Jelen cikk eredetileg 2023-ban jelent meg az ICA (International Cartographic Association) égisze alatt, és az akkori egyetemi és kurzus állapotokat írja le. Azóta sokminden változott (például tanszéket váltottam), ám érdekesnek gondoltam lefordítani az eredeti cikket.
Bevezetés
Magyarország 48 európai országgal együtt részt vesz a Bolognai képzésben, amelyben a tagországok önként vállalták felsőoktatási rendszereik összehangolását. Az 1999-ben elindított független kormányközi folyamatnak köszönhetően az egyes országok felsőoktatási rendszerei egy nagy európai rendszer, az Európai Felsőoktatási Térség részévé váltak (vagy válnak). 2006-ban a magyar felsőoktatási rendszer átállt a többciklusú képzésre, amelyben egy alapképzésre (bachelor), mesterképzésre (master) és doktori képzésre épülő felsőoktatási rendszer jött létre (Zentai, 2011a).
A Bologna előtti rendszert „duális rendszernek” nevezték – erről bővebben lásd: Zentai, 2009. Természetesen az átmenet első néhány évében a régi, ötéves képzés és az új Bolognai rendszer alapképzése párhuzamosan futott. A két rendszer közötti különbségek és a rendelkezésre álló adatok miatt mi csak a Bolognai rendszer időszakát vizsgáljuk.
A szerzők a használt eszközöket/felszereléseket és azok szükséges fejlesztését egy konkrét egység, egy tanszék (később intézet) példáján keresztül mutatják be – főként az elmúlt néhány év technikai innovációira fókuszálva.
Más magyarországi egyetemeken is vannak olyan kurzusok, amelyekben a drónok jelentős szerepet játszanak, de ezek főként kutatási projektekben és az általuk létrehozott termékekkel való munkában jelennek meg – a fókuszban a theoretical (elméleti) anyag áll. Mivel léteznek külső cégek speciális (fizetős) tanfolyamai, amelyeken a jelentkező drón „jogosítványt” szerezhet, a drónokkal való repülés az egyetemi kurzusokon nem általános.
Fontos megjegyezni, hogy az ELTE esetében kizárólag polgári célú térképészetről beszélünk. A geodézia (földmérés) és a katonai térképészet nem része az MSc (mester) programunknak. A földmérési rész a BME-hez (Budapesti Műszaki és Gazdaságtudományi Egyetem) tartozik.
Ezért a cikkben megfogalmazott gondolatok és vizsgálatok tisztán térképészeti, és nem technikai szempontból (vagy nem az agrárfelhasználók felől) közelítik meg a témát.
A magyar felsőoktatás szintjei
A magyar felsőoktatási rendszer három egymásra épülő képzési ciklusból áll: alapképzésből, mesterképzésből és doktori képzésből.
a) Alapszint: Az érettségivel rendelkezők és diplomát szerezni vágyók számára az első lépés az alapképzés elvégzése. A 6–8 féléves alapképzés (diszciplínától függően BA: Bachelor of Arts; BSc: Bachelor of Sciences) felsőfokú végzettséget és szakképzettséget nyújt az adott területen.
b) Osztatlan képzés: Egyes szakokon 10–12 féléves képzés keretében lehet mesterfokozatot szerezni (pl. jogász, orvos).
c) Mesterfokozat: A mesterképzés (MA: Master of Arts, MSc: Master of Sciences) mesterfokozatot és szakképzettséget ad. A mesterképzésre való felvétel feltétele legalább egy alapképzésben szerzett oklevél, vagy a korábbi oktatási rendszerben főiskolán/egyetemen szerzett főiskolai/egyetemi szintű végzettség.
d) Doktori szint: A kutatói vagy elméletibb pályát tervezők a mesterképzés elvégzése után akkreditált doktori (PhD) vagy művészeti doktori (DLA) képzésre jelentkezhetnek.
Térképészképzés az ELTE-n
E cikk szerzői ugyanahhoz a szervezeti egységhez tartoznak (szerk.: tartoztak a cikk megírásakor): az ELTE Eötvös Loránd Tudományegyetem Informatikai Karának Térképtudományi és Geoinformatikai Intézetéhez. A térképészetet és geoinformatikát tanuló diákok az alábbiak szerint végezhetik el a képzést:
A középiskola után a hallgató az ELTE Természettudományi Karának 6 féléves Földtudományi alapszakára (BSc) jelentkezhet. Az első félév végén a térképészet egyike a hat választható szakiránynak, amelyet a hallgatók maguk választhatnak ki. A diploma megszerzése után a hallgató átkerül az Informatikai Karra: vagy a térképész, vagy a geoinformatikus mesterképzésre (MSc), amelyek 4 félévesek (Zentai, 2011c).
