Zastosowania dronów w badaniach rzeźby terenu, struktury i tekstury osadów na przykładach z Polski Środkowej

Abstract

Drones (UAV, unmanned aerial vehicles), along with the development of technology, are more and more used to solve scientific problems. This is particularly true for Earth and environmental sciences, including geomorphology, structural geology and sedimentology. In addition to hardware and technical issues, the parallel development of photogrammetric programs and systems for increasing the precision of drone flight path measurements are contributing to the ability to create land maps as well as 3D models with increasing accuracy. This paper describes the possibility of using drones carrying a non-metric RGB camera or thermal sensor, for the study of morphological changes of terrain based on the analysis of photographs, orthophotos and 3D models. Test studies were carried out in the valleys of the Warta and Pilica rivers in the area of artificial reservoirs, as well as on moraine uplands – mainly in open-pit mines. The results of these tests show that proper flight planning and configuration of the aircraft’s camera work guarantee obtaining the right data necessary for later processing in software, such as GIS. The most important parameters included: determination of the area of the planned raid, flight altitude above ground level, aircraft speed, camera repetition rate and accuracy of the generated material.

Drony (bezzałogowe statki powietrzne – BSP) wraz z rozwojem technologii są coraz częściej wykorzystywane do rozwiązywania problemów naukowych. Dotyczy to w szczególności nauk o Ziemi i środowisku, w tym geomorfologii, geologii strukturalnej i sedymentologii. Obok kwestii sprzętowo-technicznych, równoległy rozwój programów fotogrametrycznych oraz systemów służących do zwiększania precyzji pomiarów przebiegu lotu dronów, przyczyniają się do możliwości tworzenia zarówno map terenu, jak i modeli 3D o coraz większej dokładności. W niniejszej pracy opisano możliwości wykorzystania dronów wyposażonych w niemetryczną kamerę RGB lub sensor termalny do badania przemian morfologicznych terenu na podstawie analizy zdjęć, ortofotomap i modeli 3D. Badania testowe przeprowadzono w dolinach Warty i Pilicy w rejonie sztucznych zbiorników oraz na wysoczyznach morenowych i płaskowyżach – głównie w kopalniach odkrywkowych. Wynika z nich, że odpowiednie zaplanowanie lotu i konfiguracja pracy kamery statku powietrznego gwarantują uzyskanie właściwych danych niezbędnych do późniejszej obróbki w oprogramowaniu, np. GIS. Do najważniejszych parametrów zaliczono: określenie obszaru planowanego nalotu, wysokość lotu nad poziomem gruntu, prędkość statku powietrznego, prędkość powtarzalności kamery oraz dokładność generowanego materiału.