etod Electronic Terrain- and Obstacle Data Collection Zsolt Bagdi

Átírás

1 etod Electronic Terrain- and Obstacle Data Collection Zsolt Bagdi

2 Tartalomjegyzék Társaságunkról... 3 Szolgáltatásaink... 3 etod szolgáltatásunkról... 4 A felmérés menete... 5 Repülőgépes légi felmérés... 5 Kiemelkedő tereptárgyak leválogatása... 6 Ellenőrző terepi bemérés... 6 Adatok feldolgozása és átadása... 7 Formátumok... 7 Dokumentumok... 7 Repülőtéri informatikai központ... 7 Repülőtéri informatikai központ... 8 Módszertanunkról ICAO SARPs - Szabványok és Ajánlott gyakorlatok Szabvány Ajánlott gyakorlatok Elektronikus terep- és akadály adat gyűjtési eljárások (Recommended practises[4]) Terepi geodéziai felmérés (Conventional Terrestrial Survey [5]) Légi fotogrammetria (Aerial Photogrammetry[6]) LiDAR technológia (Airborne Laser Scanning [7]) Terepi és mobil lézerszkennelési módszerek Összegzés Irodalomjegyzék

3 Társaságunkról Az Erenfield Consulting egy olyan társaság, amelynek elsődleges célja a repülőterek jogi és szabályozási rendszerében működő tanácsadás, repülőtéri terep- és akadály adatok felmérési munkáinak teljes menedzselése és egyes területekre kiterjedő fejlesztések és munkálatok kivitelezése. Többek között rendelkezik elektronikus terep- és akadály adat gyűjtési referenciákkal. Szoros együttműködésben dolgozunk az Interspect Kft.-vel. Az Interspect Kft óta működő repülőgépes térképészeti szervezet, amelynek bevételei 95%-ban légi távérzékelési, illetve repülőgép fedélzeti mérőberendezés fejlesztési projektekből származnak. A több száz egymástól független légi fotogrammetriai és egyéb távérzékelési projekten belül, repülőtéri akadály adat gyűjtési referenciákkal is rendelkezik. Szolgáltatásaink Az Erenfield Consulting és Interspect cégek együttműködése megoldást és partnerséget kínál az ICAO tagállamok repülőtereinek az ICAO, az EASA és az EUROCONTROL szabályozásában foglaltak, illetve a hazai jogszabályoknak megfelelő elektronikus terep- és akadály adatok gyűjtésére és azok vonatkozó adatbázisba helyezésére. Teljeskörű szolgáltatásunkkal segítünk eleget tenni a véges határidőn belül értelmezett hazai és Európai Uniós rendeletek követelményeinek, valamint a repülésbiztonság mindenhol elvárt fejlesztésének. Segítséget nyújtunk az alábbi területeken: Tanácsadás: Repülőterek jogi és szabályozási rendszerét érintő tanácsadás, Felmérés: Repülőtéri terep- és akadály adatok felmérési munkáinak teljes menedzselése Fejlesztés és kivitelezés: Repülőtér területekre kiterjedő fejlesztések és munkálatok kivitelezése. 3

4 etod szolgáltatásunkról Társaságunk az ICAO Annex 15 által definiált electronic Terrain- and Obstacle Data collection -t, azaz elektronikus terep- és akadály adat gyűjtést végez. Az akadály adatgyűjtést felületek szerinti, 45 kilométeres körzetben és a repülőtér belső biztonsági védőövezetén belüli területeken Area 2a, 2b, 2c, Area 3 és Area 4 területek a terep- és akadályadatok gyűjtésére légi-, illetve terepi műszeres geodéziai módszerekkel valósítjuk meg. A tereptárgyak közül leválogatásra, illetve a szükséges adatokkal ellátva adatbázisba kerülnek azok, amelyekre teljesül a nemzetközi, illetve hazai jogszabályok által meghatározott feltételcsoport, azaz abszolút magasságuk miatt elérik, vagy meghaladják az adott területre vonatkozó felületet (collection surfaces), illetve az Area-ra vonatkozó relatív magassági kritériumot (1. ábra). 1. ábra. Relatív magassági kritériumok 3D-s illusztrációja Az ábrán látható az 1,2%-os lejtésű, illetve a és b jelzésű terepkövető akadálysík viszonya néhány reprezentációs célból 3D-ban kiemelt szegedi épülethez viszonyítva. (megj.: a 3D-s illusztráció nem része szolgáltatásunknak.) 4

