населенные пункты. Ученые пришли к выводу, что наиболее эффективны не большие машины, пилотируемые людьми на борту, а маленькие дистанционно управляемые беспилотники, с тех пор Министерство сельского хозяйства Японии активно продвигало эту идею. В Японии разработано несколько моделей БПЛА, которые применяются для мониторинга посевов, но ученые не остановились на этом. Так, в 1990 году был представлен беспилотный вертолет Yamaha RMAX как современное средство для опрыскивания сельскохозяйственных культур. Небольшой, размером с мотоцикл, управляемый дистанционно вертолет оснащается 2,4-литровым двухтактным двигателем, способен нести полезную нагрузку до 28 кг и распылять химикаты на скорости около 24 км/час.

Вертолеты управляются дистанционно с использованием цифровых систем управления YACS и YACS-G. Последняя -- на основе GPS. Использование GPS позволяет автоматизировать самые сложные операции управления вертолетом в воздухе. Оператор может выбрать один из 6 режимов управления в зависимости от решаемой задачи. Вертолет стабилен даже в условиях повышенной турбулентности, в случае появления электромагнитных помех, препятствующих дистанционному управлению вертолетом, компьютер автоматически переводит машину в режим зависания, после чего медленно снижает высоту до посадки вертолета.

В Японии в настоящее время эксплуатируется 2400 таких вертолетов. В основном их применяют для распыления и посева. В 2012 году данный беспилотный вертолет и его аналоги уже опыляли 40% японских рисовых полей. В результате использование пилотируемых вертолетов сократилось: в 1995 году они обрабатывали 1328 га, а в 2012 году - только 57 га.



Глава 2. Характеристика объекта исследования

2.1 Общие сведения

Автомобильной дорогой называется комплекс сооружений, предназначенных для перевозки автомобилями пассажиров и грузов и обеспечивающих круглогодичное непрерывное, безопасное и удобное движение транспортных средств с расчетными скоростями и нагрузками. В состав автомобильной дороги входят земляное полотно, дорожная одежда, мосты, тоннели, трубопроводы, подпорные стенки. Дорогу оборудуют дорожными знаками, площадками отдыха, станциями заправки топливно-смазочными материалами и сооружениями для стоянок.

Изучаемая автомобильная дорога является участком дороги межмуниципального значения.

Таблица 1

Характеристика автомобильной дороги

Наименование автомобильной дороги	Наименование участка автомобильной дороги и промежуточных населенных пунктов	Эксплуатационные километры	Протяженность, км
			всего	в том числе
				с твердым покрытием	из них асфальто-бетонным
Куртлыкуль - а/д Бирск - Тастуба - Сатка	Куртлыкуль - а/д Бирск - Тастуба - Сатка	0 - 4,4	4,4	4,4	4,4

Протяженность автодороги Куртлыкуль - Бирск - Сатка - Тостуба 4454 м. Изучаемый участок дороги начинается с с. Куртлыкуль проходит рядом с с. Деушево и заканчивается на трассе Р-317 (рис. 1).

Автодорога P-317 -- автомобильная дорога регионального значения на территории России. Начинается в городе Бирск, проходит через Месягутово, Абызово и заканчивается в городе Сатка.

Рис. 1. Космоснимок автомобильной дороги

Трасса практически не используется, в связи с чем, трафик близок к нулевому, инфраструктура не развита. Населенных пунктов мало по всей протяженности. Ширина дороги соответствует 2 полосам для движения.

Дорога заброшенная и не поддерживается в надлежащем состоянии. На участке Тастуба - Караиндель отсутствует асфальтовое покрытие. Грунтовое покрытие в очень плохом состоянии, в сырую погоду рекомендуется воздержаться от поездок по данному участку на легковых автомобилях.

Минимальная ширина обновленного дорожного участка составила 11 м, максимальная - порядка 22 м с учетом расширений вблизи остановок общественного транспорта и второстепенных съездов. В районе Калым горы теперь насчитывается в общей сложности четыре полосы движения: по две в каждую сторону. Дополнительные полосы появились и на подъемах. Пропускная способность новой дороги соответствует второй категории сложности - более трех тысяч автомобилей в сутки. Старую дорогу ожидает рекультивация, частично она будет использована в качестве пешеходной зоны.

