Восстание дрона-картографа

Когда американским военным потребовалось обнаружить мины в опасной долине в Афганистане, специалист по аэрофотосъемке Тюдор Томас помог создать авиационную систему для ее картирования. Проект стоил недешево. По словам Томаса, еще в 2013 году подобные системы стоили военным и их подрядчикам от одного до пяти миллионов долларов, и это даже не включало стоимость самолета. «Трудно представить, сколько было потрачено только на создание простого аэрофотоснимка», — говорит он.

Этот опыт породил идею для бизнеса: картографирование с помощью дрона. Клиенты могли арендовать или купить беспилотные летательные аппараты (БПЛА) для фотографирования (на самом деле, многие уже делали именно это). Затем Томас и его команда должны были выполнить сложный программный процесс «сшивания» однокадровых изображений, снятых из разных точек неба, в единую карту. Облачный программный инструмент будет корректировать изображения, снятые под разными углами, и смешивать их, чтобы обеспечить единую перспективу — процесс, известный как «орторектификация». Если пользователь внимательно вводил показания GPS нескольких наземных контрольных точек на несшитых фотографиях, дополнительное программное обеспечение добавляло данные о реальном местоположении для создания карты с географической привязкой.

Компания Томаса по продаже БПЛА Drones Made Easy запустила услугу в виде приложения после успешной кампании на Kickstarter в августе. Называется Карты стали прощеприложение сразу нашло аудиторию среди геодезистов, но оно ориентировано и на любителей. «Если вы зайдете на Карты Google и посмотрите на свой дом, (изображению) может быть 4 года», — говорит Томас. «И, скорее всего, вы не сможете разрешить ни одну деталь на расстоянии выше трех футов — машина — это два пикселя». С помощью дронов пользователи могут создавать новые карты с разрешением до 20 раз лучшим, чем у Google Earth.

Закон Мура поражает аэрофотосъемку

Геолог Ларри Халберт недавно использовал Maps Made Easy, чтобы объединить изображения земли, которую он исследовал в Квебеке, Канада, на предмет месторождений никеля, меди или платины. Используя кадры, снятые с вертолета, Халберт использовал инструмент обработки изображений Maps Made Easy, чтобы создать тонкую карту размером 7 x 0,3 км всего за 44 доллара. Цена была более чем подходящей — и хотя процесс сбора данных о местоположении был сложным, геолог также был впечатлен тем, что его стандартное программное обеспечение для создания карт плохо справляется с длинными и узкими участками земли.

Но проект имел еще одну большую стоимость. Время вертолета и пилота стоило 1800 долларов в час. Цена была настолько высока, что Халберт чувствовал спешку и давление при стрельбе, поскольку он не хотел делать второй пас, когда «счетчик работал».

«Через пару часов я мог бы купить дрон», — говорит Халберт.

Теперь он планирует приобрести собственный фото-БПЛА, чтобы еще больше сократить расходы. «Технологии дронов действительно меняют отрасль, в которой я работаю», — говорит Халберт. «Но любой может купить дрон и сделать снимки — собрать их все вместе — это революционная технология».

Дроны-гуманитарии

Патрик Мейер, директор по социальным инновациям Катарского научно-исследовательского института вычислительной техники, также осознал важность эффективного программного обеспечения для картографирования дронов. Он возглавил кампанию, в рамках которой дроны совершили 90 полетов в поисках находящихся под угрозой исчезновения черных носорогов и других животных в заповеднике Кузикус в Намибии. (Из-за браконьерства, вызванного спросом на рога в основном из Азии, мировая популяция носорогов резко сократилась. В дикой природе насчитывается примерно 29 000 носорогов по сравнению с 70 000 в 1970 году и 500 000 в 1900 году).

«Для рейнджеров на местах не менее важно знать, где нет животных», — говорит Мейер. «Это уменьшает площадь, которую вам нужно покрыть». Но огромная масса отснятого материала поставила смотрителей парка перед непростой задачей: вручную просмотреть более 25 000 изображений, снятых дронами.

В сентябре Мейер обратился к краудсорсингу, попросив добровольцев просмотреть фотографии и обвести белыми контурами найденных ими животных. Примерно 500 «цифровых рейнджеров» со всего мира проанализировали 98 процентов изображений всего за 48 часов. Совместно с учеными-компьютерщиками из Университета Лозанны (Швейцария) Мейер также изучает возможность использования алгоритмов искусственного интеллекта для автоматизации этого процесса.

Мейер планирует использовать оба инструмента — краудсорсинг и искусственный интеллект — для поиска видеозаписей пострадавших от тайфуна районов на Филиппинах. Его цель — задокументировать уровень ущерба, нанесенного кокосовым пальмам, основному сельскохозяйственному продукту. Поскольку алгоритмы машинного обучения становятся лучше при обработке большого количества образцов, плотность кокосовых пальм на Филиппинах должна улучшить его программное обеспечение так, как этого не может сделать ландшафт с животными, находящимися под угрозой исчезновения.

Эксперты в области охраны окружающей среды и оказания помощи при стихийных бедствиях, которые использовали спутниковые снимки на протяжении большей части последних двух десятилетий, приветствуют рост картографирования с помощью дронов. «Если вы поговорите с гуманитариями на местах и ​​скажете им, что мы можем предоставить вам данные быстрее, с более высоким разрешением и по гораздо более низкой цене, это будет совершенно несложно», — говорит Мейер.

Знать, где похоронены тела

Подобный инструмент может также принести пользу ряду других профессий, в том числе землемерам кладбищ. В Северной Ирландии Шон и Леона Макаллистер стали соучредителями инструмента управления кладбищами с поддержкой дронов под названием PlotBox, который ему нравится называть «Salesforce для управляющих кладбищами». Многие кладбища до сих пор полагаются на бумажные записи о похоронах и доступных участках захоронений, накопленные за десятилетия, которые могут не соответствовать существующим картам собственности.

Дрон сократил время съемки участка площадью 12 акров со 100 часов примерно до 2.

«В этой отрасли нет ни одной реальной технологии, которая бы работала хорошо», — говорит Макалистер. «И вы не можете управлять тысячами участков и не знать, где они находятся по отношению к вашим данным».

(Относительно) старомодный способ обновления карты кладбища заключался в том, чтобы отправить геодезиста, такого как Шон Макаллистер, на кладбище и снять показания GPS в каждом углу каждой могилы. Затем геодезист должен был убедиться, что координаты карты совпадают с записями кладбища о том, занята ли могила и кем. Кладбище площадью 12 акров обычно требует 100 часов геодезических работ.

Используя дрон, Макаллистер сократил время съемки участка площадью 12 акров примерно до 2 часов. Разместив маркеры на земле в качестве ориентиров, он может быстро создать карту с географической привязкой. Используя собственный инструмент агрегирования данных в PlotBox, он может затем правильно связать записи кладбища с тысячами участков на кладбище.

«Мы привносим (технологии) в царство кладбища, — говорит Макаллистер, — но осторожно».

Можно даже сказать, что когда дело доходит до картографии с помощью дронов, нет предела.

Версия этой статьи была первоначально опубликована в январском номере журнала 2015 г. Популярная наука, под названием «Карты, созданные дронами».

Выиграйте праздники с помощью справочников подарков PopSci

Делать покупки для кого-нибудь? Рекомендации команды PopSci по подаркам к праздникам означают, что вам никогда не придется покупать еще одну подарочную карту в последнюю минуту.