Просим прокомментировать план проекта по БПЛА-картированию нерестилищ

Чтобы вы и их "тварями" и "скотами" (ваши слова выше, не мои) называли? И по-геббельсовски предлагали разжигать их научными работами мангалы?

Прекратите флудить и троллить в моей теме, загрязнять ее своим словесным недержанием.

 

Вообще-то не на все сообщения нужно отвечать. Перестаньте флудить в "собственной" теме.

 

Как вы планируете получить заявленную точность: 1 см местности/пиксел, возможно даже 0,5 ?

 

Не точность, а разрешение на местности. Возможно, это не прозвучало достаточно ясно в начальном посте.
Пример -
https://yadi.sk/d/WWpzQ-zo76GMuw (взято с map.openaerialmap.org)
И вот еще скриншот (https://yadi.sk/i/bK2eJKhb28QghA) из статьи
КОМПЛЕКСНЫЙ МОНИТОРИНГ ПРОПУСКА ПРОИЗВОДИТЕЛЕЙ ТИХООКЕАНСКИХ ЛОСОСЕЙ Р. КАМЧАТКА В РЕЖИМЕ РЕАЛЬНОГО ВРЕМЕНИ (https://izvestiya.tinro-center.ru/jour/article/view/468/442 )

Выдержки из статьи:

"Работа комплексов тестировалась параллельными оценками численности нерестующих производителей альтернативными методами. В 2018 г. состоялось три авиаучетных обследования оз. Азабачьего сотрудниками КамчатНИРО с борта вертолетов (28–30.07, 24–25.08, 11–12.09). Кроме того, проводилась аэрофотосъемка с помощью квадрокоптера (рис. 8)".

"По результатам проведенных в 2018 г. работ заключили, что разница в 12 % между учетом численности разными методами вполне допустима и не превышает ошибки определений каждого из методов".

То есть уже сейчас на нерестилищах российскими НИИ проводятся работы с использованием БПЛА (пока только коптерного типа). Они призваны оценить их рентабельность и эффективность в сравнении с традиционными, проводимыми с 60-х гг. вертолетными аэрофотосъемками. Первые результаты обнадеживают. Именно поэтому речь идет о значительной замене вертолетных аэрофотосъемок съемками с БПЛА. А создание ортофотопланов, создание ЦММ, ЦМР на обследованные участки только повышает эффективность проводимых работ. Да, ортофотопланы можно сделать и по результатам аэрофотосъемки, но вариант с БПЛА представляется экономичнее.

 

Оффтоп

не открывается ссылка

 

Коллега, постараюсь разложить по полочкам:
1. Забудьте о БПЛА мультироторного типа, т.к. вам нужен долголет с возможностью нести серьезную (тяжелую и дорогую) аппаратуру;
2. Для получения разрешения в 1 см необходимо летать очень низко, а при условии что носителем будет "крыло", то появляется высокая вероятность смаза изображения
3. Необходимы не только большие вычислительные мощности для фотограмметрии, но также понадобится софт "машинного" зрения для автоматического подсчета рыб, но хороших вариантов я не видел.
Больше писать стало лениво.
Поддерживаю предыдущие посты, готов с Вами разделить госбюджет))))
Фантааазер, ты меня называлааа...

 

Обновил ссылку (https://yadi.sk/d/WWpzQ-zo76GMuw).

--- Сообщения объединены, 19 дек 2019, Оригинальное время сообщения: 19 дек 2019 ---

Коллега, спасибо за конструктивную критику.
1. Долголетный самолетик нам тоже привлекательнее кажется, но беспокоят повышенные аварийные риски в условиях работ: горные речки, сплошной лес, какая там катапульта и парашют. Хотя тема открыта, разумеется.
2. Понятно, печально, не оставляет надежда на удешевление камер сверхвысокого разрешения и соответствующее увеличение высоты полета.
3. Я тоже не видел публикаций, где на обширных материалах была обоснована экономическая эффективность автоматического распознавания рыб на нерестилищах программными средствами. Esri грозится допилить технологию с помощью нейросетей, но верится с трудом, что технология дозреет до рентабельного уровня в ближайшие годы. Пока даже траву от кустарников не научились отделять автоматически, что уж говорить о подвижных, меняющих свою форму и окраску объектах под бликующей водной поверхностью. Но поштучную ручную оцифровку никто не отменял.