2.2 Рельеф

Рельеф (фр. relief, от лат. relevo - поднимаю) - совокупность неровностей твёрдой земной поверхности и иных твёрдых планетных тел, разнообразных по очертаниям, размерам, происхождению, возрасту и истории развития. Слагается из положительных и отрицательных форм.

Рис. 2. Обзорная схема расположения автомобильной дороги

На карте рельеф показываются горизонталями. Горизонталь - замкнутая кривая линия на карте, которой соответствует на местности контур, все точки которого расположены на одной и той же высоте над уровнем моря.

В зависимости от характера рельефа местность подразделяется на равнинную, холмистую и горную. На территории исследуемой автодороги рельеф равнинный. Почвы в основном серые лесные, как и на большей части степной зоны Караидельского района.

На плане организации рельефа, в части автомобильных дорог, наносят и указывают:

а) проектные горизонтали - при выполнении плана в проектных горизонталях;

б) контуры поперечного профиля автомобильных дорог - при выполнении плана в проектных отметках;

в) точки перелома продольного профиля с проектными отметками;

г) уклоноуказатели по оси проезжей части автомобильных дорог;

д) водоотводные сооружения - кюветы, лотки с отметками дна в местах переломов продольного профиля и величиной уклонов дна сооружений;

е) дождеприемные решетки в пониженных точках продольного профиля с отметками верха решеток.



Глава 3. Установка пунктов опорных межевых знаков

Опорная межевая сеть (ОМС) - геодезическая сеть специального назначения (ГССН), которая создается для геодезического обеспечения государственного земельного кадастра, мониторинга земель, землеустройства и других мероприятий по управлению земельным фондом страны.

Межевые сети создают в случаях, когда точность и плотность существующих геодезических сетей не соответствуют требованиям, предъявляемым при их построении.

Опорная межевая сеть подразделяется на два класса: ОМС1 и ОМС2. Точность их построения характеризуется средними квадратическими погрешностями взаимного положения смежных пунктов соответственно не более 0,05 и 0,10 м. Расположение и плотность пунктов ОМС (опорных межевых знаков - ОМЗ) должны обеспечивать быстрое и надежное восстановление на местности всех межевых знаков. Плотность пунктов ОМС на 1 кв. км должна быть не менее 4 пунктов в черте города и 2 пунктов - в черте других поселений, в небольших поселениях - не менее 4 пунктов на один населенный пункт. На землях сельскохозяйственного назначения и других землях необходимая плотность пунктов ОМС обосновывается расчетами исходя из требований, предъявляемых к планово-картографическим материалам.

Пункты ОМС по возможности размещают на землях, находящихся в государственной или муниципальной собственности, с учетом их доступности. Пункты ОМС могут не совпадать с межевыми знаками границ земельного участка.

Опорная межевая сеть должна быть привязана не менее чем к двум пунктам государственной геодезической сети. Плановое и высотное положение пунктов ОМС рекомендуется определять с использованием геодезических спутниковых систем (GPS или ГЛОНАСС) в режиме статических наблюдений. При отсутствии такой возможности плановое положение пунктов может определяться методами триангуляции и полигонометрии, геодезическими засечками, лучевыми системами, а также фотограмметрическим методом (для ОМС 2); высоты опорных межевых знаков определяются геометрическим или тригонометрическим нивелированием.

Рис. 3. Карточка закладки опорно-межевых знаков

Рис. 4. Карточка закладки опорно-межевых знаков

Плановое положение пунктов ОМС определяют обычно в местных системах координат. При этом должна быть обеспечена связь местных систем координат с общегосударственной системой координат. Высоты пунктов определяют в Балтийской системе высот.

Для обозначения границ земельного участка на местности на поворотных точках границ закрепляют межевые знаки, положение которых определяют относительно ближайших пунктов исходной геодезической основы. Границы участков, проходящие по «живым урочищам», закрепляют межевыми знаками только на стыках с суходольными границами.

Для проведения съемок в ходе полевых работ были заложены опорно- межевые знаки (рис. 3, 4).

