Autor: prof. univ. habil. dr. ing. Valeria-Ersilia ONIGA

Fotogrametria cu vehicule aeriene fără pilot (Unmanned Aerial System -UAS), este un instrument pivotal care susține activitățile de cartografiere pentru cadastru, monitorizare, arhitectură și aplicații de inginerie civilă. Sistemele UAS sunt platforme versatile, care, în comparație cu fotogrametria de la mică distanță, pot prelua imagini în zone inaccesibile, sub diferite unghiuri de preluare.

Deși există multe avantaje în utilizarea acestei tehnici de achiziție a datelor, eficacitatea ei variază considerabil, atât din cauza condițiilor diferite de preluare, cum ar fi caracteristicile terenului, care variază de la plan, la teren muntos, de la medii urbane, la medii naturale, planuri de zbor diferite și diferite dimensiuni pentru un pixel la sol (Ground Sample Distance - GSD), care depind de distanța focală a camerei și altitudinea de zbor. În mod general, în cadrul procesului de compensare în bloc, centrul de preluare al imaginii, ale cărui coordinate au fost determinate prin tehnologie GNSS RTK/PPK, are rol de constrângere suplimentară, eliminând nevoia utilizării punctelor de sprijin la sol (Ground Control Point-GCP).

Fluxul de lucru aplicat pentru această zonă de studiu poate fi structurat în următoarele părți: lucrări de teren cu observații în mod relativ static pentru rețeaua GNSS și măsurători cu stație totală pentru toate detaliile topografice, materializarea pe teren a punctelor de sprijin și a punctelor de control prin buloane metalice, materializarea pe teren a punctelor de sprijin și a punctelor de control înainte de zboruri cu vopsea și prin plasarea țintelor din plexiglas, lucrări de birou cu compensarea rețelei GNSS și a celei geodezice, respectiv, prelucrarea măsurătorilor topografice pentru crearea planului topografic al zonei de studiu, planificarea și efectuarea zborurilor UAS, prelucrarea imaginilor UAS, evaluarea preciziei procesului de compensare în bloc, generarea norilor de puncte și a ortofotoplanurilor pentru scenariile fără GCP, digitizarea manuală a detaliilor cadastrale pe baza ortofotoplanurilor și evaluarea preciziei elementelor digitizate în raport cu măsurătorile efectuate cu stația totală.

Zona de studiu este o zonă rezidențială de 7.2 ha din Iași, România. Include 23 de case înconjurate de garduri naturale și artificiale, 2 blocuri, drumuri private și un cimitir privat.

Pentru acest studiu de caz, pe sistemul DJI Phantom 4 Pro v2 UAS a fost instalat modulul TeoKIT L1/L2, oferind o soluție PPK rentabilă pentru sistemele UAS.

DJI Phantom 4 Pro v2 integrează o cameră digitală FC6310S cu o distanță focală de 8.8 mm/24 mm (echivalent format 35 mm) f/2.8-f/11 focalizare automată la 1 m-∞, dimensiunea imaginii este 5472×3648 pixeli, iar dimensiunea pixelului de 2.41 μm. Misiunile de zbor au fost planificate folosind aplicația dedicată Teofly, disponibilă la (https://fly.teofly.com/app/).

                                                                                        TEOKIT-PPK module                                           TEODRONE 

În timpul zborurilor, receptorul GNSS Emlid Reach RS2 a fost setat ca bază pentru înregistrarea observațiilor GNSS.

Prelucrarea PPK a fost realizată folosind software Teobox PPK, iar prelucrarea imaginilor folosind software 3DF Zephyr.

Erorile reziduale (în cm) calculate pentru 64 puncte de control

Aceste rezultate demonstrează că este într-adevăr fezabil să se obțină o georeferențiere direct precisă a blocului fotogrametric, folosind ca și contrângeri în procesul de compensare în bloc, exclusiv centrele de preluare a imaginilor determinate PPK.

Pentru a compara rezultatele obținute cu un sistem UAS cu costuri reduse, a fost aleasă o cameră digitală oblică „Share UAV PSDK 102S”. Prin montarea mai multor senzori pe aceeași platformă de zbor, se vor obține imagini din diferite unghiuri de preluare, nadir și oblic, putând fi extrase mai multe detalii ale spațiului înconjurător.

