Как снимали Березниковскую свалку


Недавно посетили с рабочим визитом свалку, точнее — полигон твердых бытовых отходов в городе Березники. Цель визита — снять с воздуха всю территорию, построить трехмерную цифровую модель всей территории, подсчитать объемы помойки, т.е. заскладированных отходов.

Вперед, к покорению мусорных вершин!
Вперед, к покорению мусорных вершин!

Итак, представляю вашему вниманию отчет в стиле «как я провел рабочий день на свежем воздухе».

Сверху полигон ТБО выглядит небольшим, но присмотритесь и на вершине заметите грузовики, а вершина "пирамиды" выше деревьев.
Сверху полигон ТБО выглядит небольшим, но присмотритесь и на вершине заметите грузовики, а вершина "пирамиды" выше деревьев.

Какое оборудование нужно для съемки? — Дрон. А мы взяли собой аж три штуки — Phantom 4 Pro, рабочую лошадку — инженерный образец с полетным контроллером Pixhawk и высокоточным GNSS премником на борту, и еще в багажнике был аппарат самолетного типа. Забегая вперед, расскажу, что полетит только два мультикоптера, запуска самолета не хватило сил и времени. У каждого мултикоптера, понятно, в комплекте: батареи, зарядки, радиомодемы, нотубуки, планшеты, смартфоны, флешки и все такое.— Во-вторых, взят геодезический высокоточный GNSS приемник, чтобы «привязать» съемку к местности с максимальной (буквально сантиметровой) точностью. — Спецодежда, которую не жалко, и сапоги. Тут, в помойке, без них никак.— И, понятно, авто, без него не доехать, и все вышеперечисленное не довезти.

Показ летающей и наземной спецтехники. Слева направо: Phantom 4 Pro с пультом, Дрон Pixhawk RTK, базовая станция, ноутбук, оператор вышеперечисленного.
Показ летающей и наземной спецтехники. Слева направо: Phantom 4 Pro с пультом, Дрон Pixhawk RTK, базовая станция, ноутбук, оператор вышеперечисленного.

Приехали на место, сверили карты, что дальше?Первая задача — расставить метки на земле, т.н. опознаки. Видимые сверху с известными координатами центров, они позволят точно (до сантиметров) привязать всю будущую цифровую модель к координатам. Координаты измеряются с помощью геодезического GNSS приемника (работающего в режиме Real Time Kinematic). Своего нет, взяли в аренду на день, не очень за дорого.

Опознак лучше всего расставить так, чтобы потом, на снимках сверху, его можно было легко найти.
Опознак лучше всего расставить так, чтобы потом, на снимках сверху, его можно было легко найти.

Получить точные до нескольких миллиметров координаты с помощью геодезического приемника просто, достаточно лишь нажать одну кнопку... Но только если а) связь с Интернетом в наличии, б) прибор правильно настроен и в)координаты уточнены с помощью пунктов государственной геодезической сети. Все, за исключением последнего у нас было, уточнять координаты поедем после съемки, в конце дня.

А вот так выглядит геодезическая метка на с высоты
А вот так выглядит геодезическая метка на с высоты

Сказать просто, а вот расставить знаки на территории в пол-квадратных километра заняло 4 часа с перерывом на чай. Местность, кроме того что тут помойка, и заболоченная, и с рельефом, в общем - труднопроходимая, можно в прямо смысле слова утонуть если не в мусоре, то в цветном пруду. Или хотя бы сапог со стопой вместе пробить арматуриной... Вот, посмотрите на уникальные пейзажи из тех мест, которые обычные граждане не посещают, однако регулярно отправляют туда результаты своей жизнедеятельности.