A geoinformatika mesterképzés nagyon új: az első évfolyam 2022 őszén indult. Magyarországon a térképész mesterképzést kizárólag a mi Intézetünk indítja, míg a geoinformatikát több intézmény is. (Mivel az új nemzeti felsőoktatási törvény módosításai egyre inkább megkönnyítik az új szakok indítását, a jövőben várhatók bővülések.) Ezen szakokra más képzésekről vagy egyetemekről is lehet jelentkezni bizonyos követelmények teljesítésével. A mesterdiploma megszerzése után lehetőség van doktori képzésre is jelentkezni.
Műszeres kurzusok az intézetben
A teoretikus (elméleti) kurzusok mellett a gyakorlati órák megfelelő mennyisége és minősége is fontos. Nagyon gyakori, hogy a hallgatók számítási feladatokat oldanak meg a gyakorlatokon. A földtudományok keretein belül egyes gyakorlati órákat gyakran terepen tartanak meg. Ezeken az órákon a technikai eszközök és felszerelések működésének megértése és használata alapvető fontosságú.
Már a Bolognai rendszerre való átállás előtt is voltak olyan gyakorlati és elméleti órák, amelyeken a hallgatók megtanulták a különböző műszerek használatát. Mivel az új rendszerben a kurzusok követése és megszervezése sokkal könnyebbé vált, az alábbiakban csak azokat a tárgyakat mutatjuk be, amelyeket azóta vezettek be.
a)
Mérések és megfigyelések: Ez a legelső óra, ahol a térképész oktató találkozik az összes földtudományi hallgatóval. Ez a tantárgy a Bolognai rendszer megjelenése óta létezik: kezdetben a második félévben, 2017 óta viszont már az első félévben hallgatható. Ez egy gyakorlati óra: a félév első felében a hallgatók elméleti oktatást kapnak, majd a második felében terepi gyakorlati óráik vannak. Két térképészeti gyakorlaton vesznek részt. Az első alkalommal egy „geocaching” feladatot hajtanak végre (előre meghatározott pontokat kell megtalálniuk), a második alkalommal pedig egy kijelölt terület térképét kell elkészíteniük. Mindkét esetben Garmin Map 60/62 típusú GPS-készülékeket használnak (lásd egy későbbi ábrán). Bár a feladatot a saját mobiltelefonjukkal is meg tudnák oldani, fontos, hogy a hallgatókat más módszerekkel is megismertessük. Ez utóbbi terepi eszközök (a telefonokkal ellentétben) megbízhatóbbak, néhány órás használat után nem merülnek le, ráadásul vízállóak és robusztusak – ami a terepen kulcsfontosságú szempont lehet.
b)
(GPS) Terepgyakorlat: Ez az elsőéves Földtudományi BSc hallgatóknak szóló kurzus volt, de nem a teljes évfolyam számára: a térképész terepgyakorlat egy választható terepi óra volt. A Bolognai rendszer bevezetésétől egészen 2016-ig létezett. A kurzus öt napig tartott: az első nap az egyetemen egy tájékoztatót foglalt magában a GPS-eszközök használatáról, amelyet négy terepen töltött nap követett. Kezdetben Budapest egy részét kellett felmérni, majd a következő napokat távolabb, a terepen töltötték. A csoportoknak minden nap fel kellett mérniük egy kijelölt területet, és meg kellett nézniük, hogy változott-e valami az elmúlt években. Ezek a mérések Garmin 60 és 62 GPS készülékekkel készültek. A felmérés végén minden területről egy megújított térképet kellett készíteni.
c)
Műholdas helymeghatározás (korábban GPS kurzus): Ez a kurzus már kifejezetten a térképész hallgatóknak szól, akik a második évben tanulják ezt. 2007 óta minden évben indulnak elméleti előadások és gyakorlati órák. Az elméleti részben a hallgatók átfogó áttekintést kapnak a műholdas helymeghatározás fejlődéséről (későbbi ábra) és használatáról. A gyakorlati részben a diákoknak egy kiválasztott település egy részét kell felmérniük Garmin 62 GPS egységekkel. Minden objektumot és látnivalót meg kell mérniük, majd az adatokat a Trackmaker szoftverben kell feldolgozniuk és prezentálniuk (ekkor a hallgatók még nem tanulták meg más rajzszoftverek használatát).
