Как сделать ортофотоплан с дрона: от полётного задания до приёмки точности

Ортофотоплан с дрона делают в четыре приёма: считают GSD и высоту под заданный масштаб, закладывают на местности опорные и контрольные точки, снимают участок маршрутами с перекрытием, а потом собирают блок в фотограмметрической программе и принимают результат по невязкам на контрольных точках. Ниже — тот же порядок подробно: с расчётами, сроками и местами, где работу чаще всего переделывают.

Что такое ортофотоплан и чем он отличается от снимка сверху

Ортофотоплан — растровое изображение местности, из которого убрано перспективное искажение объектива и смещение точек из-за рельефа. Масштаб в нём одинаков по всему полю, каждый пиксель стоит на своём месте в выбранной системе координат. По такому изображению площадь и расстояние измеряют инструментом в программе, а не прикидывают на глаз.

Обычный кадр с дрона так не работает. Камера смотрит из одной точки, поэтому многоэтажки «заваливаются» наружу от центра снимка, ближний склон выглядит крупнее дальнего, а точка на холме сдвинута относительно своего истинного положения тем сильнее, чем дальше она от надира. Панорама, склеенная фоторедактором по общим деталям, красива и геометрически неверна: объект у её края способен уехать на несколько метров, причём без всякого признака ошибки на самой картинке.

Разница важна практически: заказчик обычно просит «снимок участка», а подразумевает материал, по которому можно считать. Поэтому первый разговор полезно начинать с того, какой именно результат нужен.

• Снимок — кадр с перспективой, координат нет, годится для презентации и общего обзора.
• Фотосхема — быстрая склейка кадров без ортотрансформирования, по ней видно обстановку, но мерить нельзя.
• Ортофотоплан — трансформированное изображение в заданной системе координат, с паспортом точности и известным размером пикселя.
• ЦММ и цифровая модель рельефа — высотные модели: первая описывает поверхность вместе с кронами и крышами, вторая — землю под ними.
• Топографический план — векторная карта с условными знаками, которую чертят по ортофотоплану и полевому дообследованию.

Техническое задание: с чего всё начинается

Восемь из десяти переделок закладываются не в поле и не в программе, а в момент, когда работу берут «по переписке в мессенджере». Чтобы задание было выполнимым, в нём должны быть ответы на шесть вопросов.

1. Масштаб или требуемая точность. Одно однозначно переводится в другое, и именно отсюда считается всё остальное — высота, перекрытие, количество наземных точек.
2. Система координат и система высот. Чаще всего это местная система координат субъекта (МСК) и Балтийская система высот 1977 года. Разночтение здесь обнаруживается на приёмке и стоит повторного выезда.
3. Границы участка в виде файла. Контур в DXF, SHP или KML, а не «вот примерно этот квартал» на скриншоте карты.
4. Состав результата. Только ортофотоплан или ещё плотное облако точек, ЦММ, ЦМР, отчёт, векторный план.
5. Формат сдачи и нарезка. GeoTIFF одним файлом или листами, с привязкой в теле файла или отдельным world-файлом, допустимое сжатие.
6. Кто обеспечивает геодезическую основу. Опорные точки выносит подрядчик или их даёт заказчик со своего пункта.

Отдельно проговаривается система высот. Спутниковый приёмник выдаёт эллипсоидальные высоты, а заказчику нужны нормальные — над уровнем Балтийского моря. Пересчёт выполняется через модель квазигеоида, и если её не применить, весь ортофотоплан уедет по высоте на десятки метров при идеальной плановой точности. Ошибка выглядит нелепо, но встречается регулярно.

Расчёт съёмки: GSD, высота и перекрытие

Расчёт начинается с GSD — сколько сантиметров земли приходится на один пиксель. Величина связывает масштаб результата с высотой полёта: зная GSD и коэффициент своей камеры, оператор получает рабочую высоту в уме, прямо на площадке. Для 20-мегапиксельной камеры формата 4/3 с объективом около 24 мм в эквиваленте коэффициент близок к H/37: со ста метров выходит примерно 2,7 см на пиксель.

Из таблицы видно неприятную вещь, о которой редко предупреждают: мелкие масштабы упираются не в камеру, а в воздушное пространство. Класс H, где работает большинство гражданских операторов, заканчивается на 150 метрах. Снимать с двухсот метров ради 1:2000 нельзя просто потому, что удобнее, — это уже другой класс и другой порядок допуска. На практике поступают иначе: снимают с той же высоты и с тем же GSD, просто тратят больше времени на площадь, либо берут самолётный аппарат и камеру с более длинным фокусом.