5 A felmérés menete Repülőgépes légi felmérés Kiemelkedő tereptárgyak leválogatása Ellenőrző terepi bemérés Adatfeldolgozás és adat átadás Repülőgépes légi felmérés A felmérés első eleme a nagy részletességű repülőgépes légi felmérés, amely sűrű, háromdimenziós pontfelhőt eredményez a munkaterületekről (2. ábra). A légi távérzékeléssel, azon belül is nagyfelbontású fotogrammetriai módszerrel előállított nagysűrűségű pontfelhő, objektív módon rögzíti a tereptárgyakat és a felszíneket. 2. ábra. Felhasznált pontfelhő részlete 5

6 Kiemelkedő tereptárgyak leválogatása A következő lépés a kiemelkedő tereptárgyak leválogatásával és részletfelmérésével az akadály adatbázis előállítása. Ellenőrző terepi bemérés A tereptárgyak leválogatása után az akadályok ellenőrző terepi bemérése, és a terepszemle folyamán az attribútum adatok feltöltése következik (3. ábra). A légi felméréssel párhuzamosan terepi geodéziai felmérés is végbemegy, amelynek során a légi felmérés által kimutatott akadályok nagypontosságú mérőállomásos helyszíni bemérésére is sor kerül. A terepi minősítéssel ellenőrizzük és amennyiben szükséges volna korrigáljuk a felületmodell adatait és előállítjuk a digitális domborzatmodellt is. A DDM és a DFM vektorháló (TIN) formában kerül átadásra. 3. ábra. Terepi geodéziai felmérés 6

7 Adatok feldolgozása és átadása A felmért terep és akadályadatokat GIS szoftverben dolgozzuk fel, majd az elvárt adatstruktúrával átadásra kerül a megrendelőnek. A munkálatok eredménye az akadály felmérési adatsorokon és jegyzőkönyveken túl egy repülőtéri térinformatikai rendszer is átadásra kerül. A kínált adatformátumok Magyarországon szabványos EOV, és a nemzetközi szabványban előírt WGS-84 koordináta rendszerben egyaránt átadásra kerülnek. Formátumok Shape, DXF, DWG, KML, ISO as szabványsorozatnak megfelelő XML, UML. A dokumentáció műszaki leírással digitális adathordozón és jegyzőkönyv formában egyaránt átadásra kerül. Dokumentumok Repülési akadály meghatározási jegyzőkönyv, Akadálytérkép dokumentáció, AIP adat frissítési jegyzőkönyv. Repülőtéri informatikai központ Az adatok átadása nem csak a fentebb ismertetett módon történik, de egy repülőtéri térinformatikai központ is átadásra kerül. 7

8 R epülőtéri informatikai központ A repülőtéri térinformatikai központ, mely átadásra kerül szolgáltatásunkkal, tartalmazza az összegyűjtött és rendezett adatokat, amelyet az arra jogosultak belső hálózaton, egyszerű webes böngészővel (szoftvertelepítési igény nélkül) elérhetnek. A rendszer segítséget nyújt a számítások és fejlesztések, tervezések és a változások lekövetésében, hiszen méréseket és adatmódosítást egyaránt végezhetnek benne. 4. ábra. Térinformatikai rendszer terepnézeti képe 8

9 5. ábra. Akadályadatok megjelenítése és leválogatása a repülőtéri térinformatikai rendszerben (fent) 6. ábra. Akadályinformációk szimulált futópálya-hosszabítás esetén (lent) 9

10 A repülőtér térképi adatbázisainak kényelmes elérése mellett, azon méréseket végezhetnek a jogosultak. A különböző nézeti és funkcionális lehetőségeket a továbbiakban ábrákon szemléltetjük (4-16. ábrák), úgy mint terepnézet, ortofotók, akadályinformációk, vektoros térkép, nyűgözési pontok és mérés, hangár adatlapok. A webes térinformatikai rendszerben, a modellre vetítve látható a repülőtér nemzetközi szabványoknak megfelelő vektorgrafikus térképe, így egyszerre tekinthető meg a digitális felületmodell, illetve megjeleníthető a digitális domborzatmodell is (7. ábra). 7. ábra. Digitális felületmodell és digitális domborzatmodell (kivágat) A térinformatikai rendszerben nyomtatásra előkészítve a vektorgrafikus térkép fehér háttérrel jelenik meg (8. ábra). Az elkészült ortofotókat nagy felbontásban tekintheti meg a rendszerben (9-ábra). Méréseink centiméter pontosságúak, így kényelmes és pontos mérési lehetőséget biztosít rendszerünk (10. ábra). Az objektumok adatait mint például épületek esetében az alapterületet, magasságot, légtérfogatot, koordinátákat, stb. az attribútum adatok is tartalmazzák. Jelen esetben a nyűgözési pontok koordinátái kerülnek kiolvasásra (11.ábra). 10