d)
GPS terepgyakorlat (tájékozódás, térképismeret): A BSc képzés második évének végén egy 5 napos terepgyakorlat vár a hallgatókra. Kezdetben a Mátrában tartották, bár az elmúlt néhány évben már mindig más helyszíneken szervezték meg. A hallgatók kétfős csoportokban Garmin Map 60/62 készülékeket használnak egy-egy kijelölt terület aktualizálására, majd újra rajzolják a térképet. Kint a terepen, a GPS-ben, valamint a jelentésben is rögzítik az objektumok észlelt változásait. Ezeket a változásokat este vezetik be a térinformatikai (GIS) szoftverbe. Az utóbbi években már egy drónos bemutató is a gyakorlat részét képezi.
e)
Navigációs rendszerek: Ez az MSc elsőéves kurzus a térinformatikai (GIS) szintű (egy méter alatti) pontosságú terepi vevőkészülékekről és számítógépekről szól. A korábban (Garmin GPS-ekkel) felmért területeket itt már pontosabb eszközökkel is felmérik. Trimble GeoExplorer sorozatú terepi adatgyűjtőket használnak (későbbi ábra). A hallgatók valós idejű és utófeldolgozott, nagy pontosságú egységeket és eszközöket is kipróbálhatnak. A mért adatokat térinformatikai (GIS) szoftverek segítségével dolgozzák fel és jelenítik meg.
f)
Geodézia: Ez az elméleti és gyakorlati órákat is magában foglaló kurzus az MSc (mesterképzéses) hallgatóknak szól. A diákok több órán keresztül ismerkednek az alapvető geodéziai fogalmakkal (vetületek, a Föld alakja, alapvető számítások), valamint a geodéziai műszerekkel és mérésekkel. A gyakorlatok során közelebbről is megismerik az eszközöket, például a teodolitot.
g)
Komplex terepgyakorlat: Ez a kurzus 2014 óta érhető el (korábban más néven) az elsőéves mesterképzéses (MSc) hallgatók számára. Az utóbbi három év kivételével ez a terepgyakorlat mindig Erdélyben (Románia) zajlott, általában egy héten keresztül. A hallgatók itt megismerkednek a magashegyi területek térképezésével. A Covid miatt a terepgyakorlatok 2020 óta nem külföldön, hanem valahol Magyarországon valósulnak meg. Kezdetben a felméréseket csak Garmin Map 60/62 készülékekkel végezték, de az utóbbi három évben drónos repülésekkel is kiegészültek. A belföldi gyakorlatok mindegyike a Tisza-tónál (amely egy mesterségesen létrehozott víztározó a Tisza folyón) zajlott: a hallgatók kerékpáron közlekedve térképezték fel a tó menti településeket. A felmérések eredménye egy folyamatosan frissülő Tisza-tó térkép lett (Kulcsár, 2021).
h)
Mérések, adatgyűjtés: Ez egy új kurzus a geoinformatika mesterképzéses (MSc) hallgatói számára. Ez a tantárgy teljes egészében a drónos adatgyűjtési technikákról és az adatfeldolgozásról szól (lásd a későbbi fejezetet).
i)
Nagy pontosságú GNSS mérések: Ez a kurzus PhD (doktori) képzésként vehető fel. A tantárgy gerincét az RTK (Real Time Kinematic – valós idejű kinematikus) GPS-ek használata, valamint a rendkívül pontos GNSS rendszerek alkalmazása és elméleti gyakorlata alkotja.
Néhány kurzus az évek során megszűnt:
a)
Felmérési terepgyakorlat: Itt még hagyományos felszereléseket használtak: analóg és digitális teodolitot, valamint szintezőműszert. Ekkoriban az ELTE campus területeinek felmérését kellett elvégezni. A felmérés során kapott adatokból más kapcsolódó kurzusok keretében készültek el a térképek.
b)
Modern felmérési módszerek: A kurzus során a következő műszereket és felmérési módszereket mutatták be: térinformatikai (GIS) szintű terepi adatgyűjtők, 3D földi lézerszkenner (terrestrial laser scanner), RTK GNSS és mérőállomás (Total Station). Számos műszer külső, futó projektek keretében került be az egyetemi oktatásba (pl. Gede et al. 2013).