Camera SHARE

 Ortofotoplanurile pentru zona de studiu au fost create pentru fiecare set de date, cu o rezoluție de 1.5 cm per pixel pentru zborurile la 60 m și o rezoluție de 5.0 cm per pixel pentru zborurile la 100 m. Aceste ortofotoplanuri au servit ca bază pentru digitizarea manuală a detaliilor cadastrale, inclusiv a gardurilor naturale și artificiale, precum și a drumurilor. Acest proces de digitizare a fost realizat folosind AutoCAD Map 3D.

Pentru a compara automat detaliile cadastrale extrase, cum ar fi drumurile și gardurile, cu măsurătorile efectuate cu stația totală, ne bazăm pe comparația a două polilinii, pentru a obține abaterea standard a distanțelor dintre ele și completitudinea. Compararea a două polilinii poate fi utilă în diverse aplicații, cum ar fi prelucrarea imaginilor, grafica pe calculator și GIS.

Pentru completitudinea poliliniilor digitizate manual pe baza ortofotoplanurilor, soluția a fost de a calcula diferența dintre lungimile poliliniilor, folosind software-ul ArcGIS Pro. Mai întâi, lungimea fiecărei polilinii a fost calculată folosind instrumentul "Calculate Geometry" pentru a adăuga atribute de lungime în tabelele de atribute ale poliliniilor reprezentând drumuri și garduri. Prin scăderea lungimii poliliniei digitizate pe ortofotoplan, din lungimea poliliniei măsurată pe teren, am calculat valoarea absolută a diferențelor și completitudinea detaliilor cadastrale digitizate.

Erori reziduale obținute pentru detaliile cadastrale digitizate manual pe baza ortofotoplanurilor UAS, pentru scenariul fără GCP

Valeria-Ersilia ONIGA a absolvit cursurile secției de Cadastru a Facultății de Hidrotehnica din cadrul Universității Tehnice „Gheorghe Asachi” din Iași în anul 2007. Este abilitată în domeniul Inginerie Geodezica din anul 2021 și a publicat 8 cărți de specialitate și peste 60 de lucrări științifice în țară și străinătate. În prezent, este profesor la Departamentul de Măsurători Terestre și Cadastru, Facultatea de Hidrotehnica, Geodezie și Ingineria Mediului, Universitatea Tehnică „Gheorghe Asachi” din Iași.

Autori: Conf. dr. ing. Constantin Chirilă, președintele Comitetului de organizare al simpozionului GEOMAT

              Șef. lucrări dr. ing. Loredana Mariana Crenganis, Secretar general al Comitetului de organizare al simpozionului GEOMAT

Printre variatele activități culturale ale Iașului, lucrările simpozionului GEOMAT din luna noiembrie au devenit un eveniment așteptat și mult discutat atât în presa locală cât și în întreaga comunitate a specialiștilor geodezi. Debutul simpozionului a avut loc cu ocazia sărbătoririi a 200 de ani de la momentul istoric al înființării primei clase de inginerie și hotărnicie de către marele cărturar Gheorghe Asachi, ceea ce a însemnat asumarea unei continuități a învățământului tehnic superior în limba română pentru cel puțin două secole. De aceea, rolul principal în inițiativa de a organiza anual acest simpozion a fost preluat de către Departamentul de Măsurători Terestre și Cadastru al Facultății de Hidrotehnică, Geodezie și Ingineria Mediului, adică de cei care astăzi formează ingineri de cadastru, urmașii primilor ingineri hotarnici ai lui Gheorghe Asachi. Alături de Universitatea Tehnică „Gheorghe Asachi” din Iași, s-au implicat în derularea acestui proiect de lungă durată principala organizație a specialiștilor de măsurători terestre și cadastru, Uniunea Geodezilor din România, universități de profil din țară și instituția coordonatoare a activității din domeniu, Agenția Națională de Cadastru și Publicitate Imobiliară (ANCPI).