Госбюджет никто не собирается пилить. Собираемся экономить, причем под пристальным оком экспертного научного сообщества, с "полным разбором полетов". Причем средства на авиаучеты совсем не собираются увеличивать, скорее наоборот, как показывает практика. Мы не некоторые чиновники с их чудо-проектами, заточенными под "освоение" и "роспил". Деньги на аэросъемки лососевых нерестилищ ежегодно выделяются с 60-х гг. Наша цель - снизить затраты на эти цели при сохранении/повышении эффективности обследования нерестилищ. В предложенном проекте сделана ставка на БПЛА как на прорывную технологию бюджетного картографирования. В данное экспертное сообщество закинули наши мысли, чтобы идею конструктивно покритиковали. Или даже "зарезали". Мы не фетишизируем какую-либо технологию, мы ищем ту, которая реально поможет нам выполнить поставленные задачи при непревышении выделяемых средств.
Если интересно, вот в этой статье затронута тема экономии средств и инструментального повышения эффективности обследования нерестилищ:
https://izvestiya.tinro-center.ru/jour/article/view/468/442

 

Уважаемый, большое спасибо за Ваши соображения и предложения. Будем думать.

 

и стало интересно, а что потом? ну обследуете Вы нерестилища, возможна даже создадите типа новую технологию - цель то какая? какие управленческие решения могут быть приняты на основе ваших выводов?

 

Цель - более точная и экономичная оценка численности лососей на нерестилищах и, как следствие, более эффективная и экологически устойчивая эксплуатация видов промыслом. Оценка численности рыб на нерестилищах - один из ключевых элементов популяционных моделей, прогнозирующих динамику численности вида и возможность эксплуатации промыслом (ru.wikipedia.org/wiki/Модель_Рикера).

Управленческие решения - определение допустимого улова вида рыб для группы рек. То есть сколько рыбакам разрешат выловить в определенный сезон в конкретном рыбопромысловом участке.

Помимо оценки численности вида в определенный год и рекомендаций по объему вылова в последующие годы, применение БПЛА в нашем понимании позволит добиться следующего:
- создать географическую базу данных нерестовых площадей
- оценить состояние нерестовых водотоков, их пригодность для нереста лососей, в том числе в межгодовой динамике
- дать рекомендации природоохранного характера по дальнейшему освоению наземных территорий, прилегающих к нерестилищами (лесопользование, с/х и т. д.)

Популяризированное изложение основ эксплуатации лососей приведено здесь:
https://wwf.ru/upload/iblock/c72/ocenka_sost_zapasov.pdf

 

Коллега, мы не из той породы, что пилит госбюджет под псевдополезные для Родины проекты. Мы - наука, а не чиновники. У нас все открыто, опубликовано и проверяемо, это принцип науки.

Если вы реально в теме, то предлагайте любые способы решения серьезной научной и экономической проблемы (учет количества лососей на нерестилищах), изложенной в этом посте. Контактные данные ученых, которые занимаются аэрофотосъемкой и другими методами учета лососей, приведены в обеих статьях, ссылки на которые я выложил. На сайтах НИИ тоже есть все контактные данные. Если на них выйдут профессионалы, которые предложат эффективное и экономящее госбюджет решение данной проблемы учета, то кто же откажется это решение реализовать на практике? Разумеется, ничто не мешает вам не светить все детали предлагаемого вами решения, чтобы гарантировать себе вознаграждаемое участие в его реализации.

