Россия
УДК 69.05 Строительная площадка. Оборудование, организация и технология строительства. Индустриальное строительство. Монтаж. Испытания на строительной площадке. Строительные повреждения. Срок службы сооружений. Уход за сооружениями
УДК 528.7 Аэрокосмическая съемка и фотограмметрия (аэрофотограмметрия, наземная фотограмметрия). Методы и инструменты
В статье рассмотрены вопросы мониторинга строительства по аэро- и космическим снимкам. Обсуждаются вопросы применения снимков, полученных из космоса, с пилотируемого самолета и с беспилотного летательного аппарата. Мониторинг строительства дистанционными методами базируется на сборе и анализе пространственных данных. Оптимальным является применение аэросъемки с БПЛА. Для решения локальных задач целесообразно применение съемки с БПЛА, для решения задач контроля на уровне государства или генподрядчика возможно применение космических снимков. В статье приводится обзор источников литературы по данной теме. Проведено сравнение точности и разрешающей способности методов аэро- и космической съемки в зависимости от решаемых задач. Для оптимального результата рекомендуется применять в комплексе материалы аэросъемки и космической съемки.
аэроснимки, космические снимки, разрешение на местности, точность определения координат точек местности, мониторинг строительства, строительный контроль, строительная площадка, строительная техника, строительные материалы, стадии строительства, параметры съемки
Введение
На современном уровне цифровизации строительной отрасли наземные методы контроля применяются в сочетании с дистанционным зондированием и технологиями искусственного интеллекта. Аэрофотосъемка и космический мониторинг являются частью строительного контроля, обеспечивая прозрачность, точность, оперативность для проверки работ.
Дистанционные методы позволяют отслеживать динамику и фиксировать изменения на стройплощадке в сравнении с календарным планом и графиком работ. Другим видом является оценка объемов земляных работ, складируемых материалов, степень готовности конструкций. Также есть возможность сравнивать фактически выполненные работы с проектной документацией, обнаруживать нарушения сроков, технологий, нормативов.
Дистанционный мониторинг строительства позволяет отслеживать изменения ландшафта, состояние зелёных насаждений, воздействие на близлежащие объекты.
Для проведения дистанционного мониторинга строительства могут быть использованы следующие материалы: аэрофотосъемка с самолетов и беспилотных летательных аппаратов (БПЛА) с получением снимков высокого разрешения для детального изучения наземных объектов, космические снимки, которые обеспечивают широкий охват территорий, регулярность повторных съёмок и возможность анализировать крупные инфраструктурные проекты. Также могут быть использованы продукты, полученные в результате обработки вышеназванных материалов: стереоснимки и 3D‑модели местности, на основе которых могут быть построены цифровые модели рельефа и объектов местности, рассчитаны объемы и высоты точек местности.
Для обработки материалов съемок применяются следующие технологии: дешифрирование снимков — визуальное и автоматизированное выявление объектов и изменений, сравнение разновременных снимков и автоматическое выявление изменений с помощью алгоритмов, фотограмметрия–расчёт точных геометрических параметров объектов по снимкам.
Вопросам получения и фотограмметрической обработки материалов аэрокосмической съемки посвящены работы Кадничанского С.А. [1] и Арбузова С.А. [2].
Основой интеграции данных являются ГИС-технологии (географические информационные системы), которые позволяют выполнить пространственный анализ данных, хранение данных, визуализацию результатов.
Для обработки материалов аэро- и космической съемки используется также специальное программное обеспечение российских и зарубежных разработчиков.
Примером современного российского программного комплекса, который может быть использован для фотограмметрической обработки аэро- и космических снимков, является Программный комплекс «Photomod», разработанный ЗАО «Ракурс».
Мониторинг строительства дистанционными методами базируется на сборе и анализе пространственных данных. Оптимальным является применение аэросъемки с БПЛА. Беспилотные летательные аппараты выполняют облет территории. На основе съемок метрическими камерами может быть получен высокоточный материал для построения ортофотопланов и цифровых моделей рельефа и местности (ЦММ).
