Use of unmanned aerial vehicles (UAVs) for high-precision topographic surveying in hard-to-reach areas

UDC 528.8
Publication date: 25.10.2025
International Journal of Professional Science №10(2)-25

Use of unmanned aerial vehicles (UAVs) for high-precision topographic surveying in hard-to-reach areas

Применение беспилотных летательных аппаратов (БПЛА) для высокоточной топографической съемки в труднодоступных районах

Arno Veronika Vladimirovna
Kolesnichenko Eva Pavlovna
Garifulina Irina Yurievna,
Sharov Pavel Egorovich
1. Ph.D., Associate Professor, Department of Geology and Mining,
North-Eastern State University, Magadan
2. Undergraduate Student
Master's Degree Program in State and Municipal Audit
Moscow State University, Moscow
3. Ph.D., Associate Professor, Department of Geology and Mining,
North-Eastern State University, Magadan
4. Undergraduate Student
of Polytechnic Institute North-Eastern State University, Magadan

Арно Вероника Владимировна
Колесниченко Ева Павловна,
Гарифулина Ирина Юрьевна,
Шаров Павел Егорович

1. Кандидат технических наук, доцент кафедры Геологии и горного дела ФГБОУ ВО Северо-Восточный государственный университет, г. Магадан
2. Студентка 3 курса
направления подготовки «Государственный и муниципальный аудит»
ВШГА МГУ им. М.В. Ломоносова, г.Москва
3. Кандидат технических наук, доцент кафедры Геологии и горного дела ФГБОУ ВО Северо-Восточный государственный университет, г. Магадан
4. Студент 3 курса
Политехнический институт
ФГБОУ ВО «Северо-Восточный государственный университет
Аннотация: Статья посвящена анализу применения беспилотных летательных аппаратов (БПЛА) в топографической съемке труднодоступных территорий. Рассматриваются технологии сбора данных с использованием БПЛА, их преимущества в оперативности, точности и снижении затрат на полевые работы. Представлены методы автоматизации обработки данных и интеграции в геоинформационные системы. Анализируются экономические и технологические эффекты внедрения этой технологии в условиях российской практики.

Abstract: The article is devoted to the analysis of the use of unmanned aerial vehicles (UAVs) in topographic surveying of hard-to-reach territories. The technologies of data collection using UAVs, their advantages in terms of efficiency, accuracy and reduction of costs for field work are considered. Methods of data processing automation and integration into geoinformation systems are presented. The economic and technological effects of the implementation of this technology in the conditions of Russian practice are analyzed.
Ключевые слова: беспилотные летательные аппараты, топографическая съемка, автоматизация, геодезия, труднодоступные районы, снижение затрат


Keywords: unmanned aerial vehicles, topographic surveying, automation, geodesy, hard-to-reach areas, cost reduction.

Введение. Топографическая съемка традиционно является трудоемкой и дорогостоящей процедурой, особенно в труднодоступных районах с сложным рельефом и климатическими условиями. С внедрением беспилотных летательных аппаратов (БПЛА) появилась возможность существенно повысить эффективность проведения геодезических работ. БПЛА выполняют высокоточную аэрофотосъемку, позволяя собирать детальные пространственные данные за значительно меньшее время и с меньшими затратами ресурсов по сравнению с традиционными методами [4-6].

Методы

Исследование основано на анализе опыта проведения съемок с применением трех моделей дронов с системами RTK и PPK. Измерены параметры точности (среднеквадратическая ошибка — СКО), время полевых и камеральных работ и финансовые затраты. Автоматизированная обработка выполнена с помощью Agisoft Metashape и Pix4Dmapper [1-3].

Результаты

Для оценки точности и эффективности применения БПЛА с системами RTK/PPK в высокоточной топографической съемке были проведены расчеты основных параметров: среднеквадратической ошибки (СКО) позиционирования, времени полевых и камеральных работ, а также финансовых затрат.