Таблица 2

Каталог координат и высот пунктов опорной межевой сети на территории Караидельского района Республики Башкортостан, использованных при топографо-геодезических работах

Номера пунктов	Координаты, (м)	Отметки, (м)
	х	у
1	1773982,251	623282,0805	230,471
2	1773825,974	621966,8074	236,665
3	1777628,633	623223,8634	231,362
4	1777438,103	623520,9479	226,255
5	1793336,474	630388,2607	254,952
6	1793376,983	628620,3458	254,894
7	1793413,388	626075,3574	267,851
8	1793368,571	625644,4415	263,534
9	1778264,068	621628,4963	228, 122
10	1778244,925	621231,0341	231,976
11	1781355,173	616356,7344	174,917
12	1782049,602	616503,8069	155,867
13	1782645,289	615485,8597	208,73
14	1782950,116	615938,7833	255,52
15	1785796,31	615857,4067	255,886
16	1786143,325	615750,0752	260,705
17	1793258,612	624724,2555	238, 19
18	1792814,977	623965,0757	261, 151
19	1791482,016	623445,4956	266,692
20	1790686,63	623243,3325	242,055
21	1788874,13	622590,2368	246,749
22	1787906,515	621758,9727	250,24
23	1785411,541	619483,6114	190,045
24	1785048,317	619232,5641	197,049
25	1783922,171	617898,4277	166,999
26	1782827,383	616797,5113	179,952
27	1782511,553	616504,0775	187,757
28	1782423,037	616453,4857	190,252
29	1806310,498	634962,6215	153,011
30	1806069,156	635058,2679	154, 129
31	1805638,95	636330,1866	185,333
32	1805465,611	636452,8036	165,782
33	1788228,533	631601,7452	168,251
34	1788054,739	632403,0069	188,627
35	1788442,539	632797,5733	182,97
36	1788768,507	633536,9948	166,244
37	1789779,958	635325,9632	167,207
38	1790350,189	636673,1949	160,982
39	1790834,485	637889,8813	188,548
40	1792336,01	638961,5397	184,561
41	1793885,242	639168,438	164,383

беспилотный аэрофотосъемка кадастровый автомобильный дорога



Глава 4. Особенности проведения аэросъемки с БПЛА

4.1 Технические характеристики БПЛА

БПЛА являет собой мощный прорыв среди производителей беспилотных систем России. По уже сложившейся традиции Supercam-350 выполнен по схеме двухкилевой БПЛА «летающее крыло» с тянущим винтом и вобрал в себя весь многолетний опыт создания надежных самолетов. Это беспрецедентный по совокупности тактико-технических характеристик беспилотный самолет Supercam-350 (он же Chelpiper-75) (рис. 5).

Рис. 5. БПЛА Supercam-350

Беспилотный летательный аппарат БЛА «Суперкам» предназначен для выполнения панорамной и плановой аэрофотосъемки и видеосъемки, а также для других похожих задач.

Конструктивное исполнение с модульной архитектурой позволяет оперативно менять полезные нагрузки БЛА и варьировать состав бортового оборудования. А герметичное исполнение модуля системы управления и полезной нагрузки существенно продлевает срок службы дорогостоящего оборудования при регулярной эксплуатации беспилотника.

Непревзойденные в своем классе технические характеристики БПЛА Supercam позволяют считать самолет ярким представителем многофункциональных беспилотных систем, используемых для задач наблюдения и разведки, защиты нефтяных и газовых трубопроводов, военных баз, государственной границы, конвоев. Supercam-350 незаменим в качестве БЛА для спасательных работ при ликвидации ЧС и поисковых работах.

Высокая устойчивость и хорошая управляемость допускают использование БЛА "Суперкам" в сложных метеоусловиях.

Компоновочная схема с тянущей силовой установкой наилучшим образом соответствует решаемым задачам и обеспечению безопасности персонала. Дополнительный объем внутри консолей крыла беспилотника позволяет разместить на борту БЛА широкий спектр контрольно-измерительной аппаратуры.

Информационно-измерительная аппаратура и САУ обеспечивают видеосъемку и фотосъемку с регистрацией текущих параметров (координаты, высота, номер кадра и т.д.), что значительно облегчает последующую обработку, а главное, позволяет автоматизировать процесс сшивки отдельных кадров.