В статье [3], посвященной методам строительного контроля, применение БПЛА позволяет упростить задачу инспектора и существенно сократить объем традиционных геодезических работ на крупных площадных или протяженных объектах (например, при строительстве железных дорог).
Спутники дистанционного зондирования Земли (ДЗЗ) обеспечивают регулярный обзор больших территорий. Особую ценность представляет ретроспективный анализ данных. Специалисты компании «Терра Тех» «Роскосмоса» сообщают, что архивы съемки в глубину до 50 лет дают возможность выявлять долгострои и оценивать динамику развития территорий1.
Обработка полученных массивов дистанционных данных может быть выполнена с применением алгоритмов искусственного интеллекта. Нейросети автоматически распознают изменения на местности, подсчитывают количество строительной техники и классифицируют типы объектов с использованием геосервисов2.
На сегодня применение аэрокосмических технологий в России стало частью государственного управления и финансового контроля. На уровне стратегического планирования взаимодействие между Минстроем России и «Роскосмосом» открывает новые возможности для строительной отрасли. Министр строительства Ирек Энварович Файзуллин отметил, что данные дистанционного зондирования Земли позволяют оперативно реагировать на ситуацию и на уровне государства принимать управленческие решения3.
Управление Росреестра по Кемеровской области использует беспилотники для надзора за землями. В 2025 году планировалось обследовать не менее 2800 гектаров. Полученные ортофотопланы применяют в строительном надзоре и в обновлении планово-картографических материалов4.
Администрация Владимирской области совместно с компанией «УСГИК» применяют в своей работе технологию 3D-стереомоделирования, позволяющую создавать точные «цифровые двойники» населенных пунктов для градостроительных целей5.
При использование дистанционных методов необходимо учитывать разрешение на местности представленных материалов и точность, которую можно достичь при обработке. В статье будет выполнен анализ точности и разрешения на местности для различных материалов и видов работ. Ранее по данной теме автором и Садовским Б.С. уже были опубликованы статьи [5-7].
Объекты и методы исследования
Объектом исследования являются материалы аэро- и космических съемок, а также исследования авторов, приведенные в списке литературы, на предмет точности и разрешения на местности для различных вариантов съемок. Область аэросъемки в настояще время стремительно развивается, поэтому наиболее актуальными источниками являются не научные исследования, а материалы производителей оборудования, поэтому часть исследования основана на официальных данных производителей.
При проведении исследования для получения научных результатов применялись общенаучные методы познания: абстрагирование, анализ, синтез, группировка, аналогия, индукция, дедукция, моделирование, историко-логический, сравнительный, системный подход. Приемы сбора, обработки и анализа информации определялись конкретными целями исследования.
Результаты исследований
По результатам анализа источников литературы7 [2, 7] и доступной информации (данные Федеральной службы государственной регистрации, кадастра и картографии (Росреестр), производителей спутников и БПЛА, а также нормативов «СП 47.13330.2016. Свод правил. Инженерные изыскания для строительства. Актуализированная редакция СНиП 11-02-96») составлена Таблица 1.
Таблица 1
Сравнение точности методов аэро- и космической съемки
для мониторинга строительства
|
Параметр |
Космическая съемка (спутники ДЗЗ) |
Аэрофотосъемка (пилотируемая авиация) |
Аэрофотосъемка с БПЛА |
|
Пространственное разрешение |
0,3–1 м |
0.1–0.5 м |
1–5 см |
|
Погрешность определения плановых координат (X, Y) |
0,5–2 м |
0.3–1 м |
2–5 см |
|
Погрешность определения высоты (Z) |
1–3 м |
0.5–1 м |
3–10 см |
|
Возможность подсчета объемов работ (грунт, материалы) |
Грубая оценка |
Средняя точность |
Высокая точность: |
|
Периодичность съемки (частота) |
Высокая: |
Средняя: |
Высокая: |
|
Площадь захвата за один вылет/сеанс |
Огромная: |
Большая: |
Средняя: |
|
Основное применение в строительстве |
Стратегический контроль, выявление самовольных построек, контроль госконтрактов (нацпроекты), мониторинг линейных объектов (трубопроводы). |
Оперативный контроль больших территорий, съемка в сложных метеоусловиях. |
Исполнительная съемка, подсчет объемов (котлованы, насыпи), создание 3D-моделей (цифровые двойники), контроль качества работ. |
|
Зависимость от погоды |
Низкая: |
Средняя: |
Высокая: |
Пространственное разрешение (размер пикселя изображения на местности)–ключевой параметр, определяющий, какие объекты можно различить и в итоге также влияющий на то, с какой точностью будут произведены измерения8.
