hbzХвойные бореальной зоныConifers of the boreal area1993-0135СибГУ10.53374/1993-0135-2025-2-20-26hbz-293Research ArticleБИОЛОГИЯ И ЭКОЛОГИЯ, ЛЕСНОЕ ХОЗЯЙСТВОBIOLOGY AND ECOLOGY, FORESTRYРасчетная оценка линейного разрешения на местности цифровой беспилотной аэрофотосъемочной системы для задач таксационного дешифрирования (состояние вопроса, проблематика, модели)Calculated estimation of the linear resolution on the ground of a digital unmanned aerial photography system for taxation decryption tasks (issue status, problematics, models)СомовЕ. В.SomovE. V.

680035, г. Хабаровск, ул. Тихоокеанская, 136 

136, Tihookeanskaya St., Khabarovsk, 680035

000342@togudv.ruШевелевС. Л.ShevelyovS. L.

660037, г. Красноярск, просп. им. газеты «Красноярский рабочий», 31 

31, Krasnoyarskii rabochii prospekt, Krasnoyarsk, 660037

shevelev@sibsau.ruТихоокеанский государственный университетРоссияPacific National UniversityRussian FederationСибирский государственный университет науки и технологий имени академика М. Ф. РешетневаРоссияReshetnev Siberian State University of Science and TechnologyRussian Federation20251408202543220–26Copyright © Сомов Е.В., Шевелев С.Л., 20252025Сомов Е.В., Шевелев С.Л.Somov E.V., Shevelyov S.L.Данная работа распространяется под лицензией Creative Commons Attribution 4.0.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://hbz.elpub.ru/jour/article/view/293

В статье рассматриваются проблемы расчетного оценивания линейного разрешения на местности, как показателя точности таксационно-дешифровочных измерений на цифровых аэрофотоснимках, полученных посредством БПЛА. Работа основана на анализе более 100 научных публикаций по теории и методологии регистрации цифровых изображений, оценки их качества и метрических свойств, общей и лесной аэрофотосъемки, лесотаксационных измерений и лесного дешифрирования, оптимизации выбора БПЛА в применении к задачам таксации леса и городского озеленения. В качестве результатов работы предложены видоизмененный вариант математической модели и расчетного алгоритма, позволяющие на основе определения  линейного разрешения на местности цифровой аэрофотосъемочной системы: оценить расчетные пределы точности дешифровочной таксации для современного уровня развития БПЛА; оценить требуемую точность наземных таксационных измерений при разработке дешифровочных моделей для БПЛА-таксации; осуществить адекватный выбор БПЛА в штатной комплектации для производства таксационной аэрофотосъемки; осуществить самостоятельный подбор съемочной аппаратуры БПЛА для решения задач дешифровочной таксации леса и инвентаризации озеленения городов.

The article discusses the problems of calculating the linear resolution on the ground, as an indicator of the accuracy of the taxation and decryption measurements on digital aerial photographs obtained by means of UAV. The work is based on the analysis of more than 100 scientific publications on the theory and methodology of digital image registration, assessment of their quality and metric properties, general and forest aerial photography, forest taxa measurements and forest decoding, optimization of the choice of UAVs in application to the tasks of forest taxation and urban landscaping. As the results of the work, a modified version of the mathematical model and calculation algorithm are proposed, which, based on the determination of the linear resolution on the ground of a digital aerial photography system allows: to assess the estimated accuracy limits of decryption taxation for the current level of UAV development; to evaluate the required accuracy of groundbased taxation measurements when developing decryption models for UAV taxation; to make an adequate choice of UAVs in standard configuration for production of taxicab aerial photography; to carry out an independent selection of UAV filming equipment for solving the tasks of decoding forest taxation and inventory of urban landscaping. 

