ARTEMIS

Campania CH din sezonul rece și procesarea datelor

Cea de-a doua mare campanie dedicată investigării stării de conservare a monumentelor istorice din locațiile propuse în proiect a avut loc imediat după topirea zăpezilor din munții Buzăului și stabilizării umidității din sol (cel puțin pentru a putea fi accesibile toate locațiile). Această campanie a fost efectuată în luna aprilie și a avut ca scop efectuarea de observații in situ asupra condiției monumentelor (observații incluse în capitolul Evaluarea stării de conservare a monumentelor) și investigarea prin survol aerian a locațiilor.

La fața locului condițiile au fost departe de ideale. Cu doar câteva ferestre de zile fără ploaie a trebuit să facem față și condițiilor de vânt puternic, în special la altitudine mare. Acest fapt s-a concretizat în înjumătățirea timpului de zbor suportat de bateriile dronei datorită suprasolicitării motoarelor în condițiile dificile de vânt. Din această cauză s-a prelungit si timpul acordat zonelor fiecărui monument în parte.

Un alt factor important a fost accesibilitatea monumentelor cu echipamentul de zbor și accesoriile. Drumurile și potecile de acces sunt impracticabile autoturismelor, singura variantă fiind închirierea unei căruțe cu cal sau transportarea în spate a cutiilor echipamentelor. Prima variantă a fost cea mai logică.

În urma tuturor acestor factori am reușit să survolăm 3 monumente din 5, Agatonul Nou și Fundătura fiind mult prea dificil de atins în condițiile logistice și temporale expuse mai sus.

Complexul Rupestru Aluniș

Această locație este situată în satul Aluniș având chiar o șosea de acces până la poarta bisericii. Drumul este dificil de practicat cu autoturisme mici dar locația este mult mai accesibilă decât celelalte locații. Din acest motiv am putut reveni în mai multe zile pentru a repeta anumite măsurători.

Aici au fost efectuate zboruri acoperind o suprafață de 115x118m la altitudini între 80m si 130m deasupra locației monumentului (vezi Figura 11). Traseul a fost stabilit cu linii de zbor de aproximativ 100 m și la o distanță Sp de 40 m între ele. Pe acest plan de zbor (vezi Figura 12) s-au efectuat survolurile cu toți senzorii.

Pentru fotogrametrie au fost efectuate trei seturi de zbor a câte 5, 7 și 8 minute fiecare (în mod normal un zbor ar dura între 12 si 15 minute). Cum am spus datorită vânturilor puternice motoarele au fost suprasolicitate consumând mult mai multă energie. 384 fotografii utilizabile au fost înregistrate, toate la altitudinea de 100 m. Odată stabilite coordonatele de start se introduc în aplicația de control a dronei restul punctelor care definesc perimetrul suprafeței de investigat. În momentul în care am setat distanța dintre linii Sp automat este calculat traseul de zbor (vezi fig. 2). Un dezavantaj al acestei aplicații este faptul că aceasta nu permite zborul automat între punctele definite. Trecerea de la un punct la altul este semi automată în sensul ca așteaptă confirmarea de la sol. Cum controlul prin aplicație se face prin Wi-Fi (telefon mobil sau tabletă), automat suntem limitați la distanța la care putem transmite comenzi prin această rețea (100-150 m). Aparatul foto a fost setat pe fotografiere continuă la interval de 1 secundă. Având în vedere lungimea mică totală a traseului de zbor a fost aleasă această metodă pentru a câștiga timp, chiar dacă au rezultat mai multe fotografii decât dacă ne-am fi limitat la numărul de fotografii pe linia de zbor calculat în faza de elaborare a planului de zbor.

Imaginile au fost procesate in Agisoft Photoscan Professional iar ca produse exportate avem orthomosaic și DEM pe care le-am intergrat în QGis pentru generarea unei hărți multi-strat.

Harta distribuțiilor fotografiilor cu număr de suprapuneri valide	Harta elevațiilor (DEM)
Ortomozaic fotografic	Mesh-ul modelului 3D

Zona propusă pentru survol a fost acoperită în întregime, suprapunerea imaginilor fiind suficientă pe toată aria.

Pentru imaginile multispectrale au fost efectuate două zboruri a câte 8 respectiv 9 minute fiecare pentru a completa întregul traseu de zbor la altitudinea de 116 m. În acest caz, camera nu suporta mod de fotografiere automată ci doar manual. Din această cauză au fost necesare două ridicări de la sol cu seturi de baterii pentru a putea completa traseul stabilit. În final au rezultat 35 fotografii utilizabile. Fotografiile sunt în format propriu raw (.DCM) care sunt apoi comprimate în format TIF multistrat în software propriu, pentru a putea fi vizualizate și procesate mai departe. Imaginile rezultate au rezoluția 2048x1536 pixeli. Din aceste imagini pot fi evidențiate tipurile de vegetație prin selecția benzilor de lungimi de undă corespunzătoare, cu ajutorul unui software dedicat. În acest caz am procesat similar fotogrametriei aeriene aceste imagini pentru a obține un ortomozaic care să acopere toată zona survolată.

Ortomozaic din fotografii multispectrale	Harta distribuțiilor numărului de fotografii cu suprapuneri valide

Imaginile termice au fost achiziționate utilizând camera termica Optris PI450 LightWeight, care este un model compact ce permite atât achiziția datelor la sol folosind laptopul (montată pe trepied) sau din aer prin conectarea unui modul de control al camerei și de stocare a datelor (montată pe dronă). Intervalul de măsurare al acesteia este cuprins intre -20°C si 900°C, cu o precizie de ±2% sau 2°C. Măsurătorile pot fi salvate sub forma de imagini sau video (format propriu .ravi), în ambele cazuri rezoluția fiind de 382 x 288 pixeli. Scara de temperatură este reglată automat de către cameră în timpul folosirii, în funcție de valorile măsurate. În cazul investigațiilor termice aeriene datele sunt înregistrate în format video, fiind ulterior procesate și analizate utilizând software-ul dedicat Optris PIX Connect. Cu ajutorul acestuia pot fi extrase imagini termice din video, se poate regla scara pentru a evidenția mai ușor zonele de interes sau se poate analiza fiecare pixel in parte.

Pentru această înregistrare s-a efectuat un singur zbor, pe traseul amintit mai sus, la altitudinea de 130 m, zbor care a durat 7 minute, utilizând o scară de temperaturi cuprinsă în intervalul 0-50°C.

Au rezultat 72 imagini, în format TIF, cu rezoluția 382x288 pixeli. Acestea au fost procesate similar fotogrametriei aeriene pentru a se obține un ortomozaic din imagini termice a zonei survolate.

Ortomozaic din imagini termice	Harta distribuției numărului de fotografii cu suprapuneri valide