O primă recunoaștere internațională a GEOMAT s-a produs odată cu cea de-a treia ediție, în 2016, când, sub egida simpozionului − având, în acel an, ca temă Managementul informației spațiale pentru o dezvoltare durabilă − a avut loc ședința anuală a Comisiei 3 – Managementul Informației Spațiale din cadrul Federației Internaționale a Geodezilor (FIG) și adunarea generală a Grupului European al Topografilor (EGOS). Pentru prima dată în România, organizațiile internaționale și europene ale geodezilor au luat contact cu progresele înregistrate în domeniul măsurătorilor terestre și al sistemelor informaționale naționale, apreciind potențialul de dezvoltare al firmelor românești atât pe zona de echipamente de măsurare cât și pe cea a dezvoltării softurilor de specialitate. Un astfel de eveniment a avut un sprijin remarcabil din partea autorităților locale, dar și guvernamentale, ceea ce a dovedit că cele mai bune soluții pentru dezvoltarea durabilă nu se pot găsi decât prin cooperarea dintre oamenii de știință și cei implicați direct ca factori de decizie în administrația publică.

Odată cu înscrierea simpozionului GEOMAT în circuitul firesc al celor mai importante evenimente pentru comunitatea specialiștilor geodezi, Uniunea Geodezilor din România a deschis drumul organizării mai multor întâlniri de lucru ale comisiilor FIG sau EGOS și astfel s-a conturat ideea realizării unui eveniment major la nivel național, care să aibă loc anual sub denumirea de Săptămâna Geodeziei Românești. Ca o recunoaștere a vizibilității Iașului pe harta marilor centre universitare ce pregătesc specialiști în domeniu, cea de-a treia ediție a Săptămânii Geodeziei Românești a inclus, în 2022, și desfășurarea simpozionului GEOMAT, reunind o largă participare a profesioniștilor din domeniul cadastrului, geodeziei, topografiei și cartografiei, dar și colaboratori din domeniile apropiate, specialiști în construcții, arhitectură și științele mediului. Adaptat cerințelor de moment, s-a dovedit că inginerul geodez este în măsură − prin competențele de culegere, procesare și gestiune a datelor geospațiale − să susțină sectoare vitale ale economiei naționale aflate în plină dezvoltare. Tematica amplă a „managementului datelor geospațiale pentru mediul construit” a adus clarificări și soluții de viitor pentru zona infrastructurii de transport, a rețelelor de utilități tehnico-edilitare și, în general, a clădirilor din spațiul urban.

Anul acesta, cea de-a zecea aniversare a simpozionului GEOMAT a însemnat un moment de sinteză a rezultatelor unei munci susținute pentru a întreține o efervescență a comunicării științifice în toate ariile geodeziei, cartografiei, fotogrammetriei și teledetecției, cadastrului și publicității imobiliare, Sistemelor Informatice Geografice (GIS) și științelor de mediu cu aplicații în analiza spațială a datelor.

Ca un corolar al momentelor aniversare din acest an, s-au sărbătorit 210 ani de învățământ superior tehnic-ingineresc în limba națională, ocazie cu care, în deschiderea plenară a sesiunilor de prezentări, profesorul emerit Gheorghe NISTOR a descris, în cuvinte pline de considerație, viața și personalitatea marelui întemeietor de școală și cultură românească, Gheorghe Asachi. Totodată, la unison cu manifestările dedicate în acest an comemorării savantului umanist și principe al Moldovei Dimitrie Cantemir, la 300 de ani de la trecerea sa din această lume, organizatorii simpozionului au dedicat un spațiu expozițional pentru omagierea operei sale remarcabile și a contribuțiilor cartografice pentru zona Moldovei. Un alt moment important de evocare a trecutului a fost și cercetarea profesorului Laurențiu RĂDVAN, de la Facultatea de Istorie a Universității „Al.I. Cuza” din Iași, care a scos la lumină activitatea inginerilor străini, cei care, în prima jumătate a secolului 19, au redactat primele planuri topografice ale orașului Iași. Toate aceste celebrări ne-au apropiat în egală măsură și de comunitatea geodezilor din Republica Moldova, cu care împărtășim un trecut comun și care ne motivează să continuăm activitățile de promovare a profesiei, colaborarea pentru elaborarea revistelor științifice și instruirea specialiștilor în domeniul geodeziei și cadastrului.