дешифровочная таксациябеспилотная аэрофотосъемкаточность таксационных измеренийлинейное разрешение на местностиразмер пикселя на местностиразрешающая способностьфункция передачи модуляциивыбор беспилотного летательного аппаратаdecryption taxationunmanned aerial photographyaccuracy of taxation measurementslinear resolution on the groundpixel size on the groundresolutionmodulation transmission functionchoice of unmanned aerial vehicleReferencesОпыт применения беспилотного летательного аппарата для инвентаризации и оценки опытных лесных культур Лисинской части учебно-опытного лесничества Ленинградской области / А. С. Алексеев, Ю. И. Данилов, А. А. Никифоров [и др.] // Труды Санкт-Петербург. науч.-исслед. ин-та лесн. хоз-ва. 2020. № 2. С. 46–58.Opyt primeneniya bespilotnogo letatel’nogo apparata dlya inventarizacii i ocenki opytnyh lesnyh kul’tur Lisinskoj chasti uchebno-opytnogo lesnichestva Leningradskoj oblasti / A. S. Alekseev, Yu. I. Danilov, A. A. Nikiforov [et al.] // Trudy Sankt-Peterburg. nauch.issledovat. in-ta lesn. hoz-va. 2020. № 2. S. 46–58.Определение предельных условий аэрофотосъемки в целях выявления на снимках элементов ландшафта с известными размерами и отражательными свойствами / И. В. Алмазов, В. Н. Овечкин, А. Ф. Стеценко [и др.] // Изв. вузов. Геодезия и аэрофотосъемка. 1990. № 3. С. 63–71.Opredelenie predel’nyh uslovij aerofotos”emki v celyah vyyavleniya na snimkah elementov landshafta s izvestnymi razmerami i otrazhatel’nymi svojstvami / I. V. Almazov, V. N. Ovechkin, A. F. Stecenko [et al.] // Izv. vuzov. Geodeziya i aerofotos”emka. 1990. № 3. S. 63–71.Веселов Ю. Г., Глушко В. А., Молчанов А. С. Математическая модель аэрофотосистемы, построенной на основе фоточувствительных приборов с переносом заряда // Наука и образование : науч. изд. МГТУ им. Н. Э. Баумана. 2013. № 10. С. 219–232.Veselov Yu. G., Glushko V. A., Molchanov A. S. Matematicheskaya model’ aerofotosistemy, postroennoj na osnove fotochuvstvitel’nyh priborov s perenosom zaryada // Nauka i obrazovanie : nauch. izd. MGTU im. N. E. Baumana. 2013. № 10. S. 219–232.Замшин В. В. Методы определения линейной разрешающей способности оптических и радиолокационных аэрокосмических изображений // Изв. вузов. Геодезия и аэрофотосъемка. 2014. № 1. С. 43–51.Zamshin V. V. Metody opredeleniya linejnoj razreshayushchej sposobnosti opticheskih i radiolokacionnyh aerokosmicheskih izobrazhenij // Izv. vuzov. Geodeziya i aerofotos”emka. 2014. № 1. S. 43–51.Князева С. В., Никитина А. Д., Гаврилюк Е. А., Тихонова Е. В., Королева Н. В. Оценка биометрических параметров сосновых древостоев по спутниковым данным WorldView-3 и материалам беспилотной аэросъёмки // Современные проблемы дистанционного зондирования Земли из космоса. 2022. № 6. С. 93–107.Ocenka biometricheskih parametrov sosnovyh drevostoev po sputnikovym dannym WorldView-3 i materialam bespilotnoj aeros”yomki / S. V. Knyazeva, A. D. Nikitina, E. A. Gavrilyuk [et al.] // Sovremennye problemy distancionnogo zondirovaniya Zemli iz kosmosa. 2022. № 6. S. 93–107.Кучко А. С. Аэрофотография. М. : Недра, 1974. 272 с.Kuchko A. S. Aerofotografiya. M. : Nedra, 1974. 272 s.Лаврова Н. П., Стеценко А. Ф. Аэрофотосъемка. Аэрофотосъемочное оборудование. М. : Недра, 1981. 296 с.Lavrova N. P., Stecenko A. F. Aerofotos”emka. Aerofotos”emochnoe oborudovanie. M. : Nedra, 1981. 296 s.Медведев А. А., Тельнова Н. О., Кудиков А. В., Алексеенко Н. А. Анализ и картографирование структурных параметров редкостойных северотаёжных лесов на основе фотограмметрических облаков точек // Современные проблемы дистанционного зондирования Земли из космоса. 2020. № 1. С. 150–163.Analiz i kartografirovanie strukturnyh parametrov redkostojnyh severotayozhnyh lesov na osnove fotogrammetricheskih oblakov tochek / A. A. Medvedev, N. O. Tel’nova, A. V. Kudikov, N. A. Alekseenko // Sovremennye problemy distancionnogo zondirovaniya Zemli iz kosmosa. 2020. № 1. S. 150–163.Молчанов А. С. Оценка качества аэрофотосистем методом математического моделирования с использованием критерия Шадэ // Изв. вузов. Геодезия и аэрофотосъемка. 2017. № 1. С. 28–33.Molchanov A. S. Ocenka kachestva aerofotosistem metodom matematicheskogo modelirovaniya s ispol’zovaniem kriteriya Shade // Izv. vuzov. Geodeziya i aerofotos”emka. 2017. № 1. S. 28–33.Молчанов А. С. Методика оценки линейного разрешения на пиксель аэрофотосистем военного назначения при проведении летных испытаний // Изв. вузов. Геодезия и аэрофотосъемка. 