В нормативно-правовой базе Российской Федерации требования к точности определения координат точек по снимкам и точности планово-картографического материала привязаны к масштабам создаваемых планов. ГОСТ Р 58854-2020 «Фотограмметрия. Требования к созданию ориентированных аэроснимков для построения стерео-моделей застроенных территорий» устанавливает, что для большинства задач градостроительной деятельности необходима средняя квадратическая погрешность (СКП) определения координат 10–20 см в плане и 15–25 см по высоте. Для достижения такой точности при аэрофотосъемке требуется соответствующее разрешение.
В Таблице 2 приведены рекомендации по разрешению на местности для решения различных задач.
Таблица 2
Рекомендации по разрешению на местности
для различных задач
|
Разрешение на местности (размер пикселя на местности) |
Тип носителя |
Решаемые задачи |
Пояснения и нормативная база |
|
1–5 см |
БПЛА |
Исполнительная съемка, подсчет объемов грунта (котлованы, насыпи), контроль качества работ, создание точных 3D-моделей (цифровых двойников) для приемки этапов работ. |
Подходит для детального контроля на площадке. Позволяет достичь точности, требуемой ГОСТ для исполнительной документации. |
|
5–10 см |
БПЛА, пилотируемая авиация |
Создание крупномасштабных топографических планов (1:500 и крупнее) для проектирования, обновление планов застроенных территорий. |
Согласно ГОСТ Р 59562-2021, такое разрешение выбирают для создания планов соответствующих масштабов. |
|
До 1 м (сверхвысокое) |
Спутники (WorldView, GeoEye, «Ресурс-П» и др.) |
Выявление незаконной застройки и нарушений землепользования (позволяет фиксировать отдельные строения), контроль больших промышленных зон и магистралей (например, в проектах «Газпрома»), стратегический мониторинг федеральных трасс и крупных объектов нацпроектов. |
Спутниковые снимки сверхвысокого разрешения подходят для обновления планов в масштабах до 1:5000 включительно. |
|
1–5 м |
Спутники (среднее разрешение) |
Обзорный мониторинг районов застройки, оценка динамики развития территорий, выявление крупных изменений (например, появление новых микрорайонов или карьеров), ретроспективный анализ. |
Подходит для стратегического планирования и контроля, но не для детальных измерений. |
|
10–30 м |
Спутники (низкое разрешение, открытые данные) |
Предварительная оценка, анализ больших ландшафтных изменений. Не подходит для строительного контроля, так как отдельные строения и техника не видны |
Данных с разрешением 10 м и ниже недостаточно для задач строительства. |
Материалы, полученные с БПЛА, по точности будут давать меньшие погрешности, чем при обработке космических снимков. Например, снимки со спутника «Ресурс-П» с разрешением 0.7 м не подходят для определения трещин в бетоне (в миллиметрах) или арматуры. БПЛА выполняют съемку с высоты 50–200 метров. Точность получаемых материалов позволяет проводить контроль на строительной площадке (приемка этажа или измерения котлована).
Но для контроля государства за расходом бюджетных средств на трассе длиной в 100 км точность в 1 м может быть достаточной. Космические данные помогут ответить на вопросы: «Ведется ли работа вообще?», «Не брошен ли объект?», «Соответствует ли площадь застройки проекту?».