A lenti, bal oldali ábrán a három kiválasztott kurzus statisztikái láthatók a résztvevő hallgatók számának függvényében. A Mérések és megfigyelések kurzus – amely az évenkénti hallgatói létszámot mutatja – az összes BSc-s diák számára kötelező. Látható, hogy a Bolognai rendszer bevezetése óta a legmagasabb hallgatószámot (több mint 200 főt) 2009-ben regisztrálták. Ez a szám azonban lassan csökken: ebben az évben (2023) már csak 60 hallgató iratkozott be a földtudományi alapszakra. A Műholdas helymeghatározás kurzus a (térképész szakirányos) BSc hallgatóknak szól, de általában más szakirányokról is felveszik diákok. A csökkenő tendencia itt is megfigyelhető: a kezdeti ~35 fős létszám idén mindössze 8 főre esett vissza. A Navigációs rendszerek kurzus az MSc-s hallgatóknak szól. Míg 2014-ben még 13 hallgató vett részt a mesterképzésben, idén mindössze ketten végeztek.
Sajnos ez egy általános trend a magyarországi földtudományi képzéseken: a hallgatók száma országosan évente körülbelül 10%-kal csökken. A jobb oldali ábrán a négy legnagyobb egyetemre (ELTE, Szegedi Tudományegyetem, Pécsi Tudományegyetem és Debreceni Egyetem) felvett természettudományos hallgatók kumulált (összesített) száma látható.
A használt műszerek
A következőkben bemutatjuk, hogy milyen eszközök állnak rendelkezésre az intézetben (2023-as adatok). A hallgatók a kurzusok során tanulják meg ezen eszközök használatát (lásd a korábbi fejezetet), amelyeket később az egyetemhez kapcsolódó projektekben és feladatokban is használhatnak.
Tradícionális eszközök
Az ábra a) részén egy Leica állvány látható egy 1979-ből származó Carl Zeiss Dahlta 010A autoredukciós tachométerrel (a háttérben egy mérőléc/tachométerléc látható). Alapvetően a változó szögű és függőleges léc-bázisú, optikai parallaktikus háromszögön alapuló távolságmérésre szolgál. A pontossága távolságmérésnél 10–20 cm/100 m, magasságkülönbségeknél pedig 5–10 cm/100 m. Hatótávolsága legfeljebb 300 méter. A b) ábrán egy Carl Zeiss NI 020A (1982) kompenzátoros szintezőműszer látható a hozzá tartozó szintezőléccel. A c) egy Leica Wild NA2002 digitális optikai automata szintezőműszer a hozzá tartozó vonalkódos szintezőléccel. A távolságmérés pontossága 1–5 cm a 100 méteres távolságtartományban. A d) ábrán egy Carl Zeiss Theo 010A teodolitba integrált Distomat Wild DI1001 látható (a háttérben egy GPH1A egyprizmás reflektorral). Kiváló körülmények között akár 6 km-es távolságmérés is lehetséges vele, centiméteres pontossággal.
Műholdas terepi eszközök
A műholdas helymeghatározási és mérési technikák oktatása az alapoknál, hobbi szintű GPS-készülékekkel kezdődött. A korai „GPS-idők” óta szerződésben állunk szolgáltatókkal az eszközeik tesztelésére, így lehetőségünk nyílt a kisméretű, új kézi készülékek kipróbálására is. Az ábrán különböző kisméretű GPS-vevők láthatók. Magyarországon a legkeresettebb Garmin és Magellan GPS-készülékek egyszerűsége és pontossága elegendő volt ahhoz, hogy a hallgatóknak könnyen bemutathassuk a műholdas helymeghatározási technikák alapjait. Ezen eszközök többsége 3–12 csatornával rendelkezik, amelyek egyidejűleg akár 12 GPS-műholdat is képesek követni. A kijelzőn sokszor csak a koordináták jelentek meg, bár néhány készüléken már térképablak is helyet kapott. A pontosságuk „az idő 95%-ában +/-30 m alatti”. Ez a pontosság elegendő lehet a módszerek és a technológia gyakorlására a hétköznapi térképezés és térképjavítás során (ismét hangsúlyozva: nem a precíziós térképezéshez és földméréshez).
A Garmin Geko (a)) volt a legolcsóbb eszköz, amelyet teszteltünk, míg az eTrex sorozatú GPS-ek (b)) az akkori idők legkelendőbb készülékei voltak. Ezek nemcsak 500 POI-t (érdekességi pontot), hanem akár 10 000 nyomvonalpontot (tracklog pozíciót) is képesek voltak tárolni. A Magellan által gyártott berendezés (c) ábra) lehetőséget biztosított a Helmert-transzformációs paraméterek manuális bevitelére is – ami elengedhetetlen volt ahhoz, hogy a magyar koordináta-rendszer koordinátáit közvetlenül is meg lehessen jeleníteni.
