Branża fotowoltaiczna przechodzi obecnie okres intensywnych zmian. Nowelizacja ustawy dla prosumentów, która zmieni zasady rozliczania się od kwietnia 2022 roku dyktuje nowe warunki. Konsumentom zostało coraz mniej czasu na decyzję o montażu instalacji i oczekują konkretnych informacji od pierwszego kontaktu. Dzięki współpracy z wieloma podmiotami zajmującymi się OZE mamy okazję poznania ich potrzeb. W odpowiedzi na nie stworzyliśmy algorytm Oferro Fotowoltaika, który ma usprawnić ich codzienną pracę. Więcej o samym algorytmie można przeczytać u nas na blogu. Dziś wyjaśnimy skąd pobieramy dane i dlaczego właśnie te źródła informacji są kluczowe w procesie generowania dokładnej analizy dachów pod instalacje.

System Informacji Geograficznej (SIG) (ang. Geographic Information System GIS) — to system informacyjny służący do wprowadzania, gromadzenia, przetwarzania, analizy oraz wizualizacji danych geograficznych, którego jedną z funkcji jest wspomaganie procesu decyzyjnego.

Powstanie SIG jest wynikiem połączenia prac prowadzonych w różnych dziedzinach: geografii, kartografii, geodezji, informatyce, elektronice, itp.

Istotnym elementem niezbędnym do tworzenia systemu informacji geograficznej jest posiadanie odpowiednich i wiarygodnych danych. Dane SIG są zbierane i łączone z różnorodnych źródeł tj: zdjęcia satelitarne i lotnicze, digitalizowane mapy analogowe, pomiary w terenie, dane GPS oraz bazy danych – Rysunek 1.

Dane przestrzenne mogą zawierać informacje zarówno o kształcie i lokalizacji bezwzględnej poszczególnych obiektów w wybranym układzie odniesienia (np. we współrzędnych geograficznych w odwzorowaniu właściwym dla danej skali mapy i obszaru odwzorowywanego), jak również o ich rozmieszczeniu wzajemnym względem innych obiektów (topologia).

Pod względem struktury i zawartości informacyjnej dane przestrzenne dzielą się na:

• wektorowe – Rysunek 2
  • • punkty
    • linie
    • wielokąty (poligony)
• rastrowe – ortofotomapa
• dane opisowe – atrybuty

Struktura danych SIG składa się z warstw informacyjnych. Na każdej warstwie znajdują się dane tylko jednego rodzaju, np. na warstwie „Zasoby wodne” (patrz Rysunek 2) znajdują się rzeki, które są odwzorowywane jako linie; na warstwie „Gleby” widnieją obszary w formie wielokątów reprezentujące poszczególne rodzaje gleb występujących na danym terenie. Warstwy wektorowe pochodzą przeważnie z pomiarów geodezyjnych. Do każdego z tych obiektów są dołączone dane opisowe (atrybuty) przechowywane w bazie danych zintegrowanej z systemem SIG.

Ortofotomapa reprezentuje dana rastrowe, są to przeważnie zdjęcia satelitarne lub lotnicze, zorientowane we współrzędnych geograficznych – Rysunek 3. Przyjmuje się ją głównie jako podstawę do wizualizacji i na nią nakłada poszczególne warstwy wektorowe.

Przed rozpoczęciem niniejszego projektu przeanalizowaliśmy dostępne źródła mapowe i systemy SIG. Najpopularniejszym serwisem mapowym są Google Maps, ale jeśli chodzi o Polskę, to rozdzielczość, a szczególnie aktualność tych map pozostawia wiele do życzenia. Innym analizowanym przez nas źródłem danych był EarthExplorer, ale tam rozdzielczość była jeszcze mniejsza. W naszym przypadku, gdy analizujemy nie tylko cały dach, ale każdy jego element, który przeszkadza w instalacji paneli, rozdzielczość jest kluczowym parametrem.

Tak więc w przypadku Oferro Fotowoltaika zdecydowaliśmy się skorzystać z najaktualniejszego w tej chwili w Polsce serwisu mapowego – Geoportal https://mapy.geoportal.gov.pl, dla którego dane przygotowuje Główny Urząd Geodezji i Kartografii (GUGiK).

Na Rysunku 4 i Rysunku 5 jest przedstawiony ten sam budynek Warty w Warszawie pobrany odpowiednio z Geoportalu i z Google Maps. Niezależnie od widocznej na pierwszy rzut oka różnicy w rozdzielczości (ostrości) obu zdjęć satelitarnych, proszę zwrócić uwagę na budynek w dolnym lewym rogu zdjęcia z Geoportalu. W tym samym miejscu na zdjęciu z Google Maps jest jeszcze trawnik, ponieważ aktualizacja tych ortofotomap dla terenu Polski wynosi od 2 do 5 lat.

Należy zwrócić uwagę, że Geoportal wykonuje aktualizację ortofotomapy, jak też warstw informacyjnych z częstotliwością kwartalną.

Geoportal udostępnia zarówno ortofotomapę, jak też warstwy wektorowe własne oraz innych instytucji państwowych tj. np. Instytut Meteorologii i Gospodarki Wodnej, Państwowy Instytut Geologiczny, itd. W przypadku Oferro Fotowoltaika wykorzystujemy informację dotyczącą budynków oraz adresów z nimi związanymi, jak na Rysunku 6.

Do naszych celów pobieramy mapy w skalach 1:5000 i 1:2500 z pikselem o wielkości odpowiednio: 25×25 cm i 10×10 cm oraz 7×7 cm i 5x5cm. Dokładniejsze są już tylko zdjęcia lotnicze, których obecnie nie pobieramy. Warstwa budynków jest pobierana wraz z atrybutami zawierającymi klasyfikację budynków. W jej skład wchodzą takie informacje, jak:

• Powiat – nr z możliwością dołączenia słownika
• Kategoria budynku (21 kategorii)
• Klasyfikacja funkcji budynków (21 klas głównych, w tym funkcji szczegółowych jest 175.)
• Status (5 kategorii istnienia)
• Liczba kondygnacji
• Czy to jest zabytek (0,1)?

Na podstawie poligonu budynku można też obliczyć powierzchnię jego fundamentów, co jest podstawą do obliczania powierzchni dachu. Do algorytmu przetwarzania obrazu wchodzą poszczególne budynki wycięte z ortofotomapy z buforem dookoła (patrz Rysunek 7)

Dokładność pozyskiwanych przez nas danych jest kluczowa dla prawidłowego przeprowadzenia analizy dachów. Dzięki temu instalator otrzymuje od nas bazę leadów, spośród których z łatwością może wybrać te o największym potencjale, zaplanować i skupić swoje działania na konkretnych adresach dla najlepszych rezultatów. Zaletą oferowanego przez nas rozwiązania jest to, że w krótkim czasie możemy przeanalizować dowolną liczbę budynków w wybranym regionie.

Źródła grafik:

Rysunek 1: https://docplayer.pl/17455386-Systemy-informacji-geograficznej-ich-rola-i-zastosowanie.html

Rysunek 2: https://wseiz.pl/files/materialy/GISwyklad1.pdf

Rysunek 3: https://geoforum.pl/news/27598/prawdziwa-ortofotomapa

Materiał opracowała dr inż. Tatiana Jaworska.