Файл: Выбор полезной нагрузки бвс для посчета популяции животных в заповедниках.docx
ВУЗ: Не указан
Категория: Не указан
Дисциплина: Не указана
Добавлен: 07.12.2023
Просмотров: 235
Скачиваний: 6
ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.
Департамент образования и науки Тюменской области
Государственное автономное профессиональное
образовательное учреждение Тюменской области
«Тюменский колледж производственных и социальных технологий
КУРСОВОЙ ПРОЕКТ
по МДК 03.01 Электронные системы функциональной полезной нагрузки беспилотного воздушного судна и систем крепления внешних грузов
на тему:выбор полезной нагрузки бвс для посчета популяции животных в заповедниках
Работу выполнил:
Обучающийся БС-19-1с группы
Алексеева Дарья Александровна________
Содержание
Введение
Применение бвс
Охрана экосистем и заповедников квадакоптером
Метод авиаучета животных
Пример результативных снимков
Выбор полезной нагрузки
Расчетная часть
Эксперементальная часть
Заключение
Список использованных источников
Введение
Использование беспилотных летательных аппаратов (БПЛА) для проведения аэрофотосъемки является весьма актуальным направлением развития методов сбора о заповедниках. Использование БПЛА особенно оправдано в тех случаях, когда необходимо получить точную информацию о местности на конкретную дату на небольшую территорию. К тому же, с учетом себестоимости получаемых данных, БПЛА занимают весьма выгодные позиции, а в некоторых случаях являются оптимальными с точки зрения финансовых затрат . Сбор информации о подсчете животных – достаточно трудоемкий процесс, во многом зависящий не от наблюдателя, а от представителя животного мира. Но это не отменяет важности таких данных, особенно при изучении особо охраняемых природных территорий,основной задачей которых, является сохранение биологического и ландшафтного разнообразия уникальных природных экосистем и их мониторинг. Выполнение этой задачи сопряжено с некоторыми проблемами: необходимость постоянных научных исследований; - малый штат сотрудников; - «фактор беспокойствия»; - труднодоступность территорий. Несмотря на большое количество задач, решаемых с помощью БПЛА, их научное применение в стране существенно отстает от такового за рубежом, поэтому представляется интересным и актуальным поиск возможностей их применения в нашей стране.
Целью данного курсового проекта являеться:
Выбор полезной нагрузки бвс для подсчета популяции животных в заповедниках.
Для достижения цели поставлены следующие задачи:
Изучить мировой опыт использования БПЛА в интересующей области;
Провести полевые исследования на ООПТ России;
Проанализировать возможности использования БПЛА в зоогеографических исследованиях.
Атуальность исследования. Анализ мирового опыта применения БПЛА для изучения животного мира показал, что решение проблемы находится в самой начальной стадии. Много вопросов вызывают анонсированные производителями и производственными фирмами возможности. Тем не менее, можно говорить о следующих видах получения данных о животном мире:
мониторинг численности млекопитающих по биогенным формам рельефа;
авиаучет диких животных как по прямым, так и по косвенным признакам;
распознавание типов гнезд и их обитателей;
учеты крупных водоплавающих во время миграций и т.д.
Применение бвс
Основная цель применения дронов на территории заказников, национальных парков и просто других территорий, на которых обитают дикие животные, – это подсчет числа особей. Причем учитывать приходится как охраняемые виды, так и те, на которых может распространяться лицензия охотника. Именно для того, чтобы понимать, не стоит ли тот или иной вид на грани исчезновения, необходимо проводить регулярный подсчет особей вида.
Традиционно егеря и зоологи проводили ряд мероприятий для подсчета численности видов. Делалось это либо пешим способом, а зимой – на лыжах, буквально обходя все места зимней подкормки животных и различая по следам возможное количество побывавших здесь особей, либо при помощи вышек. В охотничьих хозяйствах егерям часто приходится проводить целые сутки – а то и больше – на вышках, внимательно следя с биноклем за появляющимися на просматриваемой территории животными. Такие традиционные способы требуют много времени, а если учесть ограниченность кадров в лесничествах – и подобный мониторинг становится чем-то и вовсе трудновыполнимым.