Читать далее…

References

1. Гусев В.Л., Потапов С.Л., Синькова М.Г. Оценка точности цифровых моделей рельефа и цифровых моделей местности из открытых источников // Известия вузов «Геодезия и аэрофотосъемка». – 2022. - Т. 66. - № 1. - С. 52-63. DOI:10.30533/0536-101X-2022-66-1-52-63
2. Загибалов А. В., Беляев Е. Н., Рахимов Ш. Ш., Ботиров Ш. С. Автоматизация мониторинга деформации бортов карьера. // Universum: технические науки. - 2024. - №10-4 (127). - С. 5-8
3. Кольцов, П.В. Методика безотражательных наблюдений за деформирующимися участками бортов карьеров и отвалов / Записки Горного института. – Спб. - 2012. – С. 68.
4. Новаковский, Б.А., Пермяков, Р.В. Цифровая наземная стереосъемка возможности и перспективы / Геодезия и картография. - 2014. - №10. - C. 37-40.
5. Особенности использования метода аэрофототопографической съемки при деформационном мониторинге. Губайдуллиной Р. А. // doicode.ru URL: https://mosreg.ru/ob-oblasti/prioritety-razvitiya (дата обращения: 25.09.2025).
6. Просвирина Н. В. Анализ и перспективы развития беспилотных летательных аппаратов // Московский экономический журнал. - 2021. - №10. - С.560-575
7. Титаров П. С. Характеристики точности координат точек местности – CE и LE // Геопрофи. - 2010 - № 1. - С. 52- 53
8. Чередеев, Г.С. Применение беспилотных летательных аппаратов для быстрого получения ортофото съемки, 3D-модели местности и расчет объемов в маркшейдерском деле / XII Всероссийская научно-практическая конференция «Новые технологии при недропользовании». – Сборник научных трудов. – Спб. - 2016 - С. 30- 31.
9. Altamimi Z., Collilieux X., Métivier L. An Improved Solution of the International Terrestrial Reference Frame. Springer, J. Geod. DOI:10.1007/s00190-011-0444-4.
10. Becek K. Assessing global digital elevation models using the runway method: the advanced spaceborne thermal emission and reflection radiometer versus the shuttle radar topography mission case. IEEE Trans. Geosci. Remote Sens. 2014 Vol. 52 P. 4823–4831.
11. Farr T. G., RosenP.A., CaroE., CrippenR., DurenR., HensleyS., KobrickM., et al.The shuttle radar topography mission. Reviews of Geophysics. 2007 Vol. 45 Iss. 2 RG2004. DOI:10.1029/2005RG000183/
12. Florinsky I. V., Skrypitsyna T. N., Trevisani S., Romaikin S. V. Statistical and visual quality assessment of nearly-global and continental digital elevation models of Trentino, Italy. Remote Sensing Letters. 2019 Vol. 10 Iss. 8 P. 726-735. DOI:10.1080/2150704X.2019.1602790
13. Florinsky I. V., Skrypitsyna T. N., Luschikova O. S. Comparative accuracy of the AW3D30 DSM, ASTER GDEM, and SRTM1 DEM: a case study on the Zaoksky testing ground, Central European Russia. Remote Sensing Letters. 2018 Vol. 9 Iss. 7 P. 706-714. DOI:10.1080/2150704X.2018.1468098
14. Hirano A., Welch R., Lang H. Mapping from ASTER Stereo Image Data: DEM validation and accuracy assessment. ISPRS Journal of Photogrammetry and Remote Sensing. 2003 Vol. 57 Iss. 5–6. P. 356– 370 DOI:10.1016/S0924-2716(02)00164-8.
15. Huggel C., Schneider D., Julio Miranda P., Delgado Granados H., Kääb A. Evaluation of ASTER and SRTM DEM Data for lahar modeling: a case study on lahars from Popocatépetl Volcano, Mexico. Journal of Volcanology and Geothermal Research. 2008 Vol. 170 Iss. 1–2. P. 99–110. DOI:10.1016/j.jvolgeores.2007.09.005
16. Geospatial Positioning Accuracy Standards (FGDC-STD-007.3-1998). Part 3: National Standard for Spatial Data Accuracy. — Subcommittee for Base Cartographic Data, United States Federal Geographic Data Committee, Washington, D.C.
17. Tighe M., Chamberlain D. Accuracy comparison of the SRTM, ASTER, NED, NEXTMAP USA Digital Terrain Model over several USA study sites DEMs. Proceedings of the ASPRS/MAPPS2009 Fall Conference. 2009