У меня нет иного интереса, кроме как научного: желание найти бюджетное решение одной из наиболее актуальных проблем рыбного хозяйства Дальнего Востока. Найти любыми фотограмметрическими и геодезическими методами, предложенными экспертами. Я потому и обратился на геодезический форум, чтобы наиболее активные и компетентные люди могли подумать о возможности решения этой сложнейшей проблемы, ключ к которой, по моему мнению, лежит к правильном подборе и реализации фотограмметрических и геодезических методов. Проблема решается с 1960-х гг., уже сейчас частично решена (дорогостоящие аэрофотосъемки, пешие обходы, тестовые облеты на роторных БПЛА), но "нет предела совершенству". Ведь технологии развиваются, появляются новые возможности.

И еще немного о взаимодействии российского геодезического и научного сообщества. Оно находится на зачаточном уровне, чего не скажешь о подобном контакте в "развитых" странах. В итоге российские ученые часто неадекватно решают окологеодезические научные проблемы (невозможно быть специалистом во всем), а геодезисты не получают заказы, которые, как известно, лишними не бывают.

Спасибо, если не поленились дочитать.

 

Вам когда-нибудь приходилось решать научную задачу?
Там инструкций, методичек и "я всегда так делал", "20 лет работаю" - нет. Там думать нужно, в том числе задавая казалось бы глупые вопросы узкоспециализированным людям. И в научном сообществе принято не ржать, а отвечать на них предельно ясно и просто.

А тут... О, чужак на форум пришёл! Ату его, ату! Стыдно.

При всём уважении и глядя на аватар - вы давно на коптер на 150 метрах смотрели и слушали?


mxkbrzn, по моему, идёте верным путём.
1) Для картографирования нерестилищ подойдёт БПЛА самолётного типа. Для этого не нужно высокое разрешение, главное покрыть площадь, а на АФС рассмотреть места скопления рыб и отметить нерестилища. Если нужен рельеф дна, то, скорее всего, придётся делать промеры когда нереста нет. На форуме есть ветка на эту тему, толковые специалисты тоже.
Также им можно мониторить заполняемость нерестилища, годовые смещения скоплений и пр.
2) Для съёмки с небольшой высоты как раз лучше БПЛА роторного типа. Есть способные нести камеру высокого разрешения. Если нужно длительное время полёта то имеются модели с бензиновым двигателем (но вибрация).
Не обращайте внимания на тех кто говорит что с высоты 150 метров распугаете подопечных, на такой высоте его не то что не слышно, а и разглядеть уже трудно. Летает он плавно и на поведение хищников непохоже.
Понятно что вы не будете снимать весь ареал, а будете делать выборку, считать особей и интерполировать данные на остальную территорию.
3) С автоматическим подсчётом странно что не получается, в определённых условиях погоды и освещённости рыбы на фоне дна мелководья являются очень контрастными объектами и алгоритмы по выделению пакетов программ для обработки ДДЗ должны работать.
4) А методы гидролокации в ваших задачах не помогут? Техника далеко ушла.

 

Для корректных и конкретных рекомендаций нужна доп информация от вас:
1. Предполагаемый период съемки. Даты / возможно время суток.
2.Сколько времени есть на обработку материалов.
3. Сформирован ли сейчас бюджет. Это для понимания оборудования, т.к. с каждым годом технологии дешевеют.

 

mxkbrzn, по опыту съемки БПЛА DJI Phantom 4 Pro, с высоты съемки 150 метров не даст требуемого разрешения, со 150 метров, ортофотоплан получается с разрешением 5-6 см пиксель, ортофотоплан не может быть точнее исходных снимком. Для такого разрешения, с такой высоты Вам минимум нужна камера минимум 80 МП, соответственно чем больше камера, тем больше должен быть коптер, чем дальше и дольше он летает тем больше должны быть аккумуляторы на борты, а это снова вес. Скорее всего вам подойдет https://geospb.ru/bpla-dlya-geodezii/2981-kompleks-dlya-aerofotosemki-geobox-atlas-compact.html
от ГНСС приемника на борту лучше не отказываться, плюс нужна своя база в районе старта, точные координаты снимком облегчут обработку.
Программ для обработки много, есть те которые заточены под классическую фотограмметрию, например Фотомод, но без опытного фотограметриста, который умеет в ней работать не обойтись. Есть программы которые работают чуть ли не автоматическом режиме, но с наскока их не освоить, весде есть свои но, тут либо опытом проб и ошибок или наймом опытного человека, который все расскажет покажет.
Тот же меташейп плохо строит плотное облако по воде, не может найти общих точек, знающие люди подтвердят, ЦМР(цифровая модель рельефа) получается с провалами, плюс на реках полно мест где кусты и деревья заслоняют береговую полосу.
Может быть что-то и сумбурно, щас меня начнут закидывать помидорами.....