В России для исполнительной съемки точность должна соответствовать ГОСТ. Обычно погрешность составляет не более 10–20 мм. Такую точность может обеспечить наземная геодезия, лазерное сканирование или аэросъемка коптерами с определением координат опорных точек.
На практике методы должны применяться в комбинации: съемка с беспилотного летательного аппарата для работы на стройплощадке, космические съемочные системы для контроля генподрядчика за субподрядчиками и для надзорных органов.
Пример из практики: Контроль незаконной застройки. Для выявления самовольных построек на территории Астраханского газоконденсатного месторождения компания «Газпром» использует спутниковые снимки сверхвысокого разрешения (до 1 м), позволяющие фиксировать различные типы жилых и хозяйственных сооружений [10].
В градостроительной деятельности для создания стерео-моделей застроенных территорий с точностью 10–15 см применяется аэрофотосъемка (с самолетов или БПЛА), так как космические снимки пока не могут обеспечить такую геометрическую точность для построения стерео-моделей.
Выводы
Мониторинг строительства по аэро- и космическим снимкам в России превратился в мощный инструмент, объединяющий усилия государства и бизнеса. От подсчета объемов земляных работ на удаленных объектах до выявления незаконных построек в мегаполисах–данные из космоса и с беспилотников обеспечивают прозрачность строительных процессов. С развитием спутниковых группировок и алгоритмов искусственного интеллекта точность и оперативность такого контроля будут только повышаться.
Для применения аэро- и космических снимков в мониторинге характерны следующие свойства:
- масштабность (одновременный контроль нескольких объектов на больших территориях);
- объективность (независимые данные, снижающие риск субъективных оценок);
- оперативность (быстрое получение информации без выезда на объект);
- экономичность (снижение затрат на полевой мониторинг и логистику);
- архив данных (возможность ретроспективного анализа хода строительства).
Области применения:
- контроль государственных и коммерческих строительных проектов;
- мониторинг крупных инфраструктурных объектов (дороги, мосты, трубопроводы);
- надзор за соблюдением экологических норм и градостроительных регламентов;
- актуализация карт и кадастровых данных;
- оценка ущерба и последствий чрезвычайных ситуаций на стройплощадках.
Выбор съемочных систем будет определяться типом решаемых задач и требуемой точностью.
Для приемки работ и точных измерений на стройплощадке–необходимо разрешение 1–5 см (съемка с БПЛА).
Для создания крупномасштабных топографических планов (1:500 и крупнее) для проектирования, обновление планов застроенных территорий — 5–10 см.
Для контроля крупных территорий и объектов (трассы, месторождения) достаточно спутниковых снимков с разрешением до 1 м.
Для стратегического анализа и архивных данных могут быть использованы космические снимки с разрешением на местности в интервале 1–5 м.
______
1 Космические технологии повышают прозрачность и эффективность инфраструктурных проектов // ТерраТех. 24.02.2026. URL: https://terratech.ru/company/news/kosmicheskie-tekhnologii-povyshayut-prozrachnost-i-effektivnost-infrastrukturnykh-proektov/
2 Анализ космических снимков с использованием цифровых геосервисов // ТерраТех. URL: https://terratech.ru/services/
3 Космический мониторинг обеспечит проверку строительных объектов // Строительная газета. 09.06.2022. URL:https://stroygaz.ru/news/technologies/kosmicheskiy-monitoring-obespechit-proverku-stroitelnykh-obektov/