Второй параметр — перекрытие снимков. Для дронов рабочие значения выше, чем в классической самолётной съёмке: 75–85 % продольного и 60–70 % поперечного против 60/30 в ГОСТ Р 59328-2021. Причина не в запасе на всякий случай, а в устройстве обработки: алгоритмы восстанавливают геометрию по совпадающим деталям на множестве кадров, короткофокусная камера даёт меньшую базу, а траектория лёгкого аппарата гуляет по ветру.

Перекрытие прямо переводится в количество снимков, а количество снимков — в часы обработки. Для камеры с кадром 5280 × 3956 пикселей при GSD 2,7 см кадр покрывает примерно 143 × 107 метров. При 80 % продольного и 70 % поперечного на один снимок приходится около 900 квадратных метров, то есть участок в 50 гектаров превращается примерно в 550 кадров плюс запас на выход за контур. Ослабили поперечное до 60 % — получили около 410 кадров и заметно более хрупкий блок.

Правовая подготовка: где летите и на каком основании

Съёмочный участок почти никогда не висит в пустоте. До выезда проверяются три независимых слоя: воздушное пространство, территория и характер работы. Пропуск любого из них означает, что материал получен, а использовать его нельзя.

Воздушное пространство. Класс H введён постановлением Правительства РФ от 31.07.2025 № 1133 и действует с 9 августа 2025 года: это пространство от 0 до 150 метров над территорией страны там, где не установлен класс C, плюс выделенные маршруты полётов БВС, которые бывают и выше. Разрешение на использование воздушного пространства в классе H требуется только для полётов по таким маршрутам. В приграничной полосе класс H не устанавливается вовсе. Выше 150 метров остаётся класс G с прежним порядком.

Территория и объекты в кадре. Здесь работают режимные ограничения аэрофотосъёмки — они привязаны не к массе аппарата и не к высоте, а к правовому режиму места и сведений. Отдельно проверяются региональные запреты и временные режимы: субъекты вводят их своими актами, и в ряде регионов полёты ограничены по умолчанию. Полёт над населённым пунктом требует разрешения органа местного самоуправления — этот порог считается от 0,25 кг и к государственному учёту отношения не имеет.

Характер работы. Учёту в Росавиации подлежат беспилотники с максимальной взлётной массой от 0,15 до 30 кг (п. 3.2 ст. 33 Воздушного кодекса; порядок — постановление Правительства РФ от 25.05.2019 № 658 в редакции от 02.02.2026, заявление подаётся в течение 10 рабочих дней). Порог 250 граммов — зарубежный, из правил FAA и EASA, в России он не действует. Свидетельство внешнего пилота по приказу Минтранса от 26.05.2026 № 236 нужно для аппаратов тяжелее 30 кг; для более лёгких оно не требуется, как и медицинское освидетельствование.

А вот водораздел между съёмкой для себя и съёмкой за деньги проходит не по массе борта. Воздушные съёмки входят в перечень авиационных работ, и с 1 сентября 2026 года порядок регулируется приказом Минтранса России от 02.07.2026 № 303, которым установлены требования к эксплуатанту и порядок выдачи сертификата эксплуатанта; прежний ФАП-494 утратил силу. Если ортофотоплан делается по договору с заказчиком, это выполнение авиационных работ со всеми вытекающими требованиями к исполнителю — момент, который частные операторы обнаруживают уже на этапе подписания акта.

Геодезическая основа: опорные и контрольные точки

Наземные контрольные точки — то, что превращает красивую модель в результат с доказанной точностью. Часть знаков привязывает фотограмметрический блок к реальным координатам, часть в обработке не участвует и служит независимой проверкой. Смешивать эти две роли нельзя: точка, по которой блок выравнивали, ничего не доказывает о его точности.

Практический вопрос, который приходится решать до выезда, — кто эти точки выносит. Вариантов три, и у каждого своя цена в графике работ.

• Подрядчик со своим приёмником и базой. Полная независимость, но плюс полдня-день полевых работ на участок в 50 гектаров вдвоём с помощником.
• Заказчик со своей геодезической службой. Быстро и дёшево, если служба есть; требует письменной передачи каталога координат с указанием системы и метода определения.
• Сеть базовых станций региона. Снимает вопрос собственной базы, но работает только там, где есть устойчивая мобильная связь и подписка на поправки.

