מחוז באזור האוטונומי ליאנגשאן יי (Liangshan Yi), הממוקם בגבול סצ’ואן-יונאן, מהווה חלק מאזור תפקוד אקולוגי לאומי מרכזי ואזור קריטי לשימור מים והגנה על הקרקע במעלה נהר היאנגצה.

בשנים האחרונות, המחוז קידם באופן פעיל שימור קרקע ומים ושיקום אקולוגי, תוך התמקדות בשיפור יכולות הניטור הדיגיטלי לניהול נהרות. פרויקטים לניהול משולב של אגני ניקוז קטנים במחוז, כיוזמות מרכזיות לשימור מים, ממלאים תפקיד חיוני לא רק בפיתוח האקולוגי המקומי אלא גם בהגנה על הביטחון האקולוגי במורד הזרם.

כדי לתמוך במאמצים אלו, רשויות המים המקומיות שיתפו פעולה עם Chengdu Jiujiang Weiye, שותפה עסקית של DJI, ליישום פרויקטים לשימור קרקע ומים. באמצעות שימוש ב-DJI Matrice 400 המצויד בחיישן ה-LiDAR החדש Zenmuse L3, הם הפיקו מפות טופוגרפיות בקנה מידה של 1:2,000 של האזור, ובכך סיפקו נתונים מדויקים להנחיית התכנון והעיצוב של פרויקטי הנדסת שימור.

היקף אזור הסקר

אתגרי הפרויקט: הפרשי גובה עצומים וסיכונים תפעוליים מחייבים ציוד מתקדם

אזור הסקר משתרע על פני 50 קמ”ר, וצוות הפרויקט התמודד עם אתגרים מרובים, כולל גובה רב, שינויי גובה תלולים, סיכונים תפעוליים משמעותיים ולוח זמנים צפוף.

• אזור הסקר נמצא בגובה ממוצע של כ-3,000 מטרים עם הפרש גובה יחסי העולה על 1,300 מטרים, והוא מכוסה ברובו ביער בראשיתי צפוף.
• לוח הזמנים של הפרויקט היה לחוץ ביותר, כאשר הלקוח דרש פלט נתונים של DSM, DEM ו-TIF תוך 3 ימים בלבד.
• פני השטח מורכבים בעיקר מדרכי עפר הרריות, כאשר רוב האזורים קשים לגישה, מה שהופך את התפעול הישיר בשטח למאתגר.

דיאגרמת הפרשי גבהים | יער בראשיתי מקומי

לאחר הערכה מקיפה, בחר צוות הפרויקט ב-DJI Matrice 400 המצויד ב-Zenmuse L3 LiDAR לצורך המיפוי האווירי.

• ה-M400 כולל טיסה במעקב שטח (Terrain-following) בזמן אמת ותומך בשידור O4 משופר.
• ה-Zenmuse L3 מצויד ב-LiDAR לטווח רחוק של 1,535 ננומטר עם יכולות חדירה חזקות, המטפל ביעילות באתגרים שמציבים צמחייה צפופה ותנאי שטח מורכבים.

פעולות הסקר: Zenmuse L3 לוכד ענני נקודות מתחת לחופה פי 4 מהר יותר

בשל שטח הסקר הגדול, הצוות חילק את האזור באמצעות מפות צד-שלישי ותכנן מראש נקודות ביקורת, נקודות המראה ומסלולי טיסה.

ביצועי השידור החזקים של ה-M400 הבטיחו שהאות יישאר יציב במרחקים של עד 5 ק”מ בין הרחפן לשלט הרחוק, גם בתנאי שטח הרריים. הודות ליכולת זו, הצוות הצליח להשלים את איסוף הנתונים עבור אזור הסקר כולו מנקודת המראה אחת מתאימה בלבד, ובכך התגבר על המגבלה הקודמת של מחסור במיקומי המראה באזורים הרריים.

נקודת המראה בודדת מכסה את כל אזור הסקר

לפני הפעילות, צוות הפרויקט הגדיר את הפרמטרים הבאים:

• גובה טיסה: 500 מטרים
• מהירות טיסה: 25 מטר/שנייה
• חפיפת צד: 20%
• תדר נקודות: 100 kHz
• מצב: מעקב שטח DSM, בשילוב עם תבנית קווים ישרים חוזרת לסריקת ענן נקודות.