11 8. ábra. A vektorgrafikus térkép, fehér háttérrel (fent) 9. ábra. A térinformatikai rendszer nagyfelbontású ortofotó fedvénye(lent) 11

12 10. ábra. A cm-es tartományú, megbízható rendszerben pontos mérések végezhetők (fent) 11. ábra. Nyűgözési pontok koordinátái (lent) 12

13 Nem csak a nevezetes pontok, de az ortofotón bárhova kattintva minden pont koordinátája és magassága kiolvasható EOV, WGS-84, illetve web mercator formában is, a távolságok és felületek cm pontossággal mérhetőek (12. ábra). 12. ábra. Az állóhelyek és nyűgözési pontok a térinformatikai rendszer nagyfelbontású ortofotó fedvé- nyén megjelenítve A rendszer a részletes állapot nyomon követést is támogatja. A nemzetközi szabványoknak megfelelő jelrendszerrel tartalmazza a közműveket, épített objektumokat, fényforrásokat, felületeket, tűzcsapokat, stb., azok háttéradataival együtt (13. ábra). Egy soron következő fejlesztésnél, a kivitelezések állapotáról, ütemezéséről és egyéb repülőtér tervezési fázisról naprakész információkat szolgáltat, a munkafolyamatok állapota könnyen ellenőrizhető és ütemezhető a segítségével. 13

14 13. ábra. Részletes állapot nyomon követés támogatása A rendszer bármilyen belső hálózati számítógép web böngészőjéből elérhető, és szerkeszthető, így könnyen aktualizálhatóak a hangárok adatlapjai is (14. ábra). Az adatlapon fontos tárolási adatok, mint (lajstrom, szerződés fő dátumai, stb. szerepelnek. Így az adatbázisok térképi rendszerből is elérhetők A térinformatikai rendszerben elérhető az aktuálisan legfrissebb ortofotó, és amennyiben rendelkezésre áll, akár archív ortofotó is, melyeknek így a látható elemek és pontok pontos helye könnyedén meghatározható ( ábrák). 14

15 14. ábra. Hangár adatlap nézete 15

16 15. ábra. Az aktuális állapotot bemutató ortofotó a térinformatikai rendszerben (fent) 16. ábra. Az 1950-es állapotot bemutató ortofotón a világháborús bombatölcsérek pontos helye is meghatározható a térinformatikai rendszerben. (lent) 16

17 Módszertanunkról ICAO SARPs - Szabványok és Ajánlott gyakorlatok Szabvány Előírás, egy standard, kötelem, amely minimumkövetelményt fogalmaz meg, ezért a benne foglaltakat kiüresíteni, vagy kevesebb kötelezettséggel végrehajtani nem lehet, de szigorúbb irányba való eltérés a nemzetközi jogalkotás során bármikor megengedett. A szabványok egységes alkalmazása a tagállamok részéről elismerten szükségszerű feladat. A fizikai jellemzőkre, konfigurációra, berendezésre, anyagokra, teljesítményre, személyzetre vagy az eljárásra vonatkozó olyan előírások, amelyek egységes alkalmazása a nemzetközi légi közlekedés biztonsága vagy szabályszerűsége szempontjából szükségesnek bizonyul, és amelynek a szerződő államok az egyezménynek összhangban felelnek meg. Ajánlott gyakorlatok Ugyancsak előírás, amelynek egységes alkalmazása a tagállamok részéről elismerten megvalósítható és kívánatos, de betartása nem kötelező. Az Ajánlott gyakorlatok esetében a tagállamok számára választási lehetőséget biztosít az ICAO, ezért maga a szabályozási szöveg alternatívákat, ajánlásokat és megjegyzéseket tartalmaz. A tagállamnak jeleznie kell, hogy az ajánlott gyakorlatban meghatározott előírásokat elfogadja, betartja. Az ajánlott gyakorlat csak ebben az esetben, aktív tagállami elkötelezettséggel válik hatályossá. A fizikai jellemzőkre, konfigurációra, berendezésre, anyagokra, teljesítményre, személyzetre vagy eljárásra vonatkozó olyan előírások, amelyek egységes alkalmazása a nemzetközi légi közlekedés biztonsága, szabályszerűsége vagy hatékonysága érdekében kívánatosnak tekintendő, és a szerződő államok törekedni fognak arra, hogy megfeleljenek az egyezménynek. A szabványok érvényesülését, mint például az elektronikus terep- és akadály adat gyűjtést, arra vonatkozó definiált felületek [1], elektronikus terep- [2] és akadály adat jellemzők [3] az ICAO számon kéri. A szabványok mindenki számára kötelező erővel bírnak. 17