С одного пульта управления обеспечивается одновременное управление до 4 БЛА.

Тактико-технические характеристики БПЛА:

- время полета - 4 ч;

- скорость полета - 65 ч 120 км/ч;

- радиус действия радиолинии - 70 км.

- максимальная дальность полета - не менее 360 км;

- масса летательного аппарата (взлетный вес) с ПН - 9,5-10,5 кг;

- размах крыла летательного аппарата - 3,5 м;

- рабочая высота полета - 50 ч 500 м.

- практический потолок - не менее 3600 м;

- время развертывания комплекса - 10 мин;

- условия эксплуатации:

· ветер до 15 м/c,

· температура окружающего воздуха от -30°С до +30°С,

· умеренный дождь и снегопад;

- взлет - с помощью эластичной катапульты (рогатка);

- посадка - на парашюте в автоматическом либо полуавтоматическом режиме;

- площадка для взлета и посадки - 100 х 100 м;

- режимы полета - полет в автоматическом или полуавтоматическом режиме.

Таблица 3

Техническая характеристика БПЛА Supercam-350

№№ п.п	Наименование	Количество
1	Пульт управления беспилотным аппаратом - наземная станция управления НСУ в пылевлагозащищенном кейсе (ноутбук, джойстик, видео ацп, комплект кабелей), ПО для управления БПЛА	1
2	Беспилотный самолет Supercam S350 с парашютом с продолжительностью полета до 4-х часов (навигационные огни, встроенная цифровая система телеметрии, радиомодем с приемником СНС (диагональ воздух), система самодиагностики, система автоматического отцепа крыльев, система автоматического отцепа строп парашюта)	2
3	Контейнер транспортировочный для БЛА	2
4	Наземная антенна	1
5	Полезная нагрузка фотоаппарат	1
6	Полезная нагрузка видеокамера	1
7	Полезная нагрузка тепловизор	1
8	Катапульта эластичная	1
9	Зарядное устройство	1
10	Аккумуляторная батарея	6
11	Запасные части и инструменты	1

4.2 Планирование полета

Планирование полета осуществляется с помощью программного обеспечения, входящего в состав комплекса. При планировании маршрута учитывается:

- тип объекта - площадной или протяженный объект;

- заданная путевая скорость БПЛА;

- требуемое перекрытие снимков - частота съемки;

- высота полета над поверхностью земли;

- угол раствора объектива фотоаппарата.

При планировании программа автоматически рассчитывает длину траектории полета, время на маршруте, проводит проверку полетного задания на предмет соответствия эксплуатационным ограничениям данного­ БПЛА.

Функциональные возможности применяемого комплекса:

- корректировка (добавление, удаление и перемещение точек маршрута), полная перезагрузка полетного задания и считывание задания с других НСУ во время полета;

- составление полетного задания с учетом карты высот;

- возможность передачи управления БПЛА с одной НСУ на другую;

- передача видеоданных с борта БПЛА на НСУ в реальном масштабе времени. Просмотр и запись видео высокого разрешения с возможностью послеполетного анализа и дальнейшей обработки;

- возможность переключения видеоканала на борту БПЛА во время полета по команде с НСУ;

- возможность вывода данных (скорость, высота, координаты геодезические/прямоугольные, продолжительность полета БПЛА, напряжение питания АКБ, время по Гринвичу) на принимаемое видео;

- система автоматического управления (САУ - автопилот БПЛА) обеспечивает удержание БПЛА на заданной высоте, выполнение заданных маневров в горизонтальной и вертикальной плоскостях, выполнение поставленной задачи;

- БПЛА осуществляет автоматический полет по заданной программе, имеет возможность зависания над объектом. Точка облета может перемещаться оператором в реальном времени с учетом корректировки на ветер или неточности электронной карты;

- полуавтоматическое управление может осуществляться при помощи многофункционального джойстика;

- защита от потери управления (при обрыве связи БПЛА возвращается на точку старта и совершает автоматическую посадку);

- возможность управления полезной нагрузкой с НСУ при помощи джойстика;

- стабилизированная система камеры и тепловизора позволяет просматривать нижнюю полусферу полностью;

