Московский экономический журнал 13/2019 - Московский Экономический Журнал

УДК 528.44

DOI 10.24411/2413-046Х-2019-10284

ИССЛЕДОВАНИЕ
ВОЗМОЖНОСТИ ПРИМЕНЕНИЯ БЕСПИЛОТНЫХ ВОЗДУШНЫХ СУДОВ (БВС) ПРИ ОБОСНОВАНИИ ГРАНИЦ
ОБЪЕКТОВ ИСТОРИКО-КУЛЬТУРНОГО НАСЛЕДИЯ – ГРАЖДАНСКИХ ЗАХОРОНЕНИЙ

RESEARCH OF APPLICATION OF UAVS WHEN JUSTIFYING THE
BOUNDARIES OF HISTORICAL AND CULTURAL HERITAGE OBJECTS — CIVIL BURIES

Голякова Юлия Евгеньевна , Тюменский индустриальный университет, 625000, Россия, г. Тюмень, ул. Луначарского, 2, ассистент кафедры кадастровой деятельности и геодезии, тел. (963)057-08-07, e-mail: goliakova84@mail.ru

Голяков Илья Евгеньевич , Тюменский индустриальный университет, 625000, Россия, г. Тюмень, ул. Луначарского, 2, магистр кафедры кадастровой деятельности и геодезии, тел. (963)057-08-07, e-mail: goliakova84@mail.ru

Golyakova Julia Е. , Tyumen Industrial University, 625000, Russia, Tyumen, 2 Lunacharsky St., Assistant, Department of Cadastral Activities and Geodesy, cell (963) 057-08-07, e-mail: goliakova84@mail.ru

Golyakov Ilya E. , Tyumen Industrial University, 625000, Russia, Tyumen, 2 Lunacharsky St., Master of the Department of Cadastral Activity and Geodesy, cell (963) 057-08-07, e-mail: goliakova84@mail.ru

Аннотация:
В
статье рассмотрен опыт использования возможности беспилотного воздушного судна
(БВС) при подготовке проектов границ территории объектов историко-культурного
наследия — гражданских захоронений (кладбищ).

В качестве объекта
историко-культурного наследия выбрано кладбище, дата формирования XVII век,
расположенное в Тюменской области, Тюменском районе, с. Успенка.

В процессе
проведения комплекса натурного исследования описана этапность создания
ортофотоплана на основе данных полученных с беспилотного летательного аппарата,
а также проведена оценка точности подготовленной картографической основы для
дальнейшего использования в процессе проектирования границ объекта
историко-культурного наследия.

Summary: The article discusses the experience of using the
capabilities of an unmanned aerial vehicle in preparing draft boundaries of the
territory of objects of historical and cultural heritage — civil burials
(cemeteries).

As an object of historical and cultural heritage, was
chosen a cemetery formed in the 17th century located in the Tyumen region and
the Tyumen region v. Uspenka

In the process of conducting a full-scale research
complex, the stages of creating an orthophotomap based on data obtained from an
unmanned aerial vehicle are described, and evaluated the accuracy of the
cartographic basis prepared for further use in the process of planning a
boundaries of historical and cultural heritage object.

Ключевые слова: границы территорий объектов
историко-культурного наследия, беспилотные летательные аппараты, ортофотоплан.

Key word: boundaries of territories, objects of historical and
cultural heritage, unmanned aerial vehicles, orthophotomap.

В соответствии с
[1] местами погребения являются отведенные в соответствии с
этическими, санитарными и экологическими требованиями участки земли с
сооружаемыми на них кладбищами для захоронения тел (останков) умерших, стенами скорби для
захоронения урн с прахом умерших, крематориями для предания тел умерших огню, а также иными зданиями и
сооружениями, предназначенными для осуществления погребения умерших. Места
погребения могут относиться к объектам, имеющим культурно-историческое значение.

Вместе с тем [2]
земельные участки, занятые военными и
гражданскими захоронениями относит к землям историко-культурного
наследия, подлежащим в соответствии с [3] выявлению, учету, изучению и
предотвращению их разрушения.

В целях
обеспечения условий четкой пространственной локализации и историко-культурной
идентификации территории, а также обеспечения условий физической сохранности
объектов культурного наследия (ОКН), и градостроительной деятельности
необходимо четко определить границы территории ОКН. При этом важнейшим критерием для установления
границ территории ОКН служит сохранность планировочных,
объемно-пространственных и архитектурно-художественных характеристик
исторического владения.

