• Home
  • Opinii
  • Utilizarea echipamentelor de tip UAV în lucrările de măsurători terestre și inginerie civilă

  Opinii

Utilizarea echipamentelor de tip UAV în lucrările de măsurători terestre și inginerie civilă

Autor: dr. ing. Liviu Constantin ILINCA

Realizarea măsurătorilor terestre reprezintă o provocare în contextul dinamicii actuale de dezvoltare pentru orice companie din domeniul ingineriei civile.

Până nu demult, măsurătorile terestre se executau cu echipamente de tipul teodolitelor și al nivelelor automate. În anii 1991-1993 au apărut în România echipamente noi, de tipul stațiilor totale, care permiteau măsurarea rapidă a distanțelor în teren, iar prin intermediul programelor aflate în memoria echipamentelor, se puteau efectua diverse operațiuni topografice (calcul de coordonate direct în teren, trasări, retrointersecții, etc). Mai târziu, începând cu 1995, topografii din România au început să folosească GPS-urile, pentru determinarea poziției punctelor de interes. În timp, GPS-ul a evoluat, ajungând astăzi o unealtă de bază în domeniul măsurătorilor, fiind folosit la efectuarea măsurătorilor dar deasemenea este utilizat pe mașinile de construcții - de exemplu buldoexcavatoare, autogredere, etc - pentru realizarea cu acuratețe ridicată a lucrărilor de inginerie civilă.

În ultima vreme, a apărut o nouă unealtă pentru realizarea măsurătorilor, unealtă care permite măsurarea suprafețelor cu o acuratețe ridicată și obținerea unor informații vizuale tridimensionale ale zonei de interes. Aceste echipamente se numesc DRONE sau UAV (Unmanned Aerial Vehicle).

Dronele actuale sunt echipamente diverse, variate, care pot fi clasificate, în funcție de soluția aleasă pentru zbor în :

- drone de tip multirotor sau single rotor (elicoptere)

- drone de tip aripă fixă

- drone de tip VTOL (decolare/aterizare verticală, dar zboară precum un avion)

Fig. 1. Dronă de tip multirotor

Fig. 2. Dronă de tip elicopter

Fig. 3. Dronă de tip VTOL

Fig. 4. Dronă de tip aripă fixă

Dronele permit efectuarea de fotografii aeriene ale zonei de interes, iar apoi, utilizând un software specializat, aceste fotografii sunt transformate în ortofotoplan, respectiv în nor de puncte tridimensional al zonei studiate. Din aceste 2 produse primare, tot cu ajutorul unei soluții software specializate, topograful poate apoi realiza diverse produse derivate, precum :

- DSM – modelul digital al suprafetei

- DTM – modelul digital al terenului

- plan de situație vectorial

- curbe de nivel

- plan de situație cu puncte cotate

- calcul de volume pentru diverse zone de interes

Domeniile de aplicabilitate în utilizarea dronelor nu se limitează doar la inginerie civilă. Dronele pot fi utilizate în domeniul agriculturii inteligente, prin utilizarea unor senzori diverși, care permit obținerea informațiilor necesare determinării stresului plantelor, a conținutului de apă în sol, respectiv în plantă, imaginile obținute pot indica diverși dăunători, etc.

De asemenea, o altă modalitate de utilizare a dronelor constă în supravegherea șantierelor de construcții și monitorizarea acestora.

După cum se observă, utilizarea dronelor aduce avantaje mari în domeniul lucrărilor de inginerie civilă.

Fig. 5. Ortofotoplan  - detaliu zonă rezidențială

Fig. 6. Model 3D zonă rezidențială

Fig. 7 – Ortofotoplan – detaliu lucrare de artă

Fig. 8. Model 3D exploatare minieră deschisă

Fig. 9. Model digital al terenului

Fig. 10. Hartă indice NDVI

Fig. 11. Determinarea nivelului de apă în plantă – indice NDWI

Rezultatele prezentate anterior, permit apoi realizarea proiectelor, precum reabilitarea canalelor de irigații sau a căilor de comunicații, cadastrul special sau general pentru zona de interes studiată, etc.

Fig. 12. Profil longitudinal printr-un canal de irigații

Fig. 13. Profil transversal prin canalul de irigații

Fig. 14. Nor de puncte cale ferată

Avantajele utilizării dronelor rezidă din :

- rapiditate în realizarea măsurătorilor

- acuratețe ridicată (de la 2 cm la 10-15 cm, în funcție de tematica lucrării)

- rezultate care redau cu acuratețe relieful și zona studiată

- posibilitatea calculării volumelor cu un grad ridicat de acuratețe

- costurile cu etapa de măsurare/proiectare se reduc considerabil, rezultatele fiind mult mai corecte și mai precise.

În ultima perioadă, pe lângă dronele dedicate fotogrametriei, au apărut și drone care sunt capabile să folosească un dispozitiv de tip lidar, permițând realizarea unui nor de puncte cu o acuratețe foarte ridicată. În combinație cu o camere fotografică, rezultatele obținute constau într-un nor de puncte foarte compact și precis, colorat, care redă foarte fidel conformația terenului, a clădirilor dar și vegetația din zona studiată. Aceste informații, pot fi clasificate pe straturi (teren, drum, clădiri, vegetație joasă, vegetație înaltă, etc), rezultatele obținute putând fi foarte ușor folosite în domenii diverse ale ingineriei civile.

Din păcate, legislația în vigoare, mai ales începând cu 1 Ianuarie 2021, a adus o înăsprire a condițiilor privind realizarea zborurilor pentru lucrările topografice și/sau de inginerie civilă. Astfel, pe lângă îndeplinirea condițiilor existente privind atestarea piloților, care permite realizarea de zboruri la vedere, pentru realizarea de zboruri pe suprafețe mari, dincolo de limita vizibilității dronei, operatorul acesteia trebuie să treacă peste o întreagă birocrație, fiind nevoit să întocmească manual de operațiuni, plan de evaluare a riscurilor, etc, operațiuni care necesită timp, iar în domeniul lucrărilor topografice, timpul nu a fost niciodată prietenul nostru. Să sperăm că autoritățile vor înțelege necesitatea utilizării dronelor și vor arăta o deschidere privind posibilitatea realizării unor asemenea lucrări fără opreliști birocratice.

Despre autor: Absolvent al Facultății de Îmbunătățiri Funciare și Ingineria Mediului în 1995 și al Facultății de Geodezie în anul 2000. Doctor Inginer în
domeniul Ingineriei Civile din anul 2004, cu teza „Utilizarea Sistemelor Informaționale Geografice în Amenajara Bazinelor Hidrografice”.
Experiență în realizarea lucrărilor topografice și a echipamentelor topografice începând cu 1993.