Размер маркировочного знака считается от GSD, а не берётся на глаз: центр знака должен уверенно опознаваться на снимке. Расположение важнее количества — точки разносят по периметру и добавляют в середину, а не собирают компактной группой у въезда на участок, куда удобнее подъехать.

Отдельная история — когда точек нет вовсе. Так бывает на закрытой территории, куда не пускают наземную бригаду, или когда участок залит водой. Тогда честный разговор с заказчиком звучит так: материал будет, координаты будут приблизительными, паспорта точности не будет. Это рабочий вариант для обзорной задачи и не рабочий — для проекта.

Оборудование: что реально влияет на результат

Список короче, чем кажется. На геометрию ортофотоплана влияют четыре вещи: затвор камеры, способ привязки центров фотографирования, устойчивость аппарата к ветру и запас батарей.

Затвор. Камеры с электронным затвором считывают матрицу построчно, и при движении аппарата кадр получается скошенным — прямые линии превращаются в слегка наклонные. Механический затвор фиксирует всю матрицу разом. Для съёмки под план это не тонкость, а условие: у DJI Mavic 3E, например, механический затвор работает в диапазоне 8–1/2000 с, электронный — 8–1/8000 с. Съёмку под ортофотоплан ведут на механическом, даже если это ограничивает выдержку.

Привязка. Дрон с RTK получает поправки в реальном времени и пишет координаты центров фотографирования сразу. PPK-съёмка решает ту же задачу после посадки, обработкой сырых логов, и выручает там, где связи нет. Производители заявляют для модуля RTK у Mavic 3E около 1 см по горизонтали и 1,5 см по вертикали — это точность определения положения антенны, а не точность готового ортофотоплана, и путать их не стоит.

Носитель. Мультиротор удобен на малых участках и в стеснённых условиях: взлетает с пятачка, висит, работает на низких высотах. Самолётные аппараты вроде «Геоскан 201» дают в разы большую производительность на площадях от нескольких квадратных километров, но требуют площадки для запуска и посадки. Для участка в 20–100 гектаров мультиротор почти всегда рациональнее.

Батареи. Ошибка новичка — считать вылеты по паспортному времени полёта. Реально на съёмку уходит 60–70 % от заявленного: часть времени съедают набор высоты, выход на первый маршрут, развороты и резерв на возврат. Для 50 гектаров при 80/70 закладывают 4–6 комплектов и генератор или инвертор в машине.

Полётное задание и день съёмки

Задание строится в приложении производителя или в стороннем планировщике по загруженному контуру. Что в нём задаётся помимо высоты и перекрытия: направление маршрутов (вдоль длинной стороны участка — меньше разворотов), скорость, интервал съёмки, поведение на границе, режим следования рельефу.

Три настройки, которые чаще всего забывают. Первая — выход за контур участка: маршруты продлевают за границу на один-два базиса, иначе края блока останутся без перекрытия и «поплывут». Вторая — поперечные маршруты: два-три прохода поперёк основной сетки резко повышают жёсткость блока и почти ничего не стоят по времени. Третья — следование рельефу при перепаде высот больше 10–15 % от высоты полёта: без него GSD по участку разъедется вдвое.

Погодное окно. Снимают, когда солнце выше 30 градусов над горизонтом — обычно с десяти утра до четырёх часов дня в средней полосе. Низкое солнце даёт длинные тени, в которых теряется всё, что под ними. Парадоксально, но ровная высокая облачность часто лучше ясного неба: мягкий свет убирает тени и блики от воды и крыш. Сплошной дождь и туман исключаются полностью — не из-за техники, а из-за контраста.

Контроль на площадке, до сворачивания. Сверить число снимков на карте памяти с числом меток экспозиции в логе, просмотреть выборочно кадры на резкость при стопроцентном увеличении, проверить покрытие по трекам, убедиться, что все опорные знаки попали в кадры и не закрыты машиной или тенью. Пятнадцать минут на площадке экономят повторный выезд — а повторный выезд это, как правило, треть бюджета работ.

Камеральная обработка: из снимков в ортомозаику

Обработку ведут в фотограмметрических пакетах: Agisoft Metashape, PHOTOMOD компании «Ракурс», Pix4Dmapper, RealityCapture, ContextCapture. Интерфейсы разные, последовательность одна, и объём ручной работы в ней больше, чем обещают ролики с ускоренной перемоткой.

