Modelowanie stoków narciarskich przy użyciu zaawansowanego oprogramowania do tworzenia map za pomocą dronów

Sponsorowane przez firmę Red Bull zawody snowboardowe Natural Selection Tour odbywały się w lutym 2021 r. w ośrodku Jackson Hole Mountain Resort. Ze względu na trudny teren i niesprzyjające warunki pogodowe firma Red Bull chciała użyć narzędzia umożliwiającego zawodnikom zaplanowanie ich przejazdów. Zadanie utworzenia aplikacji powierzono firmom XR Media Group i VCTO Labs — przedsiębiorstwom z branży medialnej i technologicznej, które korzystają z oprogramowania do tworzenia map przy użyciu dronów. Celem było udostępnienie zawodnikom pełnego środowiska rzeczywistości wirtualnej, zanim wyruszą na górskie trasy.

Aby utworzyć jak najlepszą cyfrową reprezentację trudnych szlaków, która obejmowałaby drzewa, klify, skały i skocznie, zespół VCTO postanowił zebrać wysokiej jakości zobrazowania przy użyciu dronów i najnowocześniejszego oprogramowania do tworzenia map – Site Scan for ArcGIS. Nowa funkcja aplikacji Site Scan — Podążaj za terenem — znacznie przyspieszyła zbieranie zobrazowań, zmniejszając liczbę przelotów. Funkcja ogrodzeń geograficznych umożliwiała natomiast automatyczne unikanie stref zakazu lotów. Zespół szybko zebrał i przetworzył dane, używając zautomatyzowanych i powtarzalnych procedur dostępnych dzięki aplikacji Site Scan.

Głównym celem zbierania zobrazowań dronowych było utworzenie dokładnego wirtualnego odwzorowania obszaru zawodów. Musiało ono obejmować naturalne ukształtowanie terenu, śnieg, drzewa, bloki skalne oraz naturalne i sztuczne skocznie. Wygenerowanie autentycznego cyfrowego odpowiednika wymagało przygotowania map wszystkich przeszkód i skoków, jakie mogli napotkać zawodnicy na stokach. Opracowano wirtualny model rzeczywistego miejsca, w którym zawodnicy mogli zaplanować swoje przejazdy za pomocą smartfonów.

Trudny teren, który charakteryzował się dużą wysokością, średnim nachyleniem stoków wynoszącym 45 stopni i ponad 300-metrową różnicą poziomów, utrudniał loty i zbieranie wysokiej jakości zobrazowań. Zamiast używać czasochłonnych technik tworzenia map przy użyciu dronów, takich jak wielopoziomowe skanowanie terenu, zespół postanowił zastosować aplikację Site Scan for ArcGIS – kompleksowe oprogramowanie chmurowe do tworzenia map przy użyciu dronów, które umożliwia zbieranie, przetwarzanie i analizowanie zobrazowań.

Szczególne znaczenie dla projektu miała funkcja aplikacji Site Scan o nazwie Podążaj za terenem, która umożliwia pilotowi dronu wczytywanie terenowych danych 3D do oprogramowania do planowania misji. Następnie dron może automatycznie śledzić teren i utrzymywać tę samą wysokość lotu. Można dzięki temu uzyskać szczegółowy model stoku o stałym rozkładzie nakładających się obrazów i rozdzielczości, utrzymując przy tym bezpieczną odległość od podłoża.

Członkowie zespołu mogli zbierać wysokiej jakości zobrazowania w ciągu wielu godzin, mimo trudnych, zimowych warunków pogodowych. Gdy zespół skonfigurował trasy i wybrał tryby lotów, aplikacja zadbała o resztę. Zebrano doskonałe dane. Aplikację Site Scan opracowano z myślą o tworzeniu precyzyjnych danych wyjściowych o wysokiej rozdzielczości w bezpieczny, wydajny sposób.

W pobliżu stoków ośrodka Jackson Hole Mountain Resort obowiązują strefy zakazu lotów w Parku Narodowym Grand Teton, dlatego bardzo przydatna była również funkcja ogrodzeń geograficznych aplikacji Site Scan. Włączając ogrodzenia geograficzne, zespół mógł tworzyć trasy lotów utrzymujące drony w wyznaczonym poligonie i zdefiniowanych wcześniej granicach, co pozwoliło unikać przeszkód i stref zakazu lotów.

Jako że na wielu obszarach górskich nie ma komórkowego połączenia danych, funkcja pobierania map przed lotem i wyświetlania ich w trybie offline również okazała się bardzo przydatna dla zespołu Gdy po zebraniu wszystkich zobrazowań członkowie zespołu wrócili na obszar z dostępnym połączeniem internetowym, przesłali dane do chmury w aplikacji Site Scan Manager for ArcGIS. Następnie zostały one przetworzone w chmurę punktów 3D i siatkę oraz w wysokiej jakości ortomozaikę 2D i model wysokościowy. Ten proces przebiegał w sposób całkowicie automatyczny, dzięki czemu przetwarzanie zakończyło się w ciągu kilku godzin, zanim członkowie zespołu zdążyli wrócić do bazy.

Członkowie zespołu stwierdzili, że dane zebrane w ośrodku Jackson Hole przy użyciu aplikacji Site Scan for ArcGIS okazały się tak dobre głównie dzięki funkcji Podążaj za terenem. Dodali także, że oprogramowanie obsługujące pełny, realistyczny cyfrowy odpowiednik i funkcję rejestrowania rzeczywistości jest niezwykle ważne, ponieważ większość zebranych danych ma aspekt przestrzenny. Uzyskany podczas realizacji projektu Natural Selection Tour trójwymiarowy model ośrodka narciarskiego Jackson Hole spotkał się z doskonałym przyjęciem pracowników firmy Red Bull. Opracowana procedura automatyczna pozwoli wykonać podobne modele w przyszłości. Choć użyto w terenie oprogramowania w wersji beta, w ramach projektu powstały wartościowe dane przestrzenne, które mogą posłużyć do wszelkich innych celów, jakie postawi sobie zespół ośrodka w Jackson Hole.