מפת תכנון מסלול טיסה

אל מול היערות הבראשיתיים הנרחבים, ה-Zenmuse L3 מציג כתם לייזר קטן ומרוכז המסוגל לחדור צמחייה צפופה, וללכוד בהצלחה נתוני ענן נקודות עשירים של הקרקע. הטווח המקסימלי שלו, המגיע עד 950 מטרים, מאפשר לטיסה בודדת לכסות שטח רחב יותר ולשפר משמעותית את יעילות הסקר. בסופו של דבר, הצוות השלים את כל שטח הסקר ב-8 טיסות בלבד תוך חצי יום, ואיסוף סך של 76 GB של נתוני ענן נקודות ונתוני RGB.

מפת ענן נקודות

צוות הפרויקט ביצע איסוף נתונים על אותו אזור סקר באמצעות M350 + L2 ו-M400 + L3, והישווה בין היעילות והתוצאות.

• בהשוואה לדור הקודם, Zenmuse L2, ה-L3 משיג יעילות תפעולית גבוהה פי 4.
• באותה רמת דיוק גובה, גובה הפעולה גבוה פי 2.2, משך הטיסה צומצם ב-80%, וצפיפות ענן הנקודות עלתה ביותר מפי 1.5.
• בנוסף, בעוד ששילוב M350 + L2 היה דורש למעלה מ-10 נקודות המראה, ה-M400 + L3 משלים את הסקר כולו מנקודת המראה אחת.

השוואה בין שני דורות בפעולות סקר

בנוסף, עבור פרויקטים עם הפרשי גובה גדולים, ה-Zenmuse L2 דורש בדרך כלל חפיפת צד של מעל 40% כדי להבטיח את איכות האורתופוטו וענני הנקודות, מה שמפחית משמעותית את יעילות הסקר. לעומת זאת, ה-Zenmuse L3, המצויד במערכת מצלמות כפולות של 100 מגה-פיקסל, יכול ללכוד בו-זמנית ענני נקודות ולהפיק במהירות פלטי אורתופוטו מלאים ובדיוק גבוה.

פלטי אורתופוטו

יישום נתונים: ניטור יזום של אובדן קרקע ומים לתמיכה בשימור מדויק

לאחר לכידת הנתונים, הצוות ייבא אותם לתוכנת DJI Terra לעיבוד יעיל, והפיק פלטי DSM, DEM, TIF ותוצרים נוספים בלחיצת כפתור. אימות הדיוק אישר כי הנתונים עמדו בדרישות קנה מידה של 1:2,000, מה שסיפק מענה מלא לצורכי הפרויקט.

דיוק נתוני הסקר

יישום הנתונים: בהתבסס על ענן הנקודות, הצוות בנה מודל גובה דיגיטלי (DEM) ברמת דיוק של סנטימטרים כדי לנתח באופן שיטתי את אובדן הקרקע והמים לאורך אגן הניקוז. על ידי הפקת גורמי שטח כגון שיפוע והיבט (Aspect), הם זיהו במדויק אזורים בסיכון גבוה לסחף. באמצעות נתוני האורתופוטו, הצוות בנה בסיס נתונים גיאוגרפי לאגן הניקוז, ותחם במדויק אזורי שימור. הדבר אפשר וקטוריזציה וסיפק תמיכה אמינה לתכנון שימור המשכי, עיצוב הנדסי והערכת ביצוע.

עיצוב שימור אגן ניקוז קטן (תמונה להמחשה) | מפת ניתוח שיפועים שהופקה מנתוני ענן נקודות

בפרויקט זה, מערכת ה-Matrice 400 המצוידת ב-Zenmuse L3 LiDAR התגברה בהצלחה על אתגרי הגובה והצמחייה, תוך השגת יעילות תפעולית ודיוק נתונים גבוהים. תוצרי הפרויקט מספקים תמיכה קריטית לניטור דינמי והערכה כמותית של אובדן קרקע, כמו גם לגיבוש מדעי של אמצעי שימור, ובכך מקדמים את תחום שימור הקרקע והמים לעבר מודל ניהול יזום ומבוסס דיוק. הפתרון המשולב של DJI L3, המציע זרימת עבודה מקצה לקצה – מאיסוף נתונים ועד עיבוד ויישום – יכול להיות מיושם באופן נרחב בממשל אקולוגי, מיפוי מקרקעין, חקירת משאבי יער ועוד.