- возможность одновременной эксплуатации 4х БПЛА;

- возможность управления БПЛА с двух НСУ и передачи управления;

- голосовой модуль НСУ (голосовое подтверждение всех команд и текущих изменений условий полета, скорости ветра и выполнения полетного задания);

- автоматический возврат БПЛА в заданную точку;

- взлет и посадка осуществляются в автоматическом режиме;

- возможность интеграции НСУ в сеть интернет для передачи видео;

- возможность подключения НСУ к сети интернет как веб-сервера с функциями полнофункционального удаленного терминала;

- предусмотрена возможность работы НСУ в движении.

В комплект входит программное обеспечение наземной станции управления. Все БПЛА компании «Беспилотные системы» поддерживают 3 режима управления летательным аппаратом во время его полета:

1) автоматический - БПЛА летит по заранее заданной программе и может не иметь связи с НСУ, при наличии связи оператор имеет возможность изменять контрольные точки, высоту, скорость и другие параметры ЛА при помощи интерфейса ПО наземной станции управления;

2) полуавтоматический - оператор изменяет курс, высоту, скорость и другие параметры ЛА при помощи интерфейса ПО наземной станции управления.

БПЛА имеет возможность запланированной автоматической посадки:

1) по команде с НСУ (на точку старта);

2) при завершении полетного задания (на запрограммированную точку).

В аварийных случаях посадка совершается:

1) при обрыве связи (на точку старта);

2) при разряде батареи ниже критического уровня (на текущую точку).

Аэрофотосъемка с БПЛА принципиально не отличается от съемки с «больших самолетов», но имеет определенные особенности, которые мы далее рассмотрим. Полет БПЛА, как правило, производится с крейсерской скоростью 70-110 км/ч (20-30 м/c) в диапазоне высот 300-1500 м. Для съемки обычно используются неметрические бытовые камеры с размером матрицы 10-20 мегапикселей. Фокусное расстояние камер обычно составляет около 50 мм (в 35 мм эквиваленте), что соответствует размеру пикселя на местности (GSD) от 7 до 35 см.

Часто снимки с БПЛА обрабатываются простыми нестрогими методами (аффинное преобразование снимков на плоскость). В результате, пользователь получает накидные монтажи, которые помимо низкой точности могут содержать разрывы контуров на стыках соседних снимков.

Для строгой фотограмметрической обработки данных аэросъемки и получения максимально точных результатов необходимо, чтобы снимки в одном маршруте имели тройное перекрытие, а перекрытие между снимками соседних маршрутов при площадной съемке составляло не менее 20%. На практике, при съемке с БПЛА эти параметры выдерживаются далеко не всегда. Полет БПЛА не устойчив, на него влияют порывы ветра, турбулентность и другие возмущающие факторы. Если съемку с обычных самолетов планируют с перекрытием вдоль маршрута 60%, а между маршрутами 20-30%, то проектировать съемку с БПЛА следует с перекрытием вдоль маршрутов 80%, а между маршрутами - 40%, чтобы, по возможности, исключить разрывы в фототриангуляционном блоке.

На используемом БПЛА Supercam-350 установлена цифровая камера Canon. Это связано с легкостью электронного управления камерами этой фирмы. Использование бытовых камер имеет как преимущества (невысокая стоимость, легкость замены при «жесткой посадке»), так и недостатки.

Основным недостатком является то, что бытовая камера изначально не откалибрована - неизвестны их точные фокусные расстояния, главная точка, дисторсия. При этом нелинейные искажения оптики (дисторсия), допустимые при бытовой съемке, могут составлять до нескольких десятков пикселей, что на порядок снижает точность результатов обработки. Поэтому, используемая камера откалибрована в лабораторных условиях, что позволяет получать точности обработки, практически такие же, как и для профессиональных малоформатных фотограмметрических камер.

Предпочтительней устанавливать на такие камеры объективы с фиксированным фокусным расстоянием. При съемке следует выставлять фокусировку на бесконечность и отключать функцию «автофокуса».