A jobb oldali ábrán a napjainkban használt eszközök láthatók. A Garmin 60-as sorozat (a) volt a legmasszívabb ház kialakítású készülék, amelyet használtunk: a legtöbb a mai napig működik. Az új szabványt a Garmin 62-es sorozat (b)) jelentette, amely új, nagyobb felbontású kijelzővel, előre feltöltött térképekkel (valamint a saját készítésű térképek megjelenítésének és bevitelének lehetőségével), szinte korlátlan számú terepi adatpont- és nyomvonalpont-tárolással, gyors adatátvitellel, valamint szabványos AA elemekkel biztosított hosszú üzemidővel rendelkezett – ez utóbbi volt ennek a GPS-nek a legnagyobb erőssége. Az új sorozat már képes a GLONASS vagy akár az összes műholdas globális rendszer jeleit is fogni (c)). Különböző kéziszámítógépeket/PDA-kat is használtunk az oktatásban, de az üzemidő (jellemzően kevesebb mint 2–4 óra), a sérülékenység és az ár ellenérvként hozható fel a mindennapi használattal szemben.
Térinformatikai (GIS) adatgyűjtő eszközök
Az 1990-es évek elejétől a Trimble GeoExplorer II és az azt követő rendszerek szolgáltak a terepi adatgyűjtési és helymeghatározási technikák oktatására a tanszékünkön. A beépített GPS-vevővel rendelkező kézi adatgyűjtők pontossága a terepen rögzített nyers GPS-jelek utófeldolgozása (post-processing) után körülbelül 2–5 méter volt. Ez lényegesen pontosabbnak számított, mint a nem GIS-szintű kézi GPS-készülékek (amelyek pontossága +/–10–30 m között mozgott). A korai gyártású műszereket érintette a „GPS-hét sorszámának túlcsordulása” (GPS week number rollover) jelenség, ami megnehezítette az adatfeldolgozást. Az általunk használt GIS-pontosságú műszerek a Trimble Scoutmaster, a Trimble GeoExplorer II és a Trimble GeoExplorer 3, a Trimble Geo2005 sorozat egy eszköze, majd később a Juno sorozatú GPS-vevők/terepi adatgyűjtők voltak. Manapság a Trimble Juno sorozatú kézi eszközöket leginkább a rájuk telepített GIS-szintű szoftverrel (ESRI ArcPad) használjuk.
Nagy pontosságú geodéziai eszközök
A nagy pontosságú helymeghatározás oktatásához főként két, kitűzőrúdra szerelhető GNSS-eszközt használtunk. A nagy pontosságú helymeghatározáshoz és méréshez a TDS Nomad sorozatú kézi terepi adatgyűjtővel felszerelt Spectra Precision Epoch 35 sorozatú GNSS-vevőt (a)) használjuk. Ez a berendezés képes a GPS és a GLONASS műholdjelek követésére, valamint az RTK (valós idejű kinematikus), a hálózati RTK vagy a hagyományos PPK (utófeldolgozott kinematikus) mérések kezelésére. Azokon a helyeken, ahol az adatkapcsolat (rádió/mobil) lefedettsége gyenge vagy nem elérhető, de a nyers adatgyűjtés működik, az utófeldolgozás (post-processing) szintén választható opcióként áll rendelkezésre. A Stonex S8III+ (b)) egy többcsatornás GNSS-vevő, amely képes az összes ismert globális műholdas helymeghatározó rendszer jelének követésére és gyűjtésére. Az adatgyűjtéshez itt is egy kézi terepi számítógépet (Stonex S4) használunk a megfelelő adatgyűjtő szoftverrel. Az egyetem épületének tetején egy – megfelelő érzékenységű antennarendszerrel ellátott – Trimble NetR5 GNSS bázisállomás működik, amely részét képezi a nem kormányzati alapú magyar GNSS bázisállomás-hálózatnak (GeotradeGNSS: http://www.geotrade.hu/index.php?lang=en).