В качестве объекта
исследования послужило место захоронения (кладбище) – ОКН, расположенное в
Тюменской области, Тюменском районе, с.
Успенка. Село Успенка (бывшее село Кармацкое, или Большие Кармаки) находится в
29 км от Тюмени. В 1878 г. здесь, на
средства прихожан, была возведена кирпичная церковь во имя Успения Пресвятой
Богородицы. С тех пор село стало называться Успенка. Формирование кладбища
датируется началом XVII в.

Комплекс натурных
исследований по определению границ территории ОКН состоял из следующих этапов:

подготовительные работы;
полевые исследования;
камеральные исследования (рис 1).

При выполнении
комплекса полевого обследования были объединены материалы наземной
геодезической съемки с материалами съёмки с беспилотного летательного судна (БВС).

Полевое
обследование фактического местоположения границ объекта исследования выполнено
с применением следующих средств измерения:

GNSS-приемник спутниковый геодезический многочастотный TRIUMPH-1‑G3T;
БВС DJI Phantom 4 Advanced.

Характеристики точности средств измерений представлены в табл 1.

Наземное геодезическое оборудование Javad TRIUMPH-1‑G3T использовалось, с целью дальнейшей
привязки снимков к опорным точкам, и оценке точности по контрольным точкам.

Хотелось бы отметить следующее, такие
модели БВС как DJI Phantom 4 Advanced во много позволяют сократить объем
наземных геодезических работ, но вместе с тем не позволяют полностью исключить
использование наземного геодезического оборудования, ввиду того что ключевым
моментом в создании ортофотоплана является координирование снимков по опорным и
контрольным точкам, с целью задания системы координат.

При производстве съемочных работ получено
203 снимка по десяти маршрутам.

На стадии камеральных работ выполнены:

постобработка данных спутниковых и геодезических измерений, полученных в ходе полевых изысканий;
пересчет координат из системы WGS-84 в местную систему координат города МСК-72, зона 1;
обработка снимков с БВС, с применением программного продукта Agisoft Photoscan, построение ортофотоплана.
проектирование границ территории ОКН в ПО MapInfo.

Работа в программном обеспечении
проводилась по следующей схеме:

1. Определение элементов внешнего и
внутреннего ориентирования камеры.

Определение
параметров внутреннего ориентирования осуществляется автоматически ПО, в том
случае если в файлах вшиты метаданные о цифровой камере, используемой при
съемке. В случае отсутствие указанной информации проводиться калибровка.
Квадракоптер DJI Phantom 4 Advanced снабжен автоматической записью метаданных,
ввиду чего калибровка материалов съёмки не производилась.

Определение параметров внешнего ориентирования заключается в выравнивании снимков. Основными параметрами, влияющими на качество выходного продукта являются: точность, преселекция пар, количество точек, количество проекций, фильтрация соответствий, адаптивное уточнение модели камеры. Результатом определения элементов внешнего и внутреннего ориентирования камеры является построение разреженного облака общих точек в 3D пространстве модели и данные о положении и ориентации камер (рис 2).

2. Построение плотного облака точек на
основании импортированных данных о камере.

Для этого необходимо произвести задание
системы координат МКС-72, зона 1, по средствам привязки снимка к опорным
точкам, которых должно быть не менее трех.

Хотелось бы отметить, что поскольку в пункте привязка камер указана система координат WGS84, однако DJI Phantom 4 Advanced принимает спутниковый GPS/Glonass сигнал, а выводит координаты в WGS 84, при этом следует учитывать важный момент БВС не принимает сигнал как это делают геодезические приёмники, DJI Phantom 4 Advanced принимает сигнал навигационный т.е. сходный с тем передатчиком что установлен в телефоне или машине, что еще раз подтверждает необходимость использования наземного геодезического оборудования. Результатом является плотное облако точек за координированное в местной системе координат (Рис 3).

3. Классификация точек плотного облака. Классификация точек плотного облака позволяет пользователю персонализировать этап построения полигональной модели путем выбора типа объектов сцены, которые необходимо восстановить, и соответствующего класса точек в качестве источника данных для создания полигональной модели [4].

В нашем случае проводиться классификация на 3 класса: точки земли, шум, точки не земли.