Второй недостаток используемого на БПЛА камера относится конкретно к камерам Canon - в них, в отличие от профессиональных фотограмметрических камер, используется щелевой затвор, в результате чего экспозиция разных частей изображения производится в разные моменты времени и соответствует разным положениям носителя. Так, если выдержка при съемке составляет 1/250 c, то при скорости БПЛА в 20 м/с смещение камеры при съемке кадра составляет 8 см, что сравнимо с разрешением съемки на малых высотах и вызывает дополнительную систематическую ошибку в снимке. Такие ошибки могут накапливаться в процессе фотограмметрического сгущения (уравнивании) при съемке протяженных территорий. Для того, чтобы уменьшить влияние этого эффекта и для ликвидации «смаза» снимков, съемка осуществляется с БПЛА с наименьшими возможными выдержками (не длиннее 1/250 c, максимальная выдержка зависит от высоты). Для избегания «смаза» выдержки ограничиваются.

Снимки цифровых камер, как любительских, так и профессиональных, имеют прямоугольную форму. Камеру следует располагать так, чтобы длинная сторона снимка располагалась поперек полета - это позволяет снимать большую площадь при той же длине маршрута. Съемку производится с максимальным качеством - с наименьшим jpeg сжатием или в RAW, если последнее возможно.

Современный уровень развития навигационных средств позволяет производить измерения элементов внешнего ориентирования (ЭВО) непосредственно в процессе съемки. Типичные точности таких измерений достигают единиц сантиметров по пространственным координатам X,Y и Z и 0,005 градуса по углам крена, тангажа и рысканья для самых точных систем Applanix POS AV, устанавливаемых на «большие самолеты». Часто этого достаточно, чтобы производить обработку без использования опорных точек. В любом случае, наличие таких данных значительно упрощает обработку и позволяет выполнять некоторые этапы обработки полностью в автоматическом режиме. Современные достижения микроэлектроники позволяют собрать механический (точнее MEMS - электронно-механический) гироскоп в корпусе размером в несколько мм, стоимостью от 250$. Такие гироскопы не дают точность профессиональных, имеют значительный уход (порядка одного градуса за час) при эксплуатации, но существенно упрощают последующую обработку данных. При типовых поставках Птеро E4, Дозор 50 на борт могут быть установлены такие малогабаритные инерциальные системы - IMU (на Дозор-50 ставится IMU разработки ООО «Транзаз Телематика») и высокоточные двухдиапазонные GPS (TOPCO№EURO 160 на Птеро-E4, встроенный ГЛОНАСС/GPS приемник на Дозор-50). Паспортная точность этих GPS приборов составляет 10 мм + 1,5 мм Ч B (B - удаление до базовой станции в км) в плане и 20 мм + 1,5 мм Ч B по высоте. К сожалению, обычно на борт БПЛА устанавливают более дешевые GPS приемники и не устанавливают IMU датчики. Данные о центрах проекции снимков в телеметрической информации снимаются через протокол NMEA и имеют в таком случае точность до 20-30 м, а углы тангажа, крена и рысканья вычисляются через вектор скорости GPS измерений. Точность угла рысканья в такой телеметрической информации невысокая и может превышать 10 градусов, а сами значения содержат систематические ошибки, что усложняет последующую обработку данных.

Так как при съемке использовался двухдиапазонный GPS приемник Hiper + в дифференциальном режиме (или PPP обработка данных GPS), то это позволило использовать минимальное число опорных точек для получения наиболее точных результатов обработки (обычно достаточно 1-2 точки на 100 снимков) (фото 1).

Фото 1. GPS приемник Hiper +

В случае, когда нет и точных центров проекции, требования к планово-высотному обоснованию стандартные: одна планово-высотная точка на 6-10 базисов съемки.



Глава 5. Содержание работ

5.1 Подготовительные работы

В техническом плане процесс аэрофотосъемки с использованием БПЛА состоит из трех этапов: подготовительного, собственно съемки, и постобработки полученных данных.

В ходе подготовительного этапа были проведены следующие работы:

1. Сбор недостающих, изучение и анализ имеющихся топографо-геодезических, аэрофотосъемочных, картографических материалов на район работ и геодезических данных, а также материалов ранее выполненных работ. Изучение имеющихся материалов проектной, исполнительной, строительной и другой документации, предоставленной заказчиком, а также материалов ранее выполненных работ по технической инвентаризации (определение границ автомобильной дороги, конструктивных элементов, и элементов обустройства);

2. Изучаемый участок дороги проходит по нескольким кадастровым кварталам поэтому на данном этапе были изучены правоустанавливающие документы на земельные участки.