Pentru că tematica simpozionului GEOMAT se referă deopotrivă la prezent și la viitor în domeniul geodeziei, în sesiunea invitaților speciali au fost abordate subiecte de actualitate, cum ar fi tematica digitalizării infrastructurii de transport, dezbătută de către secretarul de stat Ionuț-Cristian SĂVOIU, fost președinte al UGR, soluții eficiente în domeniul fotogrammetriei, prin lucrarea elaborată de către prof. Valeria-Ersilia ONIGA, de la Facultatea de Hidrotehnică, Geodezie și Ingineria Mediului din Iași, și metode moderne de învățare în utilizarea tehnologiei sistemelor informatice geografice (GIS), prezentate de către prof. Ana-Cornelia BADEA, de la Facultatea de Geodezie din București. Ca în fiecare an, prof. Pietro GRIMALDI, expert în fotogrammetrie arhitecturală de la Politehnica din Bari, ne-a oferit rezultatele și perspectiva unei experiențe de cel puțin 14 ani în organizarea școlii de vară internaționale dedicate noilor tehnologii de măsurare.

Pe lângă sesiunile tehnice din amfiteatrele facultății de la Iași, în cadrul simpozionului, un loc aparte l-a avut expoziția de echipamente geodezice ale firmelor de specialitate din România, care nu doar vin în sprijinul activității de cadastru, ce preocupă în prezent cea mai mare parte a publicului, ci au un impact major în tot ceea ce înseamnă lucrul cu date geospațiale.

Privind spre viitor, simpozionul a evidențiat tendințele contemporane în geomatică și a subliniat rolul esențial al datelor geospațiale în societatea modernă, cu accent special pe domeniul sistemelor de informații virtuale tridimensionale. În acest sens, simpozionul GEOMAT s-a dovedit a fi o oportunitate deosebită pentru ca tinerii geodezi să ia contact cu lumea ideilor și a planurilor de viitor pentru cariera lor profesională, și chiar să se facă cunoscuți prin preocupările și aptitudinile lor remarcabile. Simpozionul GEOMAT, în edițiile sale din 2021 și 2022, a reprezentat un debut încărcat de emoție pentru acești tineri, care și-au asumat cu entuziasm angajamentul lor față de profesia aleasă. Scena acestor manifestări a fost pregătită pentru concursul profesional destinat studenților din domeniul ingineriei geodezice și mapathon-ul Map with us, desfășurate în spațiile Facultății de Hidrotehnică, Geodezie și Ingineria Mediului de la Iași. Participarea la aceste concursuri nu a fost doar o ocazie de a câștiga premii, ci mai mult o șansă de a învăța lucruri noi, de a-și testa propriile capacități de muncă, stimulând gândirea creativă, abilitățile analitice și spiritul de echipă, toate acestea, esențiale pentru succesul în cariera profesională. Edițiile din ultimii ani au venit cu un mesaj încurajator pentru studenți din partea celor care coordonează ramura de tineret a FIG, cu îndemnuri de a se implica activ pentru cauzele profesiei, subliniind beneficiile de ordin educativ și social pe care le pot obține cei care decid să se implice ca voluntari în context internațional sau la nivel de organizație națională. În cadrul ediției din acest an a Simpozionului GEOMAT, studenții au avut ocazia de a participa la sesiunile tehnice susținute de cercetători din universități și firmele de profil, au explorat potențialul echipamentelor geodezice de ultimă generație, software inovator, studii de caz complexe, oportunități de angajare și posibile colaborări în timpul practicii studențești și după încheierea studiilor. GEOMAT rămâne astfel fidel ideii că implicarea studenților în viața reală a firmelor și companiilor de profil constituie o componentă esențială a dezvoltării și inovării în acest domeniu. 

În perspectivă, simpozionul GEOMAT va pune un accent mai puternic pe evidențierea tendințelor în domeniul geodeziei și a rolului critic al datelor de referință spațiale în societatea noastră. „Tehnologia digitală, un adevărat refren al zilelor noastre, ne transformă viețile, iar această transformare, așa cum a fost inițiată la nivelul instituțiilor europene,trebuie să aducă beneficii cetățenilor și companiilor. Digitalizarea a devenit o piesă importantă în majoritatea domeniilor noastre de activitate. Poziționarea spațială a obiectelor și investițiile viitoare, conversia informațiilor fizice în formă digitală, toate acestea sunt componente ale muncii efectuate de un inginer geodez”, subliniază Mircea AFRĂSINEI, președintele Uniunii Geodezilor din România.

Simpozionul GEOMAT își propune să devină un loc de întâlnire pentru discuții inspirate și dezbateri relevante, reprezentând o ocazie deosebită ca cei pasionați de domeniul geodeziei să formeze o comunitate de specialiști bazată pe proiecte comune, unitate de opinii și real interes în dezvoltarea profesiei de inginer geodez.