 

Уважаемые -=13=-, АФС84 и VicArh, большое спасибо за ваше мнение и конструктивные соображения, очень признателен. Перевариваю, собираю информацию, обязательно отпишусь позже.

 

АФС вещь хорошая, нужная, облегчающая местами жизнь, но без глубоких знаний и умений очень тяжело получить качественный результат. Да же в нашей практике: топография, маркшейдерия, строительство дорог иной раз такая фигня получается.
Да чуть не забыл, для обработки данных нужен очень мощный комп, с хорошим железом и БОЛЬШОЙ оперативкой, ее много не бывает.
Для примера, наша машина Intel Xeon E5-2650 -2 шт, 64Гб оперативки, видеокарта GeForce RTX 2080 Ti -2 шт, 1500 снимков обрабатывает часа 4-5.
А это тоже бюджет

 

mxkbrzn, как вариант, попробуйте пообщаться с представителями питерских компаний НПП "Бента", НПП "Фотограмметрия", Экоскан. Они имеют необходимую техническую базу и опыт выполнения работ по ДЗЗ. Думаю не откажутся проконсультировать, тем более их сотрудники работают с СПБГУ и Горным университетом и связаны с наукой более тесно, чем большинство присутствующих на этом форуме. Проект у вас интересный, так что удачи!

 

К слову - полистал сейчас некоторое количество фотографий водных объектов, снятых с высоты 150 метров - да, сделаны не на камчатке. а в нашей полосе, но вот лично у меня есть некоторые сомнения в возможности качественного определения численности лосося на нерестилищах.
Понятно, что высокое разрешение камеры, машинное зрение, вводимые поправочные коэффициенты "от Петровича" они могут работе придать вид реальной, но все же - а Вы уже прикидывали, хотя бы оценочно, на примере одной-двух съемок, возможное качество выполненных расчетов?

 

Уважаемый =13=-, еще раз спасибо за ясный, содержательный и полезный ответ.
Насчет автоматического подсчета - заронили зерно сомнения. Будем проверять по результатам съемок.
И снова вы правы, гидроакустические методы активно используются в сочетании с аэровизуальными при подсчетах лососей на нерестилищах. Особенно в последнее десятилетие, с удешевлением комплексов.

--- Сообщения объединены, 22 дек 2019, Оригинальное время сообщения: 22 дек 2019 ---

Да, именно так. Спасибо, что акцентировали внимание на это, мне следовало заострить внимание на это в стартовом посте, чтобы облегчить форумчанам восприятие задачи.
Самое сложное - адекватно подобрать реперные участки, адекватно отражающие ситуацию в целом.
Для этого используются самые разнообразные методы, как статистические (например метода временных рядов - https://cyberleninka.ru/article/n/r...-otsenki-zapolneniya-nerestovogo-fonda/viewer), так и геостатистические.

 

К сожалению, пока не могу ответить на ваши вопросы в полном объеме. Поясню. Вертолетные съемки ведутся ежегодно, под них стабильно выделяется финансирование.

Предполагаемый период съемки. Даты / возможно время суток.
Обычно проводятся в среднелетний (июль) - раннеосенний (сентябрь) период, в светлое время суток. Вылеты обычно приурочены к пиковым концентрациям конкретного вида в отдельном регионе.
Аэровизуальные учеты наиболее активно проводятся на Камчатке. Но актуальны они и для большинства регионов Дальнего Востока - Сахалина, Хабаровского края и других.