Где расходуется время на самом деле: не в счётных этапах, а в двух ручных. Первый — маркировка опорных точек, когда знак отмечается на каждом кадре, где он виден, а таких кадров у одной точки бывает полтора-два десятка. Второй — редактирование швов мозаики. Программа режет мозаику по автоматическим линиям, и линия регулярно проходит поперёк здания или машины: объект раздваивается или теряет половину. Швы двигают руками, обводя контуры зданий.

Отдельно про ЦММ и ЦМР. Ортомозаику по умолчанию строят по цифровой модели местности — поверхности вместе с кронами и крышами. Именно поэтому на обычном ортофотоплане фасады зданий «падают» наружу, а под деревьями не видно ничего. Истинный ортофотоплан (true ortho), где здания стоят строго вертикально, требует плотной съёмки с перекрытием под 90 % и перспективными кадрами — и стоит соответствующе.

Приёмка точности: что считают и с чем сравнивают

Приёмка сводится к одной процедуре: на готовом ортофотоплане измеряют координаты контрольных точек, сравнивают с каталожными и считают среднеквадратическую погрешность отдельно в плане и по высоте. Ключевое слово — контрольных. Невязки на опорных точках, по которым блок выравнивали, показывают качество подгонки, а не точность результата, и всегда выглядят лучше реальности.

Полученную величину сравнивают с допуском из технического задания или, если допуск задан через масштаб, с нормой 0,5 мм в масштабе плана: 25 см для 1:500, 50 см для 1:1000, метр для 1:2000. В горных и залесённых районах норма мягче — 0,7 мм. По высоте традиционный ориентир Инструкции ГКИНП-02-033-82 привязан к высоте сечения рельефа: четверть сечения при углах наклона до 2 градусов и треть при больших уклонах.

Что входит в отчёт помимо цифры. Схема расположения опорных и контрольных точек на участке, каталог их координат с указанием метода определения, параметры съёмки (высота, GSD, перекрытие, даты и время вылетов), использованное программное обеспечение, таблица невязок по каждой контрольной точке, а не только итоговая среднеквадратическая. Заказчик с геодезической службой проверит именно таблицу.

Характерная картина неблагополучия — эффект «чаши»: середина участка проседает или выгибается на метры при формально приличных невязках по краям. Возникает он при плоском блоке без высотной опоры в центре и при неверно откалиброванной камере. Лечится добавлением опорных точек в середину участка, поперечными маршрутами и пересчётом с самокалибровкой — но обнаружить его можно только по контрольным точкам внутри контура, которых при беглой приёмке обычно и не ставят.

Сроки и трудозатраты: разбор на участке 50 гектаров

Возьмём типичную задачу: 50 гектаров, требуется ортофотоплан под масштаб 1:500, система координат местная, заказчик даёт свой пункт для базы. Считаем по шагам, чтобы было видно, откуда берутся сроки.

1. Подготовка, 0,5–1 день. Проверка ограничений по трём слоям, согласования, построение задания, расчёт числа вылетов, комплектование батарей.
2. Вынос опорных и контрольных точек, 0,5–1 день. Порядка десяти-пятнадцати знаков с разносом по периметру и внутри контура, измерения спутниковым приёмником.
3. Съёмка, 0,5 дня. При GSD 2,7 см, перекрытии 80/70 и скорости около 15 м/с — примерно 550–630 кадров, 12–14 километров маршрутов, четыре-пять вылетов с учётом разворотов и возвратов.
4. Камеральная обработка, 2–3 дня. Из них счётные этапы работают ночью, а рабочее время уходит на маркировку точек и швы.
5. Отчёт и сдача, 0,5 дня. Паспорт точности, схемы, экспорт в согласованном формате и нарезке.

Итого четыре-шесть рабочих дней на участок такого размера при благоприятной погоде и без неожиданностей. Удлиняют график три вещи, и все три предсказуемы: погодное окно (в октябре в средней полосе подходящих дней может не оказаться неделю), отсутствие геодезической основы у заказчика и поздно выясненное расхождение по системе координат.

Ещё одна закономерность: площадь растёт линейно, а время обработки — быстрее. Удвоение участка даёт вдвое больше снимков, но объём попарных сопоставлений при выравнивании растёт быстрее числа кадров, и на блоках свыше полутора-двух тысяч снимков обработку почти всегда разбивают на части с последующей сшивкой. Обещание «сделаем тысячу гектаров за три дня» обычно означает либо очень крупный GSD, либо отсутствие наземной опоры.

