Использование данных с БПЛА для отслеживания экзогенных процессов

СОДЕРЖАНИЕ

ВВЕДЕНИЕ   3

1 ОБЗОР И АНАЛИЗ ОСНОВНЫХ ХАРАКТЕРИСТИК БПЛА   5

1.1 История развития БПЛА   5

1.2 Общая характеристика БПЛА. Классификация БПЛА. Типы аппаратов и гаджетов (тепловизоры, лазеры и т.д.)  8

1.3 Технические характеристики и особенности БПЛА   12

1. 4 Программное обеспечение для обработки данных с БПЛА  16

1.5 Нормативно-правовое обеспечение работы с БПЛА   21

2 ИСПОЛЬЗОВАНИЕ ДАННЫХ С БПЛА ДЛЯ ОТСЛЕЖИВАНИЯ ЭКЗОГЕННЫХ ПРОЦЕССОВ   25

2.1 Обзор и анализ использования БПЛА для отслеживания экзогенных процессов  25

2.2 Исследование применения БПЛА для отслеживания различных типов процессов  33

ЗАКЛЮЧЕНИЕ  46

СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ И ЛИТЕРАТУРЫ   48

ПРИЛОЖЕНИЯ  55

ВВЕДЕНИЕ

В современном мире все большее значение принимает использование новых технологий для решения задач из различных областей науки и техники. Так, природные катаклизмы и экзогенные процессы нередко оказываются причиной разрушений, гибели и значительных экономических потерь. Однако, благодаря росту технических возможностей, появляются новые инструменты, позволяющие улучшить контроль и мониторинг над эти процессами.Одними из таких инструментов являются беспилотные летательные аппараты (БПЛА), которые обеспечивают возможность получения данных, недоступных другим методам.Использование данных с БПЛА для отслеживания экзогенных процессов может значительно сократить время реакции на происходящие явления, а также повысить эффективность контроля и мониторинга над ними.Актуальность выбранной темы обусловлена необходимостью поиска новых методов мониторинга и контроля экзогенных процессов, в том числе песчаных бурь, оползней, обвалов, наводнений и других явлений, представляющих угрозу для человеческой жизни и здоровья, а также для национальной экономики. БПЛА позволяют получать данные, недоступные при использовании традиционных методов, и осуществлять мониторинг на больших территориях.Цель курсовой работы - изучение основных характеристик БПЛА и их применения для отслеживания экзогенных процессов.Для достижения поставленной цели в курсовой работе были поставлены следующие задачи:- провести обзор и анализ основных характеристик БПЛА;- изучить историю развития, классификацию, технические характеристики, программное обеспечение БПЛА;- проанализировать нормативно-правовую базу обеспечения БПЛА;- изучить использование данных с БПЛА для отслеживания экзогенных процессов;- провести анализ известных исследований и определить эффективность данного подхода.Для достижения поставленных целей и задач использовались следующие методы: аналитические и сравнительные методы исследования, общенаучный диалектический и эмпирический методы, методы анализа и синтеза информации, методы индукции и дедукции, формально-юридический метод, сравнительно-правовой метод.Теоретическую основу исследования составили нормативно-правовые акты, регулирующие обеспечение БПЛА, а также научные работы, опубликованные в российской и зарубежной литературе, к примеру, работы таких авторов, как: В.Г. Анцев, А.А. Блищенко, В.Н. Гусев, А.П. Зиненков, Ю.В. Санникова, Е.В. Сиваев, А.Е. Симаков и др.

СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ И ЛИТЕРАТУРЫ

Нормативные правовые акты

Уголовный кодекс Российской Федерации от 13 июня 1996 г. № 63-ФЗ // Собрание законодательства РФ. - 1996. - № 25. - ст. 2954.Воздушный кодекс РФ от 19 марта 1997 г. № 60-ФЗ // Собрание законодательства РФ. - 1997. - № 12. - ст. 1383.

Кодекс Российской Федерации об административных правонарушениях от 30.12.2001 № 195-ФЗ // Собрание законодательства РФ. - 2002. - № 1 (часть I). - ст. 1.