Обычная зеленая лужа. Фото как есть, без фотошопа.
Обычная зеленая лужа. Фото как есть, без фотошопа.
Дом, который построил... построил сборщик ценного и нужного с этой нашей помойки.
Дом, который построил... построил сборщик ценного и нужного с этой нашей помойки.
Просто опора ЛЭП. Одна. Сама по себе. Других столбов и ЛЭП в окрестностях нет.
Просто опора ЛЭП. Одна. Сама по себе. Других столбов и ЛЭП в окрестностях нет.
Дом, который построил бомж. Неа, это дача, летний домик, без отопления. Были домики и побольше, с печкой.
Дом, который построил бомж. Неа, это дача, летний домик, без отопления. Были домики и побольше, с печкой.
Уступи дорогу мусоровозу
Уступи дорогу мусоровозу

Итак, 30 опознаков расставлено. Вообще, для того, чтобы сделать точную съемку с воздуха, для небольшого, до 1 км кв. объекта достаточно 6-10 штук. Сделали больше для научно-исследовательских задач (я сейчас не шучу), чтобы по избыточным 10-20 знакам можно было достоверно оценить разницу в точности результатов съемки. Ибо, как уже рассказал, снимали с двух весьма разных дронов, с разными камерами, и разными бортовыми спутниковыми приемниками.

Оборудование, как на показе. Слева направо: Phantom 4 Pro, дрон с Pixhawk и RTK GNSS, базовая станция для него, ноутбук с радиомодемом, пульт, оператор всего вышеперечисленного.
Оборудование, как на показе. Слева направо: Phantom 4 Pro, дрон с Pixhawk и RTK GNSS, базовая станция для него, ноутбук с радиомодемом, пульт, оператор всего вышеперечисленного.
То ли взлет, то ли уже посадка.
То ли взлет, то ли уже посадка.

Начинаем полеты. С продукции DJI. В Phantom 4 загружается полетное задние (как технически провести подготовку и съемку ортофото и цифровых моделей с аппаратов DJI — тема отдельного поста, сейчас лишь упомяну, что пользуемся программой Drone Harmony), дрон взлетает, выполняет полетное задание с фотографированием территории. Камера, естественно, смотрит вниз.

Для управления продукцией DJI ноутбук не обязателен.
Для управления продукцией DJI ноутбук не обязателен.

У второго дрона, инженерного образца с полетным контроллером Pixhawk и высокоточным GNSS (т.е. спутниковым) приемником на борту, подготовка еще проще. С подготовкой полетного задания, с нужными параметрами детализации, продольного-поперечного перекрытия, пробегом справляется штатная открытая программа Mission Planner. Дополнительная тонкость подготовки полета дрона с высокоточным GNSS приемником (на борту расположен Ublox M8P RTK) — необходимость развертывания базовой станции со вторым таким же спутниковым приёмником, и введение точных координат расположения базовой станции. Звучит несложно, но требует лишние 15 минут разглядывания циферок на засвеченном солнцем экране ноутбука.

Даже самые яркие экраны ноутбуков на солнце показывают отражения.
Даже самые яркие экраны ноутбуков на солнце показывают отражения.

Итого было сделано по 2 полета на каждом аппарате, получилось 326 снимков с Phantom 4 и 314 с Pixhawk-дрона. Проверяю качество снимков на резкость, смаз, отсутствие ошибок флешки, и можно домой, обрабатывать ценные снимки.

Цветные пруды вокруг свалки. Вид, понятно, сверху.
Цветные пруды вокруг свалки. Вид, понятно, сверху.

Однако нет, чуть не забыли уточнить геодезическую съемку. Едем за десяток километров, где расположен геодезический пункт с известными (всему местном геодезическом сообществу) координатами. Пункт имеет вид чугунного цилиндра, с меткой. Оказался немного под водой, но это не сможет сбить с толку прошедших вдоль и поперек не одну помойку.

Геодезический пункт находится справа, в луже.
Геодезический пункт находится справа, в луже.
Найти точку для привязки наземной съемки - не самая большая проблема, однако.
Найти точку для привязки наземной съемки - не самая большая проблема, однако.

Про обработку и сравнение полученных 3D моделей еще напишу, но потом, не переключайтесь. А теперь проверяем, что ничего не забыли (оказалось — забыли, складной стул из машины так и остался в подарок помойке) и по коням, до дома еще почти две сотни километров.

Дорога к вершине.
Дорога к вершине.
Панорамный вид на Березниковский полигон ТБО.
Панорамный вид на Березниковский полигон ТБО.
Промышленно-поечный пейзаж.
Промышленно-поечный пейзаж.