Рис. 6. Схема полосы отвода «Куртлыкуль - а/д Бирск - Тастуба - Сатка»



Рис. 7. Схема полосы отвода «Куртлыкуль - а/д Бирск - Тастуба - Сатка»

3. Анализ имеющихся правоустанавливающих документов на автомобильную дорогу. Согласно «Об утверждении перечня автомобильных дорог общего пользования регионального и межмуниципального значения» от 2 февраля 2012 года №28 изучаемый участок дороги относится к III категории и имеет идентификационный номер 80 ОП РЗ 80К-004

4. Сбор недостающих сведений о кадастровом делении и кадастровых планов территории, сбор сведений о смежных землепользователях, сбор списков координат земельных участков-смежников, кадастровый учет которых проведен ранее, получение сведений о плотности пунктов ГГС и ОМС и их координатах.

5. Рекогносцировка района работ.

6. Определение территорий, требующих проведения работ.

7. Получение информации о форме собственности земельных участков, на которых расположены объекты недвижимого имущества.

8. Разработка и утверждение проекта на производство топографо-геодезической съемки земельных участков полосы отвода автомобильной дороги.

9. Получение (оформление) соответствующих разрешений, необходимых для производства работ.

10. Изготовление пунктов ОМС проводилось согласно следующему чертежу (рис. 8).

Рис. 8. Чертеж опорно-межевого центра для закрепления ОМС и межевых знаков

5.2 Полевые работы

Работы по инженерно-геодезическим изысканиям в целях постановки на государственный кадастровый учет и государственной регистрации прав на земельные участки, занятыми автомобильной дорогой «Куртлыкуль - а/д Бирск - Тастуба - Сатка» на территории Караидельского района Республики Башкортостан выполняются обществом с ограниченной ответственностью «МегаБит» (Подрядчик) в рамках исполнения условий контракта №0020-10 от 17 июня 2013 г. заключенного с Государственным казенным учреждением Управление дорожного хозяйства Республики Башкортостан (Государственный заказчик).

При выполнении топографо-геодезических работ использованы следующие исходные данные:

- координаты пунктов Государственной геодезической сети (ГГС);

- координаты пунктов опорно-межевой сети (ОМС);

- планово-картографические материалы масштаба 1:10000-1:25000;

- правоустанавливающие и правоудостоверяющие документы на земельные участки занятые автомобильными дорогами.

Инженерно-топографическая съемка всех объектов и элементов местности, инженерных коммуникаций, в том числе и подземных в полосе отвода и придорожной полосе автомобильной дороги выполнена в системе координат МСК-02, система высот - Балтийская 1977 г. Измерение углов и длин линий произведены электронным тахеометром TopconGTS-236N.

Измерение углов в теодолитных ходах выполнено одним полным приемом, без измерения примычных углов (п.5.28 СП11-104-97). Расхождения значений углов в полуприемах не превысили 45".

Допустимая угловая невязка в теодолитных ходах определена по формуле:

Fb = + 1,

где n - число углов в ходе.

При величине угла наклона рельефа местности более 1,5° введена поправка за приведение длин линий к горизонту.

Длины линий в теодолитных ходах измерены согласно п. 5.32 СП 11-104-97, двумя приемами. Расхождения значений расстояний не превысили 1/5000.

Построение локальных геодезических сетей (опорных межевых сетей) произведены с помощью спутниковой аппаратуры GPS Hiper+ и GB-1000 компании TopconPositioning System. Это сорокаканальный двухчастотный (L1+L2) двухсистемный GPS+ (GPS+ГЛОНАСС) приемник, выполненный по самым современным технологиям. Приемник этой серии может принимать и обрабатывать спутниковые сигналы на частотах L1 и L2, обеспечивая высокую точность измерений в различных режимах съемочных работ.