Постановление Правительства РФ от 11 марта 2010 г. № 138 «Об утверждении Федеральных правил использования воздушного пространства Российской Федерации» // Собрание законодательства РФ. - 2010. - № 14. - ст. 1649.

Постановление Правительства РФ от 25 мая 2019 г. № 658 «Об утверждении Правил государственного учета беспилотных гражданских воздушных судов с максимальной взлетной массой от 0,15 килограмма до 30 килограммов, ввезенных в Российскую Федерацию или произведенных в Российской Федерации» // Собрание законодательства РФ. - 2019. - № 22. - ст. 2824.

Научная и учебная литература

Антти, С. Беспилотники: автомобили, дроны, мультикоптеры / С. Антти. — Москва: ДМК Пресс, 2018. — 120 с.

Атутова Ж.В. Картографирование антропогенной и спонтанной (природной) преобразованности геосистем Тункинской котловины / И. О. Смирнова, А. А. Кирсанов // Известия Российской академии наук. Серия географическая. — 2020. — № 1. — С. 26-48.

Воскресенская, Е.В., Воскресенский, И.С., Сократов, И.С. Геоморфологические условия формирования опасных оползневых процессов на западном Кавказе и методы их мониторинга / Е. В. Воскресенская, И. С. Воскресенский, С. А. Сократов [и др.] // Дистанционные методы исследования земли. — С. 264-274.

Галина, А. Г. Правовое регулирование беспилотных летательных аппаратов: российский подход и мировая практика / А. Г. Галина // Вестник университета им. О.Е. Кутафина (МГЮА). — 2019. — № 12. — С. 129-136.

Гафуров, А. М. Использование беспилотных летательных аппаратов для оценки почвенной эрозии / А. М. Гафуров // Региональные геосистемы. — 2019. — С. 1-9.

Горелов, В. И. Совершенствование воздушного законодательства в интересах применения беспилотных авиационных систем и пилотируемой авиации / В. И. Горелов, О. В. Ковылов // Перспективы развития и применения комплексов с беспилотными летательными аппаратами. Сборник статей и докладов по материалам ежегодной научно-практической конференции. — Коломна: Министерство обороны Российской Федерации 924. Государственный центр беспилотной авиации Министерства обороны Российской Федерации, 2019. — С. 59-64.

Забарин, М.А., Пономарчук, Ю.В. Технологии гетерогенных беспроводных сенсорных сетей с использованием беспилотных летательных аппаратов при решении поисковых задач и ликвидации последствий чрезвычайных ситуаций // Вестник Российского нового университета. Серия Сложные системы модели, анализ и управление. — 2019г. — №4. — С. 94-100.

Зиненков Ю.В., Кондратюк В.И., Аксенов С.П., Голев И.М., Ковалев А.В. Разработка летающей лаборатории на базе легкого беспилотного летательного аппарата // Вестник Уфимского государственного авиационного технического университета — 2022г. — №2. — С. 41-52.

Клименко, А. А. К вопросу о генезисе беспилотных летательных аппаратов / А. А. Клименко, А. С. Зубарева // Ученые записки Казанского юридического института МВД России. — 2020. — № 2. — С. 150-154.

Курченко Н. Ю. Нормативно-правовая база использования беспилотных авиационных систем / Н. Ю. Курченко, Е. В. Труфляк. – Краснодар: КубГАУ, 2021. – 56 с.

Лебедева, Е. В. Мониторинг склоновых процессов для обеспечения безопасности / Е. В. Лебедева, Е. А. Балдина // Дистанционные методы исследования земли. — 2022.— С. 264-274.

Максимов, И. Е. Особенности эксплуатации и применения комплексов с корабельными беспилотными летательными аппаратами / И. Е. Максимов, В. И. Куров, А. С. Мозенков // Перспективы развития и применения комплексов с беспилотными летательными аппаратами. Сборник статей и докладов по материалам ежегодной научно-практической конференции. — Коломна: Министерство обороны Российской Федерации 924.

Государственный центр беспилотной авиации Министерства обороны Российской Федерации, 2019. — С. 160-165.

Малыгина, О. И. Информационные компьютерные технологии, применяемые в землеустройстве и кадастре: учебное пособие / О. И. Малыгина. — Новосибирск: СГУГиТ, 2021. — 56 с.

