Минобрнауки России
Федеральный Исследовательский Центр
Почвенный институт имени В.В. Докучаева
ПРИМЕНЕНИЕ БЕСПИЛОТНЫХ АВИАЦИОННЫХ СИСТЕМ
ФГБНУ ФИЦ «Почвенный институт имени В.В. Докучаева» – лидер в сфере научно-методического обоснования использования Беспилотных Авиационных Систем (БАС) в задачах инвентаризации и мониторинга земель сельскохозяйственного назначения.
Технические достижения и научные разработки позволили создать и непрерывно совершенствовать инструментарий сбора точных данных на уровне поля и хозяйства для управления почвенными ресурсами и поддержки принятия оперативных агрономических решений.
Сотрудники Центра имеют действующие сертификаты пилотов БАС, используемые борта поставлены на учёт в Федеральном агентстве воздушного транспорта, Центр имеет лицензию УФСБ России на проведение работ, связанных с использованием сведений, составляющих государственную тайну.
Полетные задания, условия съемки и обработки ее результатов проводятся с учетом специфики решаемых задач и технических требований к точности обработки сигналов спутниковой навигации, координатной привязки в географических проекциях. В том числе – высота полёта, перекрытие области съемки, точки и траектории посадки/взлета, коррекция положения сенсора сьемки с учетом геодезических поправок ГНСС, расчет инерциальной системы лазерного сканера для ориентирования облака точек в пространстве (IMU), калибровка термальной съемки на основании полевых температурных маркеров и др.
Аппаратный и программный инструментарий БАС:
- БАС вертолетного типа: Геоскан 401 Lidar, Геоскан 401 Multispectral, DJI Mavic 2 RTK RGB, DJI Mavic 3 Thermal RTK, DJI Matrice 300 RTK RGB.
- БАС самолетного типа: Геоскан 201 RGB.
- Системы глобального позиционирования БАС: GNSS PrinCe, GNSS Stonex
- Вычислительный кластер БАС в ЦАС почвенного института: AMD Ryzen Threadripper 3970X 32 x 3700 МГц, GeForce RTX 4090 24 ГБ.
- Используемое программное обеспечение: Agisoft Metashape, Lidar 360, AGM Posworks, QGIS, SAGA GIS, ArcGis Pro, разработка специализированных решений в среде Python, R, JavaScript.
Инвентаризация почвенно-земельных ресурсов
Использование БАС упрощает процесс инвентаризации земель благодаря способности собирать данные с высокой оперативностью и точностью. Используются воздушные суда самолетного и вертолетного типа, оснащенные камерами видимого, инфракрасного и термального спектров, а также лазерными сканерами. Результатами обработки результатов прямых измерения являются:
- ортофотопланы различного пространственного разрешения (от 1 см до 10 м);
- цифровые модели местности;
- цифровых модели рельефа;
- цифровые модели растительного покрова (посевов, многолетних насаждений и др.)
Оценка почвенно-земельных ресурсов
Первичные результаты БАС играют ключевую роль в оценке качества и состояния сельскохозяйственных угодий. В результате обработки данных выполняется оценка:
а) на основе цифровой модели рельефа:
б) на основе ортофотопланов:
Мониторинг земель
Федеральный исследовательский центр продолжает совершенствовать методы мониторинга состояния земель сельскохозяйственного назначения в рамках программ государственного мониторинга и систем поддержки принятия оперативных решений. Разработаны методики наблюдения за эрозионными процессами, переувлажнением, подтоплениями, влагозарядкой почв, оценкой эффективности мелиоративных систем, состоянием растений, контролем распространения вредителей и болезней.