Сколько времени есть на обработку материалов.
Лососевые путины очень динамичны. Для оперативной корректировки объемов вылова текущей путины требуется достижение максимальной оперативности съемки. Именно поэтому сейчас стараются проводить наблюдения в режиме, близком к реальному времени (статья "Комплексный мониторинг пропуска производителей тихоокеанских лососей на нерестилища р. Камчатка в режиме реального времени" . https://izvestiya.tinro-center.ru/jour/article/view/468/442)

Сформирован ли сейчас бюджет.
На Камчатке в последнее время стабильно выделяются деньги примерно 200-250 часов летного времени.
Вот официальные пресс-релизы, описывающие объем и характер съемочных работ - http://www.kamniro.ru/presscenter/n...dovaniya_nerestovyh_rek_kamchatki_v_2018_godu
До 2003 г. на Камчатке налетывали и по 650 часов, потом финансирование срезали. Были проведены работы, оптимизирующие пространственно-временное покрытие залетов с учетом урезанного финансирования https://cyberleninka.ru/article/n/r...-otsenki-zapolneniya-nerestovogo-fonda/viewer

То есть деньги на аэровизуальный мониторинг лососей Дальнего Востока стабильно выделяются, бюджет под это сформирован. Проект направлен на постепенную оптимизацию уже выделяемых денег путем замены вертолетных съемок на производимые с БПЛА без увеличения расходов и с повышением качества получаемых данных. БПЛА вне всякого сомнения еще скажут очень веское слово в аэровизуальном мониторинге лососей. Работы с их применением уже десятилетие ведутся канадскими, американскими и японскими учеными, результаты очень обнадеживающие. Причем в ряде регионов БПЛА вытеснили вертолетные съемки по соображениям экономичности и качества получаемых данных. Серьезный недостаток вертолетных съемок - необходимость дорогостоящего перелета в район съемок. Также технические ограничения редко позволяют произвести качественную съемку с привязкой к местности. Зачастую это просто видеоряд с GPS-треком. А функционально это много меньше того, что можно сделать с БПЛА (ортофотоплан, ЦММ и т. д.).

Тему БПЛА-картирования нерестилищ, поднятую нами, можно распространить и на другие виды рыб как Дальнего Востока, так и России. Головной московский рыбохозяйственный институт - ВНИРО, имеет около 3 десятков филиалов по всей России:
http://www.vniro.ru/ru/filialyvniro

Эти НИИ, являющиеся филиалами ВНИРО, по роду деятельности должны производить мониторинг различных видов рыб, в том числе на нерестилищах как наиболее показательной части из ареала. Ряд видов рыб, подобно лососям, нерестится в сравнительно прозрачных, неглубоких реках, то есть БПЛА-картирование их нерестилищ и учет количества производителей на нересте вполне реализуем. Технологии становятся все более досягаемыми, грех не применить их на таком благодатном объекте.

Вертолетная аэрофотосъемка при обследовании нерестилищ стабильно уходит сторонним исполнителям. Рыбохозяйственные НИИ по понятным причинам просто не могут подобные съемки проводить самостоятельно. С БПЛА ситуация другая. Локальные работы на любительских БПЛА, вроде фантика 4, вполне можно осилить. На начальном, тестовом этапе именно такие дроны будут использоваться НИИ.

Постепенно аппетиты возрастут, захочется покрыть большую территорию (в разумных пределах, разумеется). Тогда придет черед БПЛА самолетного типа, способных обследовать значительные территории. Более дорогих и сложных в эксплуатации. Вполне возможно, что НИИ, как и в случае вертолетной аэрофотосъемки, предпочтут нанимать сторонних исполнителей для покрытия определенной территории. Кстати, ряд зарубежных НИИ пошло именно этим путем: даже для облетов на сравнительно простых в эксплуатации и недорогих коптерах от DJI иногда привлекают местные геодезические компании.

--- Сообщения объединены, 22 дек 2019, Оригинальное время сообщения: 22 дек 2019 ---

VicArh, большое спасибо за ваши ценные соображения, очень признателен.