4 В текущем году Росреестр Кузбасса планирует обследовать с помощью беспилотников не менее 2800 гектар земли // Официальный сайт Темиртауское территориальное управление администрации Таштагольского муниципального округа. 16.06.2025. URL: https://temirtau-adm.ru/index.php/novosti/1187-v-tekushchem-godu-rosreestr-kuzbassa-planiruet-obsledovat-s-pomoshchyu-bespilotnikov-ne-menee-2800-gektar-zemli.html
5 Управление Росреестра по Владимирской области информирует об участии заместителя руководителя в совещании // Администрация
Гороховецкого муниципального округа Владимирской области. 06.08.2025. URL: https://gorohovec.ru/upravlenie-rosreestra-po-vladimirskoy-oblasti-informiruet-ob-uchastii-zamestitelya-rukovoditelya-v-soveshcanii.html
6 Веб-ГИС-портал «Газпром-Астрахань» // Группа компаний «СКАНЭКС». URL: https://newsite.scanex.ru/thematic/projects/gazprom-astrakhan/
7 Таблица составлена на основе источников:
- Все, что нужно знать о съемке с помощью дронов // DJI гид покупателя, 2025. URL: https://www.djimsk.ru/guides/2025/01/27/syomka-s-pomoschyu-dronov/
- Космическая съемка или лазерное сканирование — что выбрать? // ООО «ГеоЮгСервис». URL: https://www.geoygservis.ru/publishing/kosmicheskaya-semka-ili-lazernoe-skanirovanie-chto-vybrat
- Космический мониторинг обеспечит проверку строительных объектов // Строительная газета, 09.06.2022. URL: https://stroygaz.ru/news/technologies/kosmicheskiy-monitoring-obespechit-proverku-stroitelnykh-obektov/
- Изучение возможностей использования спутниковых снимков и данных дронов для контроля за ходом строительных работ // Proxima. 02.12.2025. URL: https://gisproxima.ru/izuchenie_vozmozhnostey
- Дроны для мониторинга состояния кровель и фасадов: революция в строительном контроле // Компания Ювикс Групп. URL: https://polyalpan-msk.ru/articles/drony_dlja_monitoringa_sostojanija_krovel_i_fasadov_revoljutsija_v_stroitelnom_kontrole
- Космический мониторинг и геоинформационные системы в нефтегазовой отрасли // ЗАО «Совзонд». URL: https://sovzond.ru/files/bro%D1%81hure_OilGas.pdf
8 Типы изображений и растровых данных используемых снимками и данными дистанционного зондирования // ArcGIS Pro. URL: https://doc.arcgis.com/ru/allsource/1.3/data/imagery-and-raster-data-in-image-analyst.htm
1. Кадничанский, С.А. Аэрофотограмметрия и аэрофототопография. СПб: Первый ИПХ, 2025. 444 с.: ил.
2. Арбузов, С.А. Автореферат диссертации на тему: «Разработка методики автоматизированной обработки аэро и космических снимков для мониторинга городских территорий», 25.00.34, кандидат технических наук [Текст]. Новосибирск: Сибирская государственная геодезическая академия, 2011. 23 стр. EDN: https://elibrary.ru/QFSZLJ
3. Щеглов, М.А., Карелов, А.И., Павловский, А.А. Методика сбора и анализа разнородной геоинформации для решения задач строительного контроля на объектах строительства железных дорог // Известия высших учебных заведений «Геодезия и аэрофотосъемка». 2025. Т. 69, № 2. DOI: https://doi.org/10.30533/GiA-2025-011; EDN: https://elibrary.ru/NBYFJX
4. Садовский, Б.С., Сутугина, И.М. Об аэроснимках и их применении в строительной отрасли // Информационные ресурсы России. 2023. № 4 (193). Стр. 60-71. DOI: https://doi.org/10.52815/0204-3653_2023_4193_60; EDN: https://elibrary.ru/HERGWB
5. Сутугина, И.М., Садовский, Б.С. О цифровой фотограмметрической обработке аэроснимков для решения задач строительной отрасли // Строительство и архитектура. 2023. №4. Стр. 21. DOI: https://doi.org/10.29039/2308-0191-2023-11-4-21-21; EDN: https://elibrary.ru/NWEOJA
6. Сутугина И.М. О применении искусственного интеллекта и аэрокосмических снимков для решения государственных задач // Естественные и технические науки. 2025. № 3 (202). Стр. 21-26. EDN: https://elibrary.ru/IJVGLB
7. Зиборов, М. Над строителями появится недреманное космическое око // Отраслевой журнал «Строительство». 2019. № 9. Стр. 50-52.
