Как на станции «Академик Вернадский» с помощью дронов создают 3D-карты Антарктики

На Антарктическом полуострове с 1996 года действует украинская антарктическая станция «Академик Вернадский» (ранее мы публиковали интервью с сисадмином, который там работал). Это станция, на которой ученые занимаются океанографическими, метеорологическими, геофизическими, медицинскими и другими исследованиями. В этом году для исследований решили использовать дронов. В компании Drone.UA рассказали, как устройства работают в таких условиях.

Зачем станции нужны дроны?

Сейчас ученые со станции используют дронов в биологических исследованиях. Первой задачей было создание карт растительности островов и некоторых участков Антарктического полуострова. Второй − начать мониторинг мха на предмет вегетации и отмирания в зависимости от погодных условий года. Ранее это все проводили с помощью наземных наблюдений (они по сравнению с картами намного менее точные). Спутниковые снимки для такого мониторинга тоже не подходят: им не хватает точности и мешает облачность.

«Для этой задачи использовалась RGB-камера и мультиспектральная камера для определения NDVI-индекса. Мониторинг подразумевает ежегодные измерения этого индекса», − рассказывает Юрий Шепета, член отряда 24-й экспедиции, сотрудник Национального антарктического научного центра (НАНЦ).

Дроны таким же образом давно используют в более привычных отраслях, к примеру, в сельском хозяйстве. Хлорофилл в клетках растений сильно поглощает видимое солнечное излучение, а клеточная структура листьев, с другой стороны, сильно отражает излучение в ближнем инфракрасном диапазоне. Если на дрон установить камеру для съемки в этом спектральном диапазоне, можно получить данные для анализа вегетационных индексов вроде NDVI (показатели роста и развития растений).

В этом году проект длился два месяца. Но в целом планируется ежегодно проводить исследования растительного покрова Антарктиды возле станции и за ее пределами.

Какую работу выполняют дроны?

Как проходят такие исследования: местность сканируют с дронов и в результате получаются карты сверхвысокой точности (1 см), в том числе − карта классификации растительности – т.е. точные координаты, контуры и размеры разных типов растительности. Если сравнивать такие карты разных лет, можно анализировать, как меняется растительный покров континента. А мультиспектральные карты (о которых шла речь выше) дают информацию не только об изменении объемов растительности, но и о ее состоянии.

Также дроны использовались при создании карт Антарктического полуострова, создания 3D-моделей ледников. «Эти вопросы касаются геодезических работ, однако наше оборудование было единственным рабочим в рамках антарктической экспедиции», − говорят в компании.

С Национальной академией наук Drone.ua работает с 2014 года, а с украинской научной станцией начали работу в этом году, когда исследователи решили попробовать изучать Антарктиду в том числе с помощью дронов.

Особенности работы в таких условия

Как рассказывают участники экспедиции, в районе станции температуры и другие погодные условия обычно не выходят за рамки тех, что предусмотрены инструкцией для эксплуатации дронов.

«На станции «Академик Вернадский» летняя (декабрь-февраль) температура около нуля, обычно − немного плюс. У нас зима − суровей антарктического лета. Контроль ветра тоже есть. Синоптики по просьбе дают информацию заранее. Поэтому все в пределах условий эксплуатации», − говорит участник экспедиции Юрий Шепета.

Но все же использование дронов в таких условиях усложнено. Например, для съемок карт больших территорий компания собиралась передавать не только мультироторные платформы, но и самолеты PD1900. Но в результате решили этого не делать из-за возможных сильных ветров. Вместо этого «поручили» работу платформам с вертикальной взлетом и посадкой.