Спасибо за рекомендацию конкретной модели БПЛА.

Уточните, пожалуйста, почему нужно иметь на борту приемник именно геодезического класса? Я упоминал в стартовом посте, что места работ совсем глухие и дремучие в большинстве случае, что, к сожалению, там за сотни километров вокруг нет пунктов, не которых можно отстоятся, чтобы получить точный ортофотоплан. То есть точность ортофотоплана на местности будет не выше точности космоснимков высокого разрешения (ими ведь сейчас покрыта вся Россия в разрешении 0,6 м/пикс.), по которым будем досаживать загруженные в Фотоскан фотоснимки залета. В итоге получим ортофотоплан сверхвысокого разрешения, но с отлетами от местности в несколько метров. Думаю, нам это не критично, так как формы, пропорции, размеры искомых объектов (полигон нерестилища, ширина реки и т. д.) на ортофотоплане будут достаточно близки к реальным. ЦМР конечно, мы едва ли получим качественную, но все лучше, чем SRTM-30.

Сможет ли рекомендуемый вами бортовой приемник геодезического класса хотя бы немного улучшить ситуацию в таком случае, увеличить точность на местности? Я просто думал, что не сможет. Не прав?

Спасибо за уточнение по особенностям обработки водных объектов для получения ЦМР. Да, артефакты проблема, будем думать. И еще печальнее, что растительность закрывает берег, не возьмешь его высоту, важную для оценки рисков эрозии.

--- Сообщения объединены, 22 дек 2019 ---

Подскажите, пожалуйста, если можно, это вы в Меташейпе считаете 4-5 часов? Снимки 20 мпикс, геодезический приемник на борту, проводится отстаивание на базе и набор опознаков?

--- Сообщения объединены, 22 дек 2019 ---

Большое спасибо за наводки и пожелания.
Да, летают они и на БПЛА http://ecoscan.spb.ru/teсhnology/bpla/

--- Сообщения объединены, 22 дек 2019 ---

Спасибо за ваше мнение. Машинное зрение - следующий этап, и не факт что он реализуем. Если не получится, то оцифруем вручную по созданному ортофотоплану. На нем при целевых 1 см/пикс. должны быть очень хорошо различимы лососи, они весьма крупные рыбы. На https://map.openaerialmap.org на снимках в любительского Фантома 4 при разрешении 1-2 см/пикс уже четко различимы предметы, что даже мельче лососей. Если летать на чем то более серьезном, шансы еще выше. Ученые КамчатНИРО летали на Фантомах 4 (не Pro) и довольны результатами, они опубликованы:
https://izvestiya.tinro-center.ru/jour/article/view/468/442
http://www.kamniro.ru/files/articles/2017/47/zaporozhec_zaporozhec.pdf
То есть технология на небольших пилотных проектах точно работает. Равно как и у американцев, канадцев, японцев, тоже работающих на нерестилищах с беспилотниками (преимущественно DJI). Вопрос в том как увеличить вклад БПЛА в общую долю традиционных инструментальных исследований (вертолетные съемки, гидроакустические, фотографирование с берега). Увеличить без повышения расходов, при этом получив дополнительные, более качественные данные.

Конечно, есть серьезные проблемы с мутностью воды на некоторых участках, нависанием береговой растительности, бликованием, рябью и т. д. Но они не критичны, если БПЛА уже однозначно "прописались" в съемки нерестилищ.

--- Сообщения объединены, 22 дек 2019 ---

Уважаемые участники форума, большое спасибо за вашу конструктивную критику, объективные замечания и ценные соображения. Это очень полезная обратная связь от вашего экспертного сообщества.

Будем премного благодарны всем, кто уделит время и конструктивно выскажется по теме проекта.

К сожалению, график всегда не позволяет оперативно отвечать на ваши комментарии в топике. Просим извинить за это. Но мы остаемся на связи, читаем все ваши комментарии и советы, принимаем их на вооружение.

В процессе реализации проекта БПЛА-картирования нерестилищ постараемся делиться в этом разделе форума полученной информацией.