Az új UAV és a szenzorok
A térinformatika mint új, modern diszciplína nagy hangsúlyt fektet a térbeli adatok feldolgozására és az azokból származtatott adatok előállítására (Zentai, 2012). A drónok, vagyis az UAV-k az egyik legjobb és legújabb eszközt jelentik ezek előállítására. Az Unmanned Aerial Vehicle (személyzet nélküli légijármű – UAV) és az Unmanned Aerial Systems (személyzet nélküli légijármű-rendszerek – UAS) kifejezések nemzetközileg jól ismertek, és többnyire minden olyan eszközt magukban foglalnak, amely pilóta nélkül is képes a fel- és leszállásra (Elliott 2017, Major et al. 2016, Restás 2017). Intézetünk egy UAV-val és két hozzá tartozó szenzorral rendelkezik. A DJI Matrice 210 RTK V2 UAV egy kvadrokopter (a)). A repülésbiztonságról és az akadályok elkerüléséről számos szenzor és fény gondoskodik. Ezeken kívül egy 608×448 px felbontású FPV (belső nézetű) kamera is található az UAV-n, amely segítheti a tájékozódást abban az esetben, ha a földpásztázáshoz egy nagyobb felbontású kamerát (esetünkben egy Zenmuse X5S-t) rögzítünk rá. A drónhoz tartozó különálló RTK bázisállomás (b)) által mért korrekciós adatok lehető legpontosabb vételéért két D-RTK antenna felel. Az eszköz repüléséhez két akkumulátor szükséges.Egyszerre két szenzor is csatlakoztatható hozzá. Intézetünk számára két szenzor áll rendelkezésre. A Zenmuse X5S nagy felbontású RGB kamerát a felszín és egyéb objektumok fotózására és videózására (kép- és videórögzítésre) használjuk. A MicaSense Altum multispektrális szenzor (c)) hat különböző spektrális sávval rendelkezik: közeli infravörös, vörös, kék, zöld, RedEdge (vörös-szél) és egy alacsony felbontású hősáv (Pál et al. 2021). Tervben van további szenzorok és eszközök (pl. LiDAR szenzor) beszerzése is.
Feldolgozási és elméleti kurzusok
Bár ez a tanulmány kifejezetten a gyakorlati órákat vizsgálja, néhány szóban bemutatjuk, mi történik „utána” – vagyis mi lesz az adatok sorsa az adatgyűjtést követően. Ezek a kurzusok már az új UAV érkezése előtt is jelen voltak, így nem kapcsolódnak közvetlenül a saját eszközünkhöz. Mivel azonban ma már magunk is képesek vagyunk adatokat rögzíteni, bizonyos esetekben ezeket is felhasználjuk az említett órákon. Az oktatás során használt szoftverek a piaci igényekhez igazodnak.
a)
Távérzékelés és fotogrammetria: Általános, elméleti ismereteket nyújt a távérzékelésről és a fotogrammetriáról, például a különböző felbontásokról.
b)
Távérzékelt adatok feldolgozása: Ez egy általánosabb adatfeldolgozási kurzus. Fő témája a műholdképek feldolgozása és a különböző indexek (például az NDVI) kiszámítása.
c)
Drónok a terepi spektrometriában: Ahogy a név is sugallja, ezen a gyakorlaton a hallgatók drónfelvételekkel dolgoznak. Megtanulják az EXIF-adatok kiolvasását, az ortofotók készítését különálló képekből, az adatok automatikus osztályozását (klasszifikációját) és az indexek számítását. Mivel a fájlok mérete rendkívül nagy, a hallgatók az órán kisebb részletekkel (és alacsonyabb felbontásban) dolgoznak a folyamat felgyorsítása érdekében. Házi feladatként viszont a teljes adatállománnyal kell dolgozniuk, így tapasztalatot szerezhetnek az akár több órás feldolgozási időről is.
Az új eszközök integrálása a kurzusokba
A korábbi fejezetben felsorolt kurzusok közül többnél is bevezetésre került az új UAV-eszköz.
a)
Mérések és megfigyelések: Az eredeti két gyakorlati óra és a hozzájuk kapcsolódó feladatok megmaradtak, de kiegészültek a drónok bemutatásával. Mivel egy már meglévő kurzusból kaptunk másfél órát, csak ez az időkeret áll rendelkezésre, így nincs lehetőség valódi terepi repülésre. Emiatt a bemutatót csak az egyetem épületei körül tudjuk megtartani; a tényleges repülés azonban a jogi korlátozások miatt (lásd később) itt sem kivitelezhető.
b)
GPS terepgyakorlat (tájékozódás, térképi ismeretek): Ezen a többnapos terepi gyakorlaton egy drónbemutató is bevezetésre került. Mivel az óra a településektől távol, kint a terepen zajlik, lehetőség nyílik egy valódi „légi bemutató” megtartására. Ilyen esetekben a hallgatók maguk is kipróbálhatják az eszközt, és repülhetnek vele.
