INŽ.BLOG

Uporaba brezpilotnih letalnikov v geodeziji

Brezpilotni letalniki so v zadnjem desetletju naredili pravo revolucijo na različnih področjih v mnogih sferah človeškega delovanja. Z uporabo brezpilotnih letalnikov v vojaški industriji je razvoj le-teh dobil še večji zagon. Tudi na geodetskem področju se je uporaba letalnikov zelo razširila. Z vse večjo uporabo in uporabnostjo letalnikov se pojavljajo tudi potrebe po razvoju novih senzorjev, ki bi še olajšali različne geodetske procese.

Z razmahom področja brezpilotnih letalnikov so se z leti zaostrila tudi pravila pod katerimi lahko podjetja in posamezniki izvajajo komercialne prelete. Na spletni strani Agencije za civilno letalstvo (www.caa.si) je objavljena zakonodaja, ki se je mora podjetje pri izvajanju komercialnih preletov (sem sodijo tudi preleti za potrebe izvajanja geodetskih nalog) držati. Naj samo naštejem nekaj glavnih predpisov, ki jih je potrebno upoštevati:

1. Izvedbena Uredba Komisije (EU) 2019/947 z dne 24. maja 2019 o pravilih in postopkih za upravljanje brezpilotnih zrakoplovov,
2. Delegirana Uredba Komisije (EU) 2019/945 z dne 12. marca 2019 o sistemih brezpilotnega zrakoplova in operatorjih sistemov brezpilotnega zrakoplova iz tretjih držav,
3. Uredba o izvajanju izvedbene uredbe Komisije (EU) o pravilih in postopkih za upravljanje brezpilotnih zrakoplovov (Uradni list RS, št.39/24) veljavna od 25.05.2024.

Brezpilotni zrakoplovi se lahko uporabljajo v treh kategorijah glede na (EU) 2019/947:

1. odprta,
2. posebna,
3. certificirana (še v razvoju).

Odprta kategorija se deli na podkategorije A1, A2 in A3. V posameznih podkategorijah se lahko leti z zrakoplovi z določeno oznako C razreda (C0, C1, C2, C3 ali C4), zrakoplovi brez C oznak (znotraj prehodnega obdobja in samogradnje). Za vsako od podkategorij so predpisane zahteve za pilota na daljavo in brezpilotni zrakoplov, višine letenja, oddaljenosti od ljudi in objektov itd. Ta kategorija se lahko izvaja z brezpilotnimi zrakoplovi do 25 kg. Večina pilotov na daljavo bo morala opraviti spletni tečaj usposabljanja in spletni teoretični izpit.
Posebna kategorija se bo lahko izvajala na podlagi deklaracije ali certifikacije, odvisno od stopnje tveganja operacije. V to kategorijo spadajo operacije, ki presegajo zahteve za odprto kategorijo in se izvajajo v okviru tako imenovanih standardnih scenarijev, ki bodo objavljeni kot Dodatek 1 k Prilogi Izvedbene Uredbe Komisije (EU) 2019/947. Če operater izvaja operacije na podlagi standardnih scenarijev, bo agenciji lahko predložil izjavo, v nasprotnem primeru pa bo moral zaprositi za operativno dovoljenje, kot je določeno v 12. členu Izvedbene Uredbe Komisije (EU) 2019/947.

Certificirana kategorija: v tej kategoriji se bodo izvajale operacije z brezpilotnimi zrakoplovi, ki so certificirani po ustreznem postopku (za kar bo pristojna EASA) in če se bodo izvajale operacije nad skupinami ljudi, če se bo z njimi prevažalo ljudi, ali če se bo z njimi prevažal nevaren tovor. V tej kategoriji se seveda zahteva certifikacijski postopek v smislu spričevala letalskega prevoznika, piloti na daljavo morajo imeti licence, biti zdravstveno sposobni itd.
Za izvedbo preletov za potrebe izvajanje geodetskih storitev v večji meri zadostuje posebna kategorija. Pri CAA vodijo seznam operatorjev za izvajanje letalskih dejavnosti s sistemom brezpilotnih letalnikov. Na seznamu je bilo konec leta 2024 skupno 68 podjetjih, od tega je manj kot 20 geodetskih podjetij (glavna dejavnost kartiranje in geodetske storitve). Na podlagi te številke lahko sklepamo, da marsikatero geodetsko podjetje izvaja prelete, ki niso v skladu z zakonodajo.

V preteklosti sta se na slovenskem geodetskem trgu pojavljala dva tipa brezpilotnih letalnikov – letalo in kopter (navadno s štiri do osem navzgor obrnjenim propelerji). Prvi v splošnem dosega večje hitrosti in lahko preleti večja območja, drugi imajo prednost predvsem na območjih z omejenim prostorom za vzlet in pristanek (urbanih). Na obe vrsti letalnikov lahko namestimo različne vrste senzorjev, ki omogočajo izdelavo različnih geodetskih produktov. Senzorji, ki se danes uporabljajo pri izvajanju geodetskih storitev so naslednji:

1. RGB kamera
V različnih komercialnih in odprtokodnih programskih paketih lahko ob uporabi RGB kamere, GNSS sprejemnika (oboje nameščeno na letalniku) in nekaj oslonilnih/kontrolnih točkah na terenu izdelamo:

1. oblak točk,
2. ortofoto načrt.

Oba produkta sta vhodna podatka za nadaljnja geodetsko-inženirska opravila kot so izdelava geodetskih načrtov, modeliranje in izdelava 3D modelov, izračun volumnov itd.

2. Termo kamera
Posnetke termo kamere brezpilotnega letalnika iz zraka je mogoče uporabiti za prepoznavanje območij z neobičajnimi temperaturami oz. za področja, kjer so zaznane velike temperaturne razlike v podobnih elementih. Danes se termo kamere uporabljajo predvsem pri odkrivanju slabo delujočih sončnih panelov, defektov na vodovodnem omrežju, odkrivanju toplotnih mostov itd.

3. LIDAR
Vse pogosteje se na brezpilotne letalnike namešča LIDAR senzor. Glavna prednost oblaka točk, ki ga dobimo kot rezultat LIDAR snemanja je ta, da vsebuje tudi talne točke. Torej LIDAR prodre skozi vegetacijo, medtem ko oblak točk, ki ga dobimo kot produkt fotogrametričnega zajema z RGB kamero, vsebuje v primeru vegetacije le točke na vrhu krošenj, grmovij itd.

4. GREEN LIDAR
Hidrografske meritve (meritve rečnega ali morskega dna) se izvajajo z enosnopnimi ali večsnopnimi sonarji, ki so nameščeni pretežno na čolnih. Žal je izmera s čolnom in sonarjem pogosto zelo zahtevna ali celo nemogoča (brzice, nizek vodostaj), zato se je na trgu pojavil nov senzor, ki ga je mogoče namestiti na brezpilotni letalnik. Green LIDAR je vrsta lidarja, ki uspešno penetrira skozi vodo in dobi ustrezne odboje od rečnega ali morskega dna. Natančnost meritev je odvisna predvsem od kalnosti reke.

Pripravil:
mag. Aljaž Lesjak, univ.dipl.inž.geod.