Ошибки, из-за которых работу переделывают

Список собран по повторяющимся сюжетам, а не по редким случаям. Симптом виден на результате, причина закладывается раньше.

1. Края участка «поплыли». Маршруты закончились ровно по границе, крайние кадры получили перекрытие с одной стороны. Лечится выходом за контур на один-два базиса при построении задания.
2. Модель уехала по высоте на десятки метров. Эллипсоидальные высоты не пересчитаны в нормальные через модель квазигеоида. План при этом идеален, и ошибку замечают только при наложении на существующий план.
3. Смазанные кадры при формально верных настройках. Короткая выдержка не выставлена, съёмка идёт на ходу в пасмурную погоду. Ориентир — выдержка не длиннее 1/1000 с при обычной скорости, при недостатке света поднимают ISO, а не удлиняют выдержку.
4. Здания раздваиваются или срезаны пополам. Линия шва мозаики прошла по объекту. Правится вручную, но только если кадры вообще есть — при экономии на перекрытии двигать шов некуда.
5. Вода пустая, поле однотонное. Алгоритму не за что зацепиться на гладкой поверхности. Лечится заранее: поднятое перекрытие над водой и снегом, иногда — отказ от съёмки акватории.
6. Точки есть, а паспорта точности нет. Все наземные знаки использованы как опорные, независимых контрольных не осталось. Достоверность результата не доказана, приёмка буксует.
7. Число снимков не сходится с числом меток экспозиции. Часть кадров осталась без координат центров. Обнаруживается в поле за пять минут и в камеральной обработке — за два часа впустую.
8. Материал готов, а использовать нельзя. Пропущен правовой слой: временный режим в регионе, режимный объект в кадре или работа по договору без соответствующего статуса исполнителя.

Чего ортофотоплан не заменяет

Честный перечень ограничений экономит переговоры и репутацию. Ортофотоплан — мощный, но узкий инструмент.

Он не заменяет кадастровые работы. Координаты характерных точек границ земельного участка определяются в рамках кадастровой деятельности, с собственными требованиями к точности: приказ Росреестра от 23.10.2020 № П/0393 для земель населённых пунктов задаёт среднеквадратическую погрешность 0,10 м (документ действует до 31 декабря 2026 года — перед применением проверьте редакцию). Ортофотоплан помогает кадастровому инженеру увидеть фактическое пользование и подготовиться к выезду, но межевой план по картинке не делается.

Он не показывает землю под кронами. Съёмка в видимом диапазоне видит верхнюю поверхность, и в лесу это верх полога. Задачи, где нужен рельеф под растительностью, закрываются лазерным сканированием, а не фотограмметрией — это принципиальное, а не бюджетное ограничение.

Он не даёт вертикальных плоскостей. Фасады, откосы, борта карьера по надирной съёмке восстанавливаются плохо: для них снимают перспективными кадрами по отдельной схеме и получают уже не ортофотоплан, а трёхмерную модель.

И он стареет. Ортофотоплан фиксирует состояние на дату вылета. На стройплощадке материал полугодовой давности бесполезен, на сельхозугодьях — привязан к фазе вегетации. Дата съёмки поэтому и входит в паспорт: без неё изображение теряет половину смысла.

Где научиться делать это руками

Порог входа в эту работу не в технике. Купить аппарат с RTK проще, чем научиться ставить задание под требуемую точность, работать со спутниковым приёмником, читать невязки и объяснять заказчику, почему его «сделайте помельче пиксель» означает вдвое больший бюджет. Навык собирается из трёх частей: расчёты и правовая подготовка, полевая практика, камеральная обработка.

Полевая часть — та, которую нельзя вычитать. Ветер, который разворачивает аппарат на развороте, знак, закрытый тенью от вагончика, батарея, севшая на двадцать минут раньше расчётной, — всё это узнаётся налётом, а не из руководства. Поэтому при выборе курса смотрят на одну вещь: сколько часов вы проведёте с пультом в руках и на какой технике.

Кадровый центр «Единство» обучает операторов БПЛА бесплатно для курсанта: базовый курс идёт от двух недель, у центра есть лицензия на образовательную деятельность. Если хотите разобраться с пилотированием и лётной практикой, с которых начинается любая съёмочная работа, — посмотрите программы обучения операторов БПЛА и оставьте заявку, на ней уточните формат и ближайшие даты набора. Что входит в саму профессию и какие задачи решает оператор, разобрано на странице специальности оператора БПЛА.