c)
Komplex terepgyakorlat: A Covid miatt ezt hazai területen, a Tisza-tó mellett kellett megtartani. A hagyományos műszerek mellett minden hallgató többször is repülhet a drónnal. Mivel egyre kevesebb a hallgató, így egyre több időt tölthetnek az eszköz használatával: akár saját maguk által tervezett repülés végrehajtására is lehetőségük van. Az így készült felvételeket nemcsak az oktatásban, hanem kutatási projektekben is felhasználjuk (Varga et al. 2022).
d)
Mérések, adatgyűjtés: Mivel ez az óra ebben az évben (2023) került először megrendezésre, a tematikája teljes egészében a drónos adatgyűjtésre és feldolgozásra épül. A hallgatók összevont (dupla) órákon vesznek részt egy vidéki területen. Egy akkumulátorpárral egy hallgató körülbelül fél órát tud repülni. A félév elején a manuális repülést gyakorolják, majd később már saját maguk terveznek meg és hajtanak végre egy repülési küldetést. A félév legvégén elsajátíták, hogyan készítsenek ebből ortofotót. A számonkérés a következőképpen zajlik: le kell tenniük az egyszerű, A1-A3 kategóriájú drónkezelői vizsgát, így a kurzus végén bizonyos feltételek mellett már hivatalosan is vezethetnek drónt.
| Kurzus / Tárgy | Hagyományos eszközök | UAV (Drón) |
|---|---|---|
| Földmérő terepgyakorlat | ✓ | |
| GPS | ✓ | |
| Modern földmérési módszerek | ✓ | |
| (GPS) Terepgyakorlat | ✓ | |
| Mérések és észlelések | ✓ | ✓ |
| Műholdas helymeghatározás | ✓ | |
| GPS terepgyakorlat (tájékozódás, térképi ismeretek) | ✓ | ✓ |
| Navigációs rendszerek | ✓ | |
| Geodézia | ✓ | |
| Komplex terepgyakorlat | ✓ | ✓ |
| Mérések, adatgyűjtés | ✓ | |
| Nagy pontosságú GNSS mérések | ✓ |
1. táblázat. Műszeres kurzusok 2006 óta a használt eszközök szerint (a megszűnt kurzusok szürkével vannak jelölve).
A drónos repülések jogi háttere (2023)
A legális drónrepüléshez (még az első felszállást megelőzően) számos dolgot el kell intéznünk, mint például a drón és a pilóta regisztrációját, különböző vizsgák letételét, valamint a felelősségbiztosítás megkötését. A polgári drónok európai légtérben történő biztonságos üzemeltetésének kereteit az EU 2019/947 és 2019/945 számú rendeletei határozzák meg. Ez a szabályozás a műveleteket három kategóriába sorolja: „nyílt” (open), „speciális” (specific) és „engedélyköteles” (certified) kategória. További információért látogasson el a következő oldalra: https://www.easa.europa.eu/en/regulations/uas-unmanned-aircraft-systems.
A magyar szabályozás szigorúbb az EU-snál, például lakott területen belül a rendszeres repülésekhez rengeteg engedélyre van szükség. Ilyen az eseti légtér engedély is, amelyet legalább 30 nappal a tervezett repülés előtt kell megigényelni, és legfeljebb egy hétre kérhető. Ha egy repülőtér bevezető fénysorának vagy megközelítési körzetének közelében (illetve kórházi helikopter-leszállóknál) vagyunk, a repülőtér engedélyére is szükségünk van, és sok esetben számos egyéb, meglehetősen költséges engedélyt is be kell szerezni. Könnyebb a helyzet a külterületeken (vidéki területeken), ahol elegendő egy mobilalkalmazást (MyDroneSpace) használni. Ezekkel a területekkel az a probléma, hogy nagy távolságra vannak az egyetem épületeitől, ahová ki kell utaznunk. Ezt pedig lehetetlen kivitelezni egy másfél órás kurzus keretein belül.
Összefoglalás
Mint minden fejlődő diszciplína esetében, a térinformatikában (GIS) is kulcsfontosságú a legújabb eszközök és módszerek követése. Ennek egyik lépése a (drónos) távérzékelés bevezetése a tantervbe. Fontos lenne, hogy a hallgatóknak ne csak az elméleti hátteret tanítsuk meg, hanem lehetőséget biztosítsunk számukra a drónos felmérés minden egyes lépésének gyakorlati kipróbálására is.