4. Построение карты высот.

На основе плотного облака точек за
координированного в местной системе координат создаём карту высот, которая
будет служить базисом для построения ортофотплана. Карта высот представлена на
рисунке 4.

5. Построение ортофотоплана. Ортофотоплан строится на основе данных исходных снимков и реконструированной модели, что позволяет создавать результирующее изображение высокого разрешения.

Для оценки точности построенного ортофотоплана вычислена СКП плановых координат пяти контрольных точек (табл. 2).

СКП планового положения точек была рассчитана по формуле:

Где ΔS – погрешность положения точки; n – количество точек.

СКП планового положения контрольных точек не превышает 0,1 м, что соответствует предъявляемым требованиям к точности определения координат согласно [5]. Для дальнейшего проведения работ связанных с проектированием и обоснование границ территории ОКН ортофотоплан экспортируется в формат TIFF. Вычерчивание проекта границ территории ОКН выполнено с применением программной среды MapInfo.

Анализируя
результаты использования материалов съемки БВС для определения границ
территории ОКН, сформулированы следующие выводы:

временные затраты на производство работ следующие: аэрофотосъемка — 30 мин, планово-высотная подготовка (выбор и определение координат опорных точек) — 30 мин, обработка — один день;
возможность по аэрофотоснимка получить актуальную детализированную информацию о исследуемом объекте;
для выполнения камеральных работ по обработке снимков с целью увеличения эффективности работы к ПК предъявляются повышенные требования в области производительности;
весь комплекс полевых и камеральных работ возможно выполнить одному специалисту.

БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ
СПИСОК

1. О погребении и похоронном деле: федер. закон от
12.01.1996 г. № 8-ФЗ [Электронный ресурс]. – Доступ из справ.-правовой системы
«Консультант плюс».

2. Земельный кодекс Российской
Федерации [Электронный ресурс]. – Доступ из справ.-правовой системы
«Консультант плюс».

3. Об объектах культурного наследия
(памятниках истории и культуры) народов Российской Федерации: федер. закон от 25 июня 2002 г. № 73-ФЗ [Электронный
ресурс]. – Доступ из справ.-правовой системы «Консультант плюс».

4. Руководство пользователя Agisoft PhotoScan Professional Edition, версия 1.4
[Электронный ресурс].

5. Об утверждении требований к
точности и методам определения координат характерных точек границ земельного
участка, контура здания, сооружения или объекта незавершенного строительства:
приказ Министерства экономического развития РФ от 01.03.2016 г. № 90
[Электронный ресурс]. – Доступ из справ.-правовой системы «Консультант плюс».

6. Гаврилова Л.,А, Костеша В.А. Юнусов А.Г. Опыт использования материалов с беспилотных летательных аппаратов для создания картографической основы ГИС автомобильных дорог // Известия высших учебных заведений. Геодезия и аэрофотосъемка. Т63. №4. – 2019. С. 446-454.

BIBLIOGRAPHIC LIST

1. On burial and funeral affairs: Federal Law of 12.01.1996, No. 8-FZ
[Electronic resource]. — Access from «The consultant-plus» legal system.

2. The Land Code of the Russian Federation [Electronic resource]. — Access
from «The consultant-plus» legal system.

3. On objects of cultural heritage (historical and cultural monuments) of
the peoples of the Russian Federation: Federal Law of June 25, 2002 No. 73-FZ
[Electronic resource]. — Access from «The consultant-plus» legal system.

4. Agisoft PhotoScan Professional Edition User Guide, version 1.4
[Electronic resource].

5. On approval of requirements for accuracy and methods for determining the
coordinates of the characteristic points of the boundaries of the land plot,
the contour of a building, structure or construction in progress: Order of the
Ministry of Economic Development of the Russian Federation dated 01.03.2016 No.
90 [Electronic resource]. — Access from «The consultant-plus» legal system.

6. Gavrilova L., A, Kostesh V.A. Yunusov A.G. The experience of using materials from unmanned aerial vehicles to create the cartographic basis of the GIS of roads // News of higher educational institutions. Geodesy and aerial photography. T63 Number 4. — 2019.S. 446-454.

7. Управление земельными ресурсами. Комов Н.В., Шарипов С.А., Цыпкин Ю.А., Конокотин Н.Г., Фомин А.А., Сорокина О.А. Москва, 2020. – 556 с.