Другой вариант – нанимать для этих целей вертолеты или самолеты АН-2. Облетая на них подконтрольную территорию, специалисты должны с воздуха вести подсчет животных, что не всегда гарантирует точные результаты ввиду обыкновенного человеческого фактора. Сколько особей смогли распознать – столько и записывают. Помимо этого, услуги малой авиации слишком дороги, поэтому даже день полета становится серьезной статьей расходов. Поголовье таких животных, как косули и лоси, лучше всего считать в самом начале весны, но зачастую бывает так, что финансирование на новый год в охотничьи хозяйства и заказники еще не поступает.
Настоящим спасением может стать применение дронов для учета поголовья диких животных, на которых выдаются охотничьи квоты. Именно к использованию БПЛА перешли специалисты охотничьих хозяйств в Тамбовской и Нижегородской областях. Лоси и косули меньше пугаются небольшого размера коптера, чем кружащего в воздухе громкого вертолета или самолета. Кроме того, раз приобретя беспилотник, хозяйства могут не тратиться ежегодно на дорогое обслуживание или привлечение сторонних специалистов и фирм.
Охрана экосистем и заповедников квадрокоптером
Особо охраняемые территории (ООТ) представляют особые наземные и морские зоны, для которых государство устанавливает особый режим функционирования. Целью таких мер является охрана биологического разнообразия и сохранения уникальных экосистем. Существует целая планетарная сеть подобных особо охраняемых зон.
Согласно современной классификации особо охраняемых сегодня на территории России существует следующие типы ООТ:
заповедники,
заказники,
национальные парки,
памятники природы.
Россия входит в число тех государств, где площадь особо охраняемых территорий занимает значительное место, почти 10% от общей национальной территории. Такие зоны изымаются из экономической и хозяйственной деятельности, что не может не вызывать у определенного количества граждан и хозяйствующих субъектов негативное отношение и попытки нарушить существующее законодательство.
Кроме угроз со стороны человека и различных организаций существуют и другие представляющие опасность для ООТ явления. Поэтому сформировалось несколько направлений, по которым сегодня развиваются системы охраны таких зон, в том числе и такие системы охраны, где важную роль играют беспилотные летательные аппараты. К этим направлениям можно отнести:
мониторинг и управление дикой природой,
мониторинг экосистемы,
контроль за соблюдением законов в области охраны ООТ,
экотуризм,
управление окружающей средой и реагирование на стихийные бедствия.
В этом перечне выделяются в первую очередь такие направления, как мониторинг окружающей среды и животного мира, а также контроль за соблюдением законов, который связан с выполнением задач по наблюдению и патрулированию территорий. Эти направления всегда считались наиболее важными и требовали наибольшего количества усилий со стороны государства и управляющих ООТ структур. Для этого существуют штаты специалистов, привлекаются волонтеры, а также используются наземные и воздушные системы патрулирования и наблюдения за особо охраняемыми зонами и объектами.
Метод авиаучета животных
Согласно приложению к приказу ФГБУ «ФЦРОХ» от 24.11.2021г. № 87 определена новая методика учета численности охотничьих ресурсов методом авиаучета. Применение беспилотных авиационных систем самолетного типа (ссылка на профильный раздел сайта или на АС-32-10) наиболее верное решение при проведении данного вида работ. Компания АСКАМ на протяжении последних лет успешно оказывает услуги по авиаучету животных.
Рассмотрим состав работ и результат, получаемый заказчиком, на примере кейса.
Площадь охотничьего угодья – 7 300 Га
Минимальная необходимая площадь обследования – 3 650 Га
Выполнено два полета для сбора исходных данных, получено 5 196 фотоснимков.
пример результативных снимков с животными
После проведения летно-съемочных работ камеральные специалисты приступают к обработке данных. На первом этапе обработка производится с использованием специализированного программного продукта, который, анализируя пиксели каждого кадра, позволяет выделить снимки, на которых запечатлены животные. Второй этап – ручной отбор результативных снимков, над просмотром фотографий каждого охотничьего хозяйства работают не менее трех камеральных специалистов. Каждый, детально просматривая данные, ищет животных, после чего все специалисты обмениваются данными и сверяют полученные данные, уточняя или дополняя друг друга.