Миличевич, З. М. От создания беспилотных летательных аппаратов (БПЛА) до их интеграции с сетями беспроводной связи / З. М. Миличевич, З. С. Бойкович // Vojnotehnicki glasnik / Military Technical Courier / Военно-технический вестник. — 2021. — № 4. — С. 941-962.

Мироненко, А. Н. Применение беспилотных летательных аппаратов при топогеодезическом обеспечении войск. опыт использования и перспективы развития / А. Н. Мироненко, С. О. Дубенсков, В. А. Радионов // Перспективы развития и применения комплексов с беспилотными летательными аппаратами. Сборник статей и докладов по материалам ежегодной научно-практической конференции. — Коломна: Министерство обороны Российской Федерации 924. Государственный центр беспилотной авиации Министерства обороны Российской Федерации, 2019. — С. 175-180.

Михалев, О. А. Анализ беспилотных авиационных систем в качестве потенциальной платформы для размещения ретранслятора радиосигнала в интересах системы связи МО РФ. / О. А. Михалев, А. Ф. Галимов // Перспективы развития и применения комплексов с беспилотными летательными аппаратами. Сборник статей и докладов по материалам ежегодной научно-практической конференции. — Коломна: Министерство обороны Российской Федерации 924. Государственный центр беспилотной авиации Министерства обороны Российской Федерации, 2019. — С. 180-186.

Осокина, Е.В. Инновации в науке и образовании: материалы конференции / ответственный редактор Е. В. Осокина. — Шадринск: ШГПУ, 2022. — 349 с.

Петушкова, В.Б., Потапова. С. История создания беспилотных летательных аппаратов / В.Б. Потапова, С. Петушкова // Пожарная безопасность: проблемы и перспективы. — 2018. — № 4. — С. 713-718.

Применение беспилотных летательных аппаратов в географических исследованиях. — Материалы Всероссийской научно-практической конференции Иркутск, 22–23 мая 2018 г. — Иркутск: Издательство Института географии им. В.Б. Сочавы СО РАН, 2018. — 135 c.

Ржевский, С. И. Перспективы развития беспилотных летательных аппаратов отечественного и зарубежного производства / С. И. Ржевский, И. О. Старикова // Вестник Российского нового университета. Серия Сложные системы модели, анализ и управление. — 2018. — № 4. — С. 94-101.

Смирнова, И. О. Состояние и перспективы использования данных дистанционного зондирования при изучении экзогенных геологических процессов на примере оползней / И. О. Смирнова, А. А. Кирсанов // Современные проблемы дистанционного зондирования Земли из космоса. — 2021. — № 3. — С. 26-48.

Сухенко, А.С., Бопеев, Т.М., Шаповалова, Д.Л. [и др.]. Программно-математическое обеспечение аппаратно-программного комплекса для наземных испытаний системы ориентации спутников и БПЛА / А. С. Сухенко, Т. М. Бопеев, Д. Л. Шаповалова [и др.] // Вестник Алматинского университета энергетики и связи. — 2020. — № 2. — С. 1-7.

Хомутов, А.В., Бабкина, Е.А., Бабкин, Е.М., Данько, М.М., Иванов, В.И., Королева, Е.С., Лейбман, М.О., Нестерова, Н.Б., Опокина, О.Л., Слагода, Е.А., Факащук, Н.Ю., Хайруллин, Р. Комплексный мониторинг геокриологических условий и криогенных процессов на севере западной Сибири / Хомутов, А.В., Бабкина, Е.А., Бабкин, Е.М., Данько, М.М., Иванов, В.И., Королева, Е.С., Лейбман, М.О., Нестерова, Н.Б., Опокина, О.Л., Слагода, Е.А., Факащук, Н.Ю., Хайруллин, Р. // Рельеф и четвертичные образования Арктики, Субарктики и Северо-Запада России. — 2021. — № 1. — С. 264-269.