18 Elektronikus terep- és akadály adat gyűjtési eljárások (Recommended practises[4]) Terepi geodéziai felmérés, mint önálló megoldás (Conventional Terrestrial Survey [5]) A kívánt adatsűrűség elérése kézi műszerekkel nem gazdaságos. Nem biztosítja a teljes terület 10 cm-enkénti bemérését. Nehezen megközelíthető helyek felmérése körülményes és olykor nem kivitelezhető. Egyes műszerek nem látnak rá az objektumok tetejére. Maga a felmérés rendkívül sok időt venne igénybe. For the data capture of extended areas, it is often more economical to use an airborne mapping technique. [5] Kiterjedt területekre az EUROCONTROL légi felmérést javasol. Légi fotogrammetria (Aerial Photogrammetry[6]) A légi fotogrammetria a legelterjedtebb technika a terep és akadályadatok felmérése tekintetében. Gyors és pontos. A kívánt 3D ábrázolást ez az eljárás tökéletesen biztosítja. Bizonyos magasságban a repülőgépen elhelyezett műszer minden tereptárgyra rálát és arról a kívánt követelményeknek megfelelően vesz fel. A felmérés minősége homogén, a terepi módszerekkel ellentétben, ahol egy-egy álláspontból kifelé csökkenő részletsűrűséggel képződnek le az adatok. Terepi geodéziai felmérést is magában foglal. Ez a legteljesebb, és a legbiztonságosabban elfogadtatható, dokumentálható és legjobban kommunikálható megoldás. LiDAR technológia (Airborne Laser Scanning [7]) Hasonló a fotogrammetria alkalmazásához. Jóval költségesebb eljárás. Repülőgépre installálható műszer. Terepi és mobil lézerszkennelési módszerek A különböző földi és mobil lézerszkennelési eljárásokat a nemzetközi leírások nem javasolják, mert az Area 2b illetve Area 2c területek és a 45 km körzet ilyen jellegű bemérése során számos akadály kieshet a mérőjárművek rálátási zónáiból. 18

19 Összegzés Összegzésül, alapul véve a repülésben szigorúan előírt követelményeket cégünk a légi fotogrammetria módszerével végzi a terep és akadályadatok gyűjtését. A többi elérhető módszer vizsgálata (pl.: földi felmérés, LiDAR, pilóta nélküli légijármű - drón ) azt az eredményt hozta, hogy a repülőgépes felmérés a leggyorsabb, legnagyobb hatásfokkal rendelkező és a repülésbiztonság fokozása érdekében ez az azon eljárás, ami kielégíti a támasztott igényeket. Irodalomjegyzék [1] ICAO Annex 15 Chapter 10.1 Coverage areas and requirements for data provision. [2] ICAO Annex 15 Appendix 8 Table A8-1 Terrain data numerical requirements. [3] ICAO Annex 15 Appendix 8 Table A8-2 Obstacle data numerical requirements. [4] EUROCONTROL Terrain and Obstacle Data Manual Techniques Available [5] EUROCONTROL Terrain and Obstacle Data Manual Conventional Terrestrial Survey [6] EUROCONTROL Terrain and Obstacle Data Manual Aerial Photogrammetry [7] EUROCONTROL Terrain and Obstacle Data Manual Airborne Laser Scanning 19

20 2017.