Последний этап – подготовка отчета. На этом этапе специалистами производятся расчеты средней численности и средней плотности животных в границах охотничьего хозяйства, дается характеристика аваиученых работ и распределения животных. Оформление отчета производится в строгом соответствии с требованиями Федерального центра развития охотничьего хозяйства. Все расчеты производятся согласно методике учета численности охотничьих ресурсов методом авиаучета.
Период выполнения работ по авиаучету определен методикой – полеты проводятся в максимально сжатые сроки, в период с 15 января по 10 марта. Рекомендуем заранее заключить договор авиаучета и работать с профессионалами в своей сфере
Выбор полезной нагрузки
В последнее время все большее применение для учета охотничьих животных получают космические средства и беспилотные летательные аппараты. Космические снимки получают с космических аппаратов в видимом, ультрафиолетовом, инфракрасном и других формах. Регистрируемое излучение может иметь как естественный природный характер, так и отклик от объекта искусственного происхождения. Разрешение спутниковых фотографий отличается в зависимости от инструмента фотографирования и высоты орбиты спутника. Например, в ходе проекта Landsat была выполнена съёмка поверхности Земли с разрешением в 15 м. Коммерческие спутники серии Worldview- 1,2, GeoEye-1 имеют в настоящее время разрешающую способность на уровне 50 см. В 2014 году планируется вывести на орбиту спутники третьего поколения GeoEye-2 и WorldView-З с разрешением 25-30 см.
Спутниковая фотосъёмка может быть скомбинирована с уже готовыми векторными или растровыми изображениями в ГИС-системах. Однако, фотокамеры, установленные на спутниках, чувствительны к погодным условиям, что влияет на качество снимков. Наряду с этим, применение спутниковой съемки ограничивается высокой стоимостью ее организации.
В отличие от спутниковой съемки, аэрофотосъёмка в большей мере приемлема для обеспечения задач учета численности животных и оценки состояния среды их обитания. Посредством пилотируемых или беспилотных летательных аппаратов возможно фотографирование с определенных высот объектов или подстилающей поверхности оптическими, а также инфракрасными датчиками. В оптической фотосъемке с конца XX века стала широко применяться цифровая техника. Это позволяет получаемые при аэрофотосъёмке снимки обрабатывать в цифровом формате, что не исключает представление их в бумажном формате.
Современная аэрофотосъемка обладает широкими возможностями. В частности, при съёмке заданного района плоскость аэрофотоаппарата может занимать горизонтальное или наклонное положение, что соответственно относится к плановой или перспективной съемке. Наряду с этим, имеется возможность фотографирования на цилиндрическую поверхность вращающимся объективом (панорамная съемка).
Аэрофотосъёмку выполняют фотоаппаратом с одним объективом. Для повышения надежности рекомендуется использовать второй дублирующий фотоаппарат. Фокусное расстояние его объектива может быть более коротким (широкоугольный фотоаппарат) или длинным (длиннофокусный фотоаппарат). Если требуется увеличить площадь снимка, используют многообъективные аэрофотоаппараты. Повышению качества и точности полученных аэрофотоснимков способствует применение аэрофотообъективов с высокой разрешающей
способностью и малой дисторсией (оптическим эффектом, выражающимся в искривлении линий на фотографии). На всех камерах выставляют исходные параметры съемки, а все текущие параметры записывают в реальном масштабе времени.
Аэрофотосъемка может производиться двумя способами: маршрутным или площадным (сплошным). При маршрутном способе съемки соседние участки местности в продольном направлении фотографируются с определенным перекрытием. Продольное перекрытие, представляющее собой отношение площади, сфотографированной на двух соседних снимках, к площади, изображённой на каждом отдельном снимке, выражают в процентах. Обычно значение продольного перекрытия на аэрофотоснимках составляет 60 %, хотя в некоторых случаях данные значения могут быть изменены в соответствии с требованиями к этим снимкам.