2018. № 4. С. 390– 396.Molchanov A. S. Metodika ocenki linejnogo razresheniya na piksel’ aerofotosistem voennogo naznacheniya pri provedenii letnyh ispytanij // Izv. vuzov. Geodeziya i aerofotos”emka. 2018. № 4. S. 390–396.Молчанов А. С. Исследование характеристик линейного разрешения и разрешающей способности цифровых аэрофотосистем с использованием теоремы Котельникова–Найквиста–Шеннона // Инженерные решения. 2019. № 2. С. 8–14.Molchanov A. S. Issledovanie harakteristik linejnogo razresheniya i razreshayushchej sposobnosti cifrovyh aerofotosistem s ispol’zovaniem teoremy Kotel’nikova–Najkvista–Shennona // Inzhenernye resheniya. 2019. № 2. S. 8–14.Молчанов А. С. Методика расчета пороговой модуляционной характеристики цифровых оптикоэлектронных систем дистанционного зондирования Земли // Изв. ТулГУ. Технические науки. 2020. Вып. 9. С. 328–336.Molchanov A. S. Metodika rascheta porogovoj modulyacionnoj harakteristiki cifrovyh optiko-elektronnyh sistem distancionnogo zondirovaniya Zemli // Izv. TulGU. Tekhnicheskie nauki. 2020. Vyp. 9. S. 328–336.Общесоюзные нормативы для таксации лесов / В. В. Загреев, В. И. Сухих, А. З. Швиденко [и др.]. М. : Колос, 1992. 495 с.Obshchesoyuznye normativy dlya taksacii lesov / V. V. Zagreev, V. I. Suhih, A. Z. Shvidenko [et al.]. M. : Kolos, 1992. 495 s.Пресс Ф. П. Фоточувствительные приборы с зарядовой связью. М. : Радио и связь, 1991. 264 с.Press F. P. Fotochuvstvitel’nye pribory s zaryadovoj svyaz’yu. M. : Radio i svyaz’, 1991. 264 s.Савиных В. П., Кучко А. С., Стеценко А. Ф. Аэрокосмическая фотосъемка. М. : Картгеоцентр – Геодезиздат, 1997. 378 с.Savinyh V. P., Kuchko A. S., Stecenko A. F. Aerokosmicheskaya fotos”emka. M. : Kartgeocentr – Geodezizdat, 1997. 378 s.Свиридов К. H., Тюлин А. Е. Разрешающая способность и линейное разрешение для оценки качества и проектирования аэрокосмических систем дистанционного зондирования Земли // Ракетно-космическое приборостроение и информационные системы. 2022. № 1. С. 9–29.Sviridov K. H., Tyulin A. E. Razreshayushchaya sposobnost’ i linejnoe razreshenie dlya ocenki kachestva i proektirovaniya aerokosmicheskih sistem distancionnogo zondirovaniya Zemli // Raketno-kosmicheskoe priborostroenie i informacionnye sistemy. 2022. № 1. S. 9–29.Сечин А. Ю., Дракин М. А., Киселева А. С. Беспилотный летательный аппарат: применение в целях аэрофотосъемки для картографирования. Ч. 2. URL: https://racurs.ru/upload/iblock/3b4/UAV_2.pdf.Sechin A. Yu., Drakin M. A., Kiseleva A. S. Bespilotnyj letatel’nyj apparat: primenenie v celyah aerofotos”emki dlya kartografirovaniya (chast' 2). URL: https://racurs.ru/upload/iblock/3b4/UAV_2.pdf.Усольцев В. А., Цепордей И. С., Часовских В. П. Модели для оценки биомассы деревьев лесообразующих видов по диаметру кроны в связи с использованием дронов // Хвойные бореальной зоны. 2023. № 4. С. 300–305.Usol’cev V. A., Cepordej I. S., Chasovskih V. P. Modeli dlya ocenki biomassy derev’ev lesoobrazuyushchih vidov po diametru krony v svyazi s ispol’zovaniem dronov // Hvojnye boreal’noj zony. 2023. № 4. S. 300–305.Филатов А. А., Алексеев А. С., Никифоров А. А. Анализ численности и пространственного расположения подроста на вырубке на основе аэрофотосъемки // Леса России: политика, промышленность, наука, образование : материалы VI Всерос. науч.-техн. конф. Т. 2. СПб. : СПбГЛТУ, 2021. С. 200–203.Filatov A. A., Alekseev A. S., Nikiforov A. A. Analiz chislennosti i prostranstvennogo raspolozheniya podrosta na vyrubke na osnove aerofotos”emki // Lesa Rossii: politika, promyshlennost’, nauka, obrazovanie : materialy VI Vseros. nauch.-tekhn. konf. T. 2. SPb. : SPbGLTU, 2021. S. 200–203.Фризер Х. Фотографическая регистрация информации. М. : Мир, 1978. 670 с.Frizer H. Fotograficheskaya registraciya informacii. M. : Mir, 1978. 670 s.Leachtenauer J. C., Driggers R. G. Surveillance and reconnaissance imaging systems: Modeling and performance prediction. Boston ; London : Artech House, 2001. URL: https://books.google.ru/books?id=f3zUKZZWjMC&dq=%22ground+sample+distance%22&pg=PA30&redir_esc=y#v=twopage&q&f=true.Leachtenauer J. C., Driggers R. G. Surveillance and reconnaissance imaging systems: Modeling and performance prediction. Boston ; London : Artech House, 2001. URL: https://books.google.ru/books?id=f3zUKZZ_WjMC&dq=%22ground+sample+distance%22&pg=PA30&redir_esc=y#v=twopage&q&f=true.

The authors declare that there are no conflicts of interest present.