Методы анализа данных аэрофотосъёмки земель сельскохозяйственного назначения
Сужая цели съемочных работ и потребность в них до рамок отдельно взятого хозяйства, получаем ряд оценочных критериев, по которым следует вести отбор: разрешение (мегапикселей); поддержка GPS; скорость съемки (кадров в секунду); вес (кг); скорость подготовки к работе (часов); стоимость.
По выделенным критериям была проведена оценка метрических и неметрических фотокамер на предмет возможности их использования для аэрофотосъемки сельхозугодий (таблица 1).
Таблица 1 – Характеристики метрических и неметрических фотокамер
| Модель фотокамеры | Разрешение, Мп | Поддержка GPS | Скорость съемки, кадров в сек | Вес, кг | Скорость подготовки к работе, часов | Стоимость, долл. |
| Метрические фотокамеры | ||||||
| Z/I Imaging DMC | 250 | Да | 0,81 | 66 | 4 | 1 000 000 |
| Vexcel UltraCam | 200 | Да | 0,56 | 75 | 3,5 | 700 000 |
| Leica Geosystems ADS40 | 120 | Да | 0,88 | 38 | 4 | 1 000 000 |
| Wehrli/Geosystem 3 DAS | 106 | Да | 0,71 | 32 | 2,5 | 250 000 |
| Неметрические фотокамеры | ||||||
| Canon EOS 550D | 18,7 | Да | 10 | 0,5 | 0,25 | 1 300 |
| Panasonic Lumix DMC-62 | 13,1 | Да | 2,5 | 0,7 | 0,25 | 600 |
| Sony Alpha DSLR-A390 | 16,7 | Да | 3 | 0,5 | 0,25 | 900 |
| Pentax K-5 | 16,9 | Да | 7 | 0,7 | 0,25 | 1 000 |
| Nicon D2X | 13 | Да | 12 | 1,07 | 0,25 | 1 300 |
| Canon EOS 5D | 22 | Да | 5 | 0,9 | 0,25 | 1 800 |
Выбор подходящей модели аэрофотоаппарата был сделан на основе теории принятия решений, которая подразумевает определение коэффициентов относительной важности (весов) каждого из критериев выбора, а затем построение согласованных количественных шкал для каждого из критериев, позволяющих перейти от разных форм их представления (количественной, качественной) и единиц измерения к единой шкале. Для расчета было принято, что максимальная оценка каждого критерия равна 10 баллам.
На основе важности критериев и количественной их оценки производится определение агрегированных значений вариантов решений как суммы произведений оценок, полученных по согласованным количественным шкалам, и коэффициентам относительной важности (весам) каждого из критериев. Выбор лучшего варианта происходит на основе интегральной оценки каждой фотокамеры.
Результаты анализа приведены в таблице 2.
Таблица 2 – Выбор модели фотокамеры на основе теории принятия решений
| Модель фотокамеры | Разрешение, Мп | Поддержка GPS | Скорость съемки, кадров в сек | Вес, кг | Скорость подготовки к работе, часов | Стоимость, долл. | Интегральная оценка фотокамеры |
| Важность критерия | 20% | 15% | 20% | 10% | 10% | 25% | 100% |
| Метрические фотокамеры | |||||||
| Z/I Imaging DMC | 10 | 10 | 0,68 | 0,08 | 0,63 | 0,01 | 3,71 |
| Vexcel UltraCam | 8 | 10 | 0,46 | 0,07 | 0,71 | 0,01 | 3,27 |
| Leica Geosystems ADS40 | 4,8 | 10 | 0,73 | 0,13 | 0,63 | 0,01 | 2,68 |
| Wehrli/Geosystem 3 DAS | 4,24 | 10 | 0,60 | 0,16 | 1,00 | 0,02 | 2,59 |
| Неметрические фотокамеры | |||||||
| Canon EOS 550D | 0,748 | 10 | 8,33 | 10,00 | 10 | 5 | 6,47 |
| Panasonic Lumix DMC-62 | 0,524 | 10 | 2,08 | 7,14 | 10 | 10 | 6,24 |
| Sony Alpha DSLR-A390 | 0,668 | 10 | 2,50 | 10,00 | 10 | 7 | 5,80 |
| Pentax K-5 | 0,676 | 10 | 5,83 | 7,14 | 10 | 6 | 6,02 |
| Nicon D2X | 0,52 | 10 | 10,00 | 4,67 | 10 | 5 | 6,23 |
| Canon EOS 5D | 0,88 | 10 | 4,17 | 5,56 | 10 | 3 | 4,90 |
Таким образом, для поставленных задач мониторинга неметрические камеры с хорошим разрешением и дополнительным гироскопическим оборудованием являются более приемлемыми с точки зрения группы анализируемых критериев. На основе данных, приведенных в таблице 2, может быть сделан выбор конкретной модели фотоаппарата: наиболее подходящими являются Canon EOS 550D, Panasonic Lumix DMC-62, Nicon D2X.
Анализ летательных аппаратов, система которых приведена в таблице 3, позволил сделать обоснованный выбор наиболее приемлемого для аэрофотосъемочных работ в сельском хозяйстве носителя аппаратуры.
Таблица 3 – Летательные аппараты, применяемые для аэрофотосъемки ЗСН
| Самолеты | Моноплан АН-2, ИЛ-14ФК | |
| Биплан АН-24, АН-30 | ||
| Сверхлегкие самолеты | Микросамолет | |
| Дельталет | ||
| Мотодельтаплан | ||
| Автожир | ||
| Вертолеты | Одновинтовые Ка-15, Ка-18 | |
| Двухвинтовые Ми 2, Ми 6, Ми 8, Ка 26 | ||
| Сверхлегкие вертолеты | ||
| Беспилотные летательные аппараты | Автоматические | |
| Дистанционно пилотируемые | ||
Для анализа пригодности каждой группы летательных средств был избран метод критериального анализа. На основе изучения публикаций, научной литературы по теме, мнений специалистов и материалов исследований научно-учебных центров были выбраны 7 критериев: качество съемки, разрешение, оперативность, зона охвата, стоимость, законодательный барьер и зависимость от погодных условий. Каждый критерий был оценён по пятибалльной шкале, в которой выставляемое количество баллов соответствует 5-ти бальной шкале оценок, применяемой для характеристики знаний обучающихся: 1 – очень плохо; 2 – плохо; 3 – удовлетворительно; 4 – хорошо; 5 – очень хорошо. Оценка выбранных параметров по группам летательных средств представлена в таблице 4:
Таблица 4 – Сравнительный анализ летательных аппаратов по выбранным критериям
| Самолёты, вертолёты | СЛА (дельтаплан, мотодельтаплан) | Беспилотные летательные аппараты | |
| Качество съёмки | 4 | 5 | 5 |
| Разрешение | 4 | 5 | 5 |
| Оперативность | 3 | 5 | 5 |
| Зона охвата | 4 | 3 | 3 |
| Стоимость | 2 | 4 | 5 |
| Законодательный барьер | 3 | 4 | 1 |
| Зависимость от погодных условий | 2 | 4 | 4 |
| ИТОГО | 22 | 30 | 28 |