При построении опорных межевых сетей работы проводились в режиме быстрой статики, наблюдая каждый пункт, в среднем 30-40 минут при благоприятных условиях, увеличивая это время в 1.5-2 раза при неблагоприятных условиях наблюдений.

Исходными данными для проектирования опорных межевых сетей являются сведения о наличии и состоянии пунктов государственной геодезической сети, городской геодезической сети, опорной межевой сети, а также иных геодезических сетей сгущения, развитых на соответствующей территории, наличия установленных на соответствующей территории местных систем координат, характеристике качества и параметрах местных систем координат, ключах перехода от местных систем координат к государственной системе координат и каталогах координат пунктов в местных системах координат.

В ходе создания опорной межевой сети осуществляли внутренний контроль на всех технологических этапах. Результатами работ по созданию опорной межевой сети являются:

- пункты опорной межевой сети;

- технический отчет о выполненных работах;

- каталог координат и высот пунктов опорной межевой сети.

Состав и содержание технического отчета о работах по созданию опорной межевой сети, требования к содержанию, оформлению и составлению каталога координат и высот пунктов опорной межевой сети, правила приемки результатов работ по созданию опорных межевых сетей устанавливаются Федеральной службой государственной регистрации, кадастра и картографии.

Определение места прохождения подземных коммуникаций трубокабелеискателями в полосе отвода автомобильной дороги и придорожной полосе включала в себя:

- рекогносцировочное обследование (отыскание на местности подземных сооружений по внешним признакам, определение назначения и участков для поиска прокладок с помощью трубокабелеискателей);

- обследование и детальное обследование подземных сооружений в колодцах (шурфах);

- поиск и съемка подземных трубопроводов.

Поиск подземных коммуникаций выполнен высокотехнологичным на сегодняшний день оборудованием - трассопоисковый приемник RD - 4000 (производство Radiodetection), а также отечественными многочастотными микропроцессорными трассоискателями Абрис ТМ-5.1 и ТМ-6.1 с генератором 24В.

Для поиска неметаллических труб использовался трассотечеискатель Успех ТПТ-412 - универсальный многофункциональный комплект, в котором объединены три устройства:

1. Трассоискатель с акустическим датчиком. Акустический метод применяется при определении мест расположения металлических и неметаллических трубопроводов, он незаменим при трассировке металлических трубопроводов в условиях высоких индустриальных помех, когда затруднена электромагнитная локализация (находящиеся рядом коммуникации, такие как трубы, кабели, металлические предметы; индустриальные помехи, такие как линии электропередач, железнодорожные и трамвайные линии и т.д.).

2. Трассоискатель с электромагнитным датчиком. Возможность выбора мощности 40Вт-20Вт-10Вт-5Вт. Автоматическое согласование с нагрузкой, что позволяет выдавать определенную мощность сигнала в случайную нагрузку. Применяется генерация переменного синусоидального тока (постоянными или кратковременными импульсами). Длительное время работы (до 64 часов при выборе малой мощности).

3. Течеискатель с акустическим датчиком высокой чувствительности.

Погрешность определения планового и высотного положения коммуникаций из-за неточностей ориентирования антенны трубо-кабелеискателя зависит от конструкции приемного устройства и неизбежных случайных погрешностей установки наблюдателем антенны в заданное положение.

Ожидаемые погрешности ориентирования антенны при определении планового () и высотного () положения коммуникаций можно предвычислить по следующим формулам:

где - глубина заложения оси отыскиваемых коммуникаций, см;

- погрешность установки антенны, выраженная в виде линейного смещения ее конца от заданного положения (вертикального при определении планового положения или под углом 45° к поверхности земли при определении глубины заложения).

При расчетах величину принимают равной 1 см;

- длина футляра антенны, см.

Съемка выполнена в масштабе 1:2000 с высотой сечения рельефа 0,5 метров. Вдоль полосы отвода исполнена полосовая топографическая съёмка местности шириной 50 м. Край контура лесополосы, леса, кустарника считать по краю кроны. Границы дорог указаны согласно норм отвода земель или на расстоянии 3 метров от нижнего края подошвы насыпи.



5.3 Камеральные работы

5.3.1 Обработка съемки с помощью программы Agisoft PhotoScan Professional Edition, версия 1.0.0.