Szybki monitoring infrastruktury dzięki obserwacji Ziemi
Sprawne i niezawodne świadczenie usług, takich jak dostawy energii, łączność i transport, ma zasadnicze znaczenie dla bezpieczeństwa i gospodarki Europy. Jednak monitorowanie stanu infrastruktury, która rozciąga się na setki, a nawet tysiące kilometrów – takiej jak linie energetyczne, linie kolejowe i drogi – pozostaje wyzwaniem. Technologia satelitarna umożliwia ciągłe monitorowanie o szerokim zasięgu, a pozyskane w ten sposób dane mogą stanowić cenne źródło informacji wspierające innowacje na rynku niższego szczebla. Dotychczasowe postępy w tej dziedzinie były jednak ograniczone ze względu na złożoność zadania, czas potrzebny do dostarczenia użytecznych danych oraz skuteczność operacyjną satelitów w nocy i w niekorzystnych warunkach. Niektórym z tych wyzwań starali się sprostać twórcy projektu IIMEO(odnośnik otworzy się w nowym oknie). „Chcieliśmy opracować zautomatyzowany system, który wykrywa awarie infrastruktury na rozległych obszarach w czasie zbliżonym do rzeczywistego, niezależnie od lokalnych warunków pogodowych i oświetleniowych”, wyjaśnia Felix Wenk, inżynier systemów w firmie OHB Digital Connect(odnośnik otworzy się w nowym oknie) w Niemczech, będącej gospodarzem projektu. Zespół chciał również ułatwić użytkownikom końcowym zgłaszanie wniosków o obserwacje konkretnych obszarów. „Jako pilotażowy przypadek zastosowania wykorzystaliśmy operatorów kolejowych – jeśli tor jest zablokowany, wstrzymuje to cały ruch”, mówi Wenk. „Jednocześnie chcieliśmy mieć pewność, że technologia ta będzie użyteczna dla innych użytkowników końcowych”.
Widok z góry w wielu spektrach
System IIMEO łączy trzy elementy: moduł satelitarny, platformę naziemną oraz usługi dla użytkowników. W przypadku satelity badacze połączyli kamery z radarem o syntetycznej aperturze, co umożliwiło prowadzenie obserwacji zarówno w dzień, jak i w nocy, a także przy zachmurzeniu. Zespół opracował ponadto pokładowe systemy przetwarzania obrazu i algorytmy, które łączą informacje z obu źródeł, automatycznie wykrywając anomalie i przekazując te informacje odpowiednim organom w szybki i funkcjonalny sposób. Prototypowy sprzęt został poddany testom w powietrzu na pokładzie małego samolotu, który przeleciał wzdłuż trasy Küstenbahn Ostfriesland w północnych Niemczech. Korzystając z muzealnej linii kolejowej, która obsługuje sporadyczne połączenia turystyczne, zespół uzyskał zgodę na umieszczenie tymczasowych przeszkód na torach w celu symulacji potencjalnych zakłóceń. W ramach badania operatorzy kolejowi wysyłali żądania obserwacji z platformy naziemnej, które były przekazywane do satelity pokładowego. Następnie otrzymywano wizualizacje danych dotyczących danego odcinka torów, które były prezentowane w formie cyfrowej mapy.
Szybki i dokładny monitoring
Testy z powodzeniem wykazały, że połączenie technologii kamer i radarów z automatycznym przetwarzaniem na pokładzie może zapewnić szybki i dokładny monitoring, przy założeniu, że wyniki zostaną dostarczone zespołowi w ciągu godziny od zgłoszenia. Kolejne kroki obejmują rozszerzenie technologii na inne zastosowania, takie jak drogi. „Opracowana przez nas platforma naziemna mogłaby potencjalnie znaleźć zastosowanie w innych projektach związanych z obserwacją Ziemi, a nie tylko w zakresie infrastruktury”, dodaje Andreas Weihusen, inżynier systemów w firmie OHB. Wenk przypomina, że opracowana w ramach projektu IIMEO technologia przetwarzania obrazów na pokładzie została już wykorzystana w innym projekcie, który wymagał obrazów z samolotu z georeferencjami. Projekt IIMEO wykazał, że technologie obserwacji Ziemi umożliwiają ciągłe monitorowanie infrastruktury na dużą skalę. Zapewni to użytkownikom końcowym większą wydajność operacyjną oraz wzmocni model biznesowy satelity jako usługi w Europie. Weihusen wyobraża sobie przyszłość, w której duży integrator systemów mógłby dostarczać konstelację satelitów, a MŚP integrowałyby odpowiednie technologie monitorowania i analizy danych.