A jelenlegi körülmények között az egyetem környezetében, a szervezett oktatás keretein belül gyakorlatilag lehetetlen a repülés, a következő tényezők miatt:
a) a légtérigényléseket 30 nappal előre be kell nyújtani;
b) az esetlegesen engedélyezett eseti légtér mindössze 7 napig használható fel, ami a még kevésbé kiszámítható időjárás miatt problémás;
c) a repülőterek és egyéb korlátozott légterek miatti engedélykérés szintén jelentős adminisztratív feladatot jelent minden egyes igénylésnél;
d) a drónok oktatási célú felhasználására vonatkozó jogi szabályozás (háttér) hiánya hatalmas hátrányt jelent.
A fent leírtak szerint jelenleg csak a városi környezettől távol tudunk drónozni. Ez rengeteg időt és plusz költséget (üzemanyagot) igényel. Érdemes lenne az oktatási célú drónrepüléseket külön szabályozni, és kedvezményeket biztosítani számukra.
Köszönetnyilvánítás
A kutatást a Kulturális és Innovációs Minisztérium a Nemzeti Kutatási, Fejlesztési és Innovációs Alapból nyújtott támogatásával megvalósuló, TKP2021-NVA-29 számú projekt támogatta, a TKP2021-NVA finanszírozási program keretében.
Hivatkozások
Elliott, A. (2017): Drónok kézikönyve (Handbook of drones). CSER Kiadó, Budapest
Gede, M., Petters, C., Nagy, G., Nagy A., Mészáros, J., Kovács B., Egri Cs. (2013): Laser scanning survey in the Pálvölgy cave, Budapest. Proceedings of the 26th International Cartographic Conference, International Cartographic Association, Dresden, p. 905
Kulcsár, H.: Barátom, a Tisza-tó (My friend, Lake Tisza), 1:26 500, Tisza-tavi Sporthorgász K. N. Kft, 2021
Zentai, L. (2009): The Effect of the Bologna Process on the Cartographic Courses in the Hungarian Higher Education. In: First ICA Symposium on Cartography for Central and Eastern Europe 2009, 2009.02.16–2009.02.17., Vienna, Ausztria.
Zentai, L. (2011a): Szakterületünk felsőoktatása és a bologna folyamat (The higher education of our profession and the Bologna process). Geodézia és Kartográfia, 63(03), pp. 4–7.
Zentai, L. (2011b): Szakterületünk felsőoktatása és a bologna folyamat II. rész (The higher education of our profession and the Bologna process Part II). Geodézia és Kartográfia, 63(04), pp. 4–9.
Zentai, L. (2011c): Szakterületünk felsőoktatása és a bologna folyamat: Eötvös Loránd Tudományegyetem (The higher education of our profession and the Bologna process: Eötvös Loránd University). Geodézia és Kartográfia, 63(6), pp. 9–15.
Zentai, L. (2012): The Role of Output Devices in the Higher Education Courses of Cartography. In: Zentai, L., Reyes Nunez, J. (eds) Maps for the Future. Lecture Notes in Geoinformation and Cartography, vol 5. Springer, Berlin, Heidelberg. https://doi.org/10.1007/978-3-642-19522-8_3
Major, K.; Kozma-Bognár, V.; Enyedi, A.; Váradi, Á.; Berke, J. (2016): Távirányítású drónok kutatási célú vizuális adatainak alkalmazása az oktatásban (Application of visual data of remote-controlled drones for research purposes in education). XXII. „Multimédia az Oktatásban” nemzetközi konferencia, Keszthely.
Pál, M.; Vörös, F.; Kovács, B. (2021): Szabálykövető drónhasználat az ELTE-n: milyen feltételeknek kell megfelelnünk, hogy repülhessünk? (Legal drone use at Eötvös Loránd University (ELTE): what do we have to do to fly?). Geodézia és Kartográfia, 73(5), pp. 23–29.
Restás, Á. (2017): A drónok közszolgálati alkalmazásának lehetőségei (Possibilities of using drones in public services.). Új magyar közigazgatás. KÖZSZÖV, Gödöllő, 10:3, pp. 49–63.
Varga, Zs., Vörös, F., Pál, M., Kovács, B., Jung A., Elek, I. (2022): Performance and Accuracy Comparisons of Classification Methods and Perspective Solutions for UAV-Based Near-Real-Time “Out of the Lab” Data Processing. Sensors 2022, 22(22), 8629