Моделирование горнолыжных склонов с помощью передового программного обеспечения для картографирования данных с беспилотных летательных аппаратов

Natural Selection Tour, соревнование по сноуборду, спонсируемое Red Bull, собрало спортсменов на горном курорте Джексон-Хоул в феврале 2021 года. Из-за сложной местности и погодных условий Red Bull хотела создать инструмент, который дал бы сноубордистам возможность заранее планировать свои маршруты. Компания обратилась к XR Media Group и VCTO Labs, медиа и технологическим фирмам, которые заручились помощью программного обеспечения для картографирования данных БПЛА. Цель состояла в том, чтобы предоставить участникам полностью виртуальный опыт, прежде чем они отправятся на горные склоны.

Чтобы создать наилучшее цифровое представление труднопроходимой трассы соревнований с деревьями, скалами, камнями и трамплинами, команда VCTO использовала БПЛА и передовое картографическое программное обеспечение Site Scan for ArcGIS для получения высококачественных изображений. Новая функция Terrain Follow в Site Scan упростила сбор изображений, устранив необходимость в повторных полетах, а функция Geofence позволила им автоматически оставаться за пределами бесполетных зон. Команда смогла быстро собирать и обрабатывать свои данные, используя автоматические и повторно воспроизводимые рабочие процессы в приложении Site Scan.

Основная цель съемки с помощью БПЛА заключалась в том, чтобы точно виртуализировать зону соревнований. Это включало природный ландшафт, снег, деревья, каменистые россыпи, а также естественные и искусственные трамплины. Нанесение на карту всех препятствий и трамплинов, с которыми участники могли столкнуться на горе, было необходимо для создания подлинного 3D-цифрового двойника трассы (виртуальной модели реального места), чтобы спортсмены могли виртуально планировать свой спуск на экране смартфона.

Пересеченная местность с большими высотами, средним уклоном в 45 градусов и перепадом высот в 1000 футов затрудняла управление БПЛА и получение качественных изображений. Поэтому вместо использования трудоемких методов картографирования данных БПЛА, таких как многоуровневое сканирование областей, команда обратилась к Site Scan for ArcGIS — комплексному облачному программному обеспечению для картографирования данных БПЛА для сбора, обработки и анализа изображений.

Особый интерес для этого проекта представляла функция Terrain Follow приложения Site Scan, которая позволяет пилоту БПЛА загружать в программное обеспечение трехмерные данные о местности для планирования миссии. Затем БПЛА может автоматически следовать поверхности земли и поддерживать постоянную высоту полета. Это создает подробную модель склона с постоянным перекрытием изображений и постоянным разрешением на протяжении всего полета, сохраняя при этом безопасное расстояние от поверхности.

Участники команды смогли собрать необходимые им качественные снимки за считанные часы, несмотря на суровую зимнюю погоду. После того как команда настроила параметры полетов и решила, какие режимы полета использовать, приложение позаботилось обо всем остальном, и полученные данные оказались превосходными. Site Scan разработан для безопасного и эффективного получения высокоточных результатов с высоким разрешением.

Поскольку рядом с национальным парком Гранд-Титон находятся запретные для полетов зоны, функция Site Scan для определения геозон оказалась полезной в проекте по горному курорту Джексон-Хоул. Включение геозоны позволило команде создать траекторию полета, которая удерживает БПЛА в пределах определенного полигона и предварительно выбранных границ, избегая препятствий и оставаясь за пределами бесполетной зоны.

Поскольку во многих районах горы не было сотовой связи, команде также помогла возможность загружать карты перед полетом и просматривать их в автономном режиме. Когда все изображения были собраны и участники группы вернулись в зону, где есть интернет, они загрузили данные в облако в Site Scan Manager for ArcGIS. Там они были преобразованы в трехмерное облако точек и модель mesh, а также в двухмерную карту ортомозаики высокого разрешения и модель рельефа. Процесс полностью автоматизирован, что позволило участникам команды завершить обработку всего за несколько часов, задолго до того, как они вернулись на базу.

Участники команды рассказали, что данные, собранные в Джексон-Хоул с помощью Site Scan for ArcGIS, были получены так же хорошо, как и благодаря функции Terrain Follow. Они также добавили, что программное обеспечение, поддерживающее полный, реалистичный цифровой близнец (двойник), имеет важное значение, поскольку большая часть собранных ими данных имеет пространственный компонент. После завершения проекта Natural Selection Tour результирующая 3D-модель горнолыжного курорта Джексон-Хоул получила отличные отзывы от Red Bull при разработке этого нового автоматизированного рабочего процесса, который можно повторно применять в будущем. Несмотря на риски, связанные с использованием бета-версии программного обеспечения в полевых условиях, проект успешно предоставил ценные пространственные данные, которые могут быть использованы и для других задач — для чего угодно, что только может вообразить команда Джексон-Хоул.