Шалыгин, А. С. Устойчивость динамических систем автоматического управления: учебное пособие / А. С. Шалыгин, В. А. Санников. — Санкт-Петербург: БГТУ «Военмех» им. Д.Ф. Устинова, 2021. — 162 с.Шестая научно-техническая конференция студентов и аспирантов «МИРЭА - Российского технологического университета»: Сборник трудов, 24-29 мая 2021 г.: сборник научных трудов. — испр., доп. — Москва: РТУ МИРЭА, 2021. — 767 с.

Шоломицкий, А. А. Инженерные геодезические и маркшейдерские работы: теория и практика / А. А. Шоломицкий, С. Г. Могильный, Н. С. Косарев. — Санкт-Петербург: Лань, 2023. — 312 с.

Cullen, N.D., Verma, A.K., Bourke, M.C. A comparison of structure from motion photogrammetry and the traversing micro-erosion meter for measuring erosion on shore platforms / Cullen, N.D., Verma, A.K., Bourke, M.C. // Department of Geography, Trinity College Dublin, The University of Dublin, College Green, Dublin, Ireland. — 2018. — № . — С. 1023-1039.

Jacob, A. M. Application of Structure-from-Motion photogrammetry in laboratory flumes / A. M. Jacob, J. B. Daniel, A. N. Peter // Geomorphology. — 2017. — № . — С. 125-143.

Kumar, R. and Agrawal, A.K. Drone GPS data analysis for flight path reconstruction: A study on DJI, Parrot & Yuneec make drones / Kumar, R. and Agrawal, A.K. // Forensic Sci. Int. — 2021. — № 38. — С. 311-328.

Marek, Kasprzak UAV and SfM in Detailed Geomorphological Mapping of Granite Tors: An Example of Starościńskie Skały (Sudetes, SW Poland) / Kasprzak Marek, Jancewicz, &, Aleksandra Kacper // Pure and Applied Geophysics. — 2018. — № 175. — С. 3193–3207

.Syed, A.H. Towards the Unmanned Aerial Vehicles (UAVs): A Comprehensive Review / Agha, Hassnain Syed, A. K. Muhammad, Noor Fazal [oth.] // Security, Privacy and Reliability of Drone Communications for beyond 5G Networks. — 2022. — № 6. — С. 147.

Syed, A.H. Unmanned aerial vehicles (UAVs): practical aspects, applications, open challenges, security issues, and future trends / Agha, Hassnain Syed, Qasem, Hamood Nawaf, Li Yanlong, H, Alsharif & Muhammad, Asghar Mohammed // Intelligent Service Robotics volume. — 2023. — № 16. — С. 109-137.

Urcosta, Ridvan Bari. The Revolution in Drone Warfare. The Lessons from the Idlib De-Escalation Zone // Министерство обороны США European, Middle Eastern, & African affairs. FALL 2020. — 2020. — 31 августа (№ 65). — С. 58-59.

Интернет-ресурсыМеждународная организация гражданской авиации (ИКАО) // [Электронный ресурс] URL: https://www.un.org/ru/ecosoc/icao/ (дата обращения: 11.06.2023).Николай Олтян. Проблемы нормативно-правового обеспечения комплексов с БЛА. URL: https://bp-la.ru/865-2/ (дата обращения: 18.06.2023).

Corrigan, Fintan. How Do Drones Work and What Is Drone Technology? URL: https://www.dronezon.com/learn-about-drones-quadcopters/what-is-drone-technology-or-how-does-drone-technology-work/ (дата обращения: 18.06.2023).

JOUAV. Unmanned Aircraft System. URL: https://www.jouav.com/blog/drone-types.html (дата обращения: 15.06.2023).

Pilot Institute. 6 Best Free Drone Mapping Software Solutions. URL: https://pilotinstitute.com/free-drone-mapping-software/ (дата обращения: 15.06.2023).

Qureshi, V. What Is Drone and Its Specifications? URL: https://techbullion.com/what-is-drone-and-its-specifications/ (дата обращения: 17.06.2023).

Shevchuk, Nadiia. Drone Mapping Software for Development in Agriculture Industry. URL: https://www.altamira.ai/blog/drone-mapping-software-for-agriculture/ (дата обращения: 11.06.2023).

Williams, E. 5 Best drone mapping software in 2023. URL: https://fixthephoto.com/best-drone-mapping-software.html (дата обращения: 14.06.2023).