Краткое содержание
Через 2 дня после извержения выполнена аэросъёмка ~80 га. Получены цифровые ортофотоплан и модель рельефа, зафиксирована площадь свежего излияния 36 401 м², плотность облака точек ~200-300 т/м², точности 5–7 см. Данные готовы к оперативной картометрии и мониторингу деформаций.
Рис. 1. Кальдера грязевого вулкана Гнилая гора с излившейся 22.02.2018 г. глинистой брекчией.
Задача
Сотрудникам кафедры геоинформатики КубГУ в районе г. Темрюк, Краснодарского края, после извержения 22.02.2018 г. требовалось быстро и безопасно зафиксировать масштабы излияния грязи, разрывные нарушения и деформации рельефа. Классические наземные методы уступали по скорости и безопасности из-за слабонесущих грунтов, локальных размывов и ограниченного доступа на опасный участок.
Условия проекта
Площадь работ — ~80 га, включая овальную кальдеру диаметром 0,55–0,77 км и периферийный вал. На поверхности — свежая полужидкая брекчия, зеркала воды, разрывные трещины с вертикальной амплитудой до 0,8 м. Работы проведены 24.02.2018г., то есть практически сразу после события. Погодные параметры: скорость ветра СЗ 6,6 м/с, облачно и временами снег, температура воздуха -3°C.
Рис. 2. Полужидкая глинистая брекчия, вытекшая через кольцевой вал кальдеры Гнилой горы.
Рис. 3 Разрывные трещины к северо-востоку от пятна свежеизверженной грязи.
Решение
Комплект оборудования и программного обеспечения: беспилотное воздушное судно (БВС) — DJI Matrice 600 PRO (носитель), система воздушного лазерного сканирования — АГМ-МС3 (средство измерений), камеры — DJI Zenmuse X3 и дополнительный БВС DJI Phantom 4 PRO, Программное обеспечение — Agisoft PhotoScan 1.3, Global Mapper 19, ArcGIS, Kolor AutoPano Giga 3.6.0. Средняя высота полёта 24 м AGL, время 34 мин, плотность лидара 200–300 т/м².
Процесс (шаги):
- Планирование миссии и аэросъёмка на 24 м с быстрым разворотом по периметру кальдеры;
- Обработка: формирование облака точек и тайлов *.las, контроль «провалов» над водой;
- Построение ЦМР из набора отражений, создание ортофотомозаики и их совмещение;
- Картометрия площади свежего излияния, выделение трещин/валов;
- Подготовка отдачи: ОФП, ЦМР, ТЛО *.las для дальнейшего анализа деформаций.
Рис. 4. Цифровая модель поверхности в виде точек лазерного отражения со светотеневой отмывкой. Отчетливо виден овал вулканической постройки.
Результаты и метрики
Комбинированная лазерно-фотограмметрическая съёмка обеспечила ориентированный набор данных для мониторинга грязевулканической активности и последующей аналитики.
- Площадь покрытия: ~80 га;
- Площадь свежей брекчии после извержения: 36 401 м²;
- Плотность облака точек: 200–300 т/м²;
- Оценка точности по данным съёмки: 5–7 см;
- Высота полёта: 24 м;
- Время работ: 34 минут;
- Объём данных: лидарные данные *.las 4,09 ГБ; фотоматериалы *.dng 7,01 ГБ;
- Итоговая выдача: ОФП и ЦМР, пригодные для картометрии и сравнения во времени.
Инсайты
- Низкая высота (24 м) + лидар дали плотное покрытие (200–300 т/м²) и уверенную фиксацию трещин и валов в первые сутки;
- Оперативность (съёмка через 2 дня) повысила достоверность оценки площадей и геометрии излияния.
Подводный камень: над водными зеркалами в облаке точек возникали «дыры». На будущих работах стоит увеличить перекрытия и предусмотреть альтернативные режимы съёмки водных участков.
Цитата
«Съёмка через 2 дня после извержения с высоты 24 м дала плотное облако 200–300 т/м² и ОФП/ЦМР по ~80 га — мы оперативно измерили площадь свежий брекчии 36 401 м² и зафиксировали трещины и валы для дальнейшего мониторинга».
Материалы
Погорелов А.В., Брусило В.А., Борецкий Я.А. «Извержение грязевого вулкана Гнилая гора. Опыт высокоточной съёмки беспилотником», сборник «Геоинформационное и картографическое обеспечение географических исследований», 2018. Страницы: 320–325.
