پهپاد فتوگرامتری هواپیمایی کوچک و بدون سرنشین است که برای تهیه نقشه های توپوگرافی و زمینی تا ارتفاع 80 متری از سطح زمین فرستاده می شود. این وسیله بسیار مجهز برای انجام عملیات عکسبرداری هوایی کاربرد گسترده ای دارد.
پهپاد ها مجهز به دوربین های دیجیتال و غیر‌متریک حرفه ای هستند و در مناطق صعب العبور که امکان نقشه برداری زمینی وجود ندارد، به هوا فرستاده می شوند. بدین طریق اطلاعات دقیق از ناحیه مورد نظر از طریق عکس ها در اختیار مهندسین زمین شناسی قرار می گیرد.
این عکس ها در ابتدا مثلث بندی می شوند و محاسبات دقیقی روی آنها صورت می گیرد. سپس در نرم افزار های متفاوت نقشه برداری مدل سه بعدی از آنها طراحی می شود و تمامی اطلاعات زمین و مختصات آن روی این نقشه ها مشخص خواهد شد.
در نتیجه از طریق پهپاد فتوگرامتری عکس ها تبدیل به نقشه های زمینی می شوند. در این مقاله قصد داریم درباره چگونگی تهیه نقشه در مقیاس های متفاوت توسط پهپاد ها توضیحاتی را ارائه دهیم. بنابراین مطالعه این مقاله را از دست ندهید.
چگونه نقشه برداری زمینی با پهپاد فتوگرامتری انجام می شود؟
امروزه به دلیل افزایش سرعت و راحتی در نقشه برداری زمینی و مشخص کردن مختصات دقیق ناحیه موردنظر روی زمین از روش های دستی نقشه برداری استفاده نمی شود و این امر به وسیله دستگاه هایی به نام پهپادهای فتوگرامتری صورت می گیرد.
این تجهیزات از جمله پیشرفته ترین دستگاه هایی هستند که به بشر کمک می کنند تا موقعیت زمین را از طریق عکس برداری هوایی به راحتی تشخیص دهند و اطلاعات دقیق و جزئی زمین را در مقیاس های متفاوت به دست آورند.
حال سوال اینجا‌ست که چگونه از عکس های هوایی نقشه های زمینی تهیه می شود؟ در ادامه ساز و کار پهپاد فتوگرامتری و نحوه نقشه برداری زمینی را بدین طریق شرح می دهیم.
مرحله اول: فرستادن پهپاد در ارتفاع
پهپادها وسیله های پرواز بدون سرنشین هستند که به واسطه دوربین های غیر متریک نصب شده روی خود تصاویر سه بعدی از منطقه مورد نظر را در حالت اینرسی عکسبرداری می کنند. به واسطه کنترل از راه دور پهپاد فتوگرامتری، ارتفاع مناسب تعیین می شود تا برداشت ها صورت گیرد.
در این عکس ها توپوگرافی روی زمین به طور کامل در مقیاس بزرگ قابل مشاهده است. سیستم سازوکار پهپادها به گونه ای است که به صورت عمود بر سطح زمین قرار می گیرند و با عملکرد نقطه یابی، عکسبرداری هوایی را انجام می دهند. البته قبل از فرستادن پهپادها به هوا باید موارد زیر در نظر گرفته شود:
مشخص کردن منطقه مورد نظر و ارزیابی آن
در ابتدا مقیاس و محدوده نقشه برداری توسط مهندسین فتوگرامتری مشخص می شود و منطقه از نظر موقعیت و دسترسی ها بررسی می شود. در صورتی که هیچ گونه مانعی در زمان پرواز پهپاد فتوگرامتری وجود نداشته باشد و شرایط ایده آلی برای پرواز و فرود فراهم شود، عملیات عکس برداری هوایی آغاز خواهد شد.
در این مرحله باید شرایط جوی در زمان پرواز نیز مدنظر قرار گیرد؛ زیرا عکسبرداری در هوای بارانی در کیفیت عکس ها تاثیر خواهد گذاشت و حتی ممکن است به پهپاد نیز آسیب وارد شود. قبل از پرواز باید تمامی اجزای پهپادها از دوربین تا باتری بررسی دقیق شود تا در زمان انجام عملیات عکس برداری مشکلی رخ ندهد.
مشخص کردن مسیر پرواز پهپاد
بعد از بررسی شرایط محیطی و جوی، باید مسیر حرکت پهپاد و نحوه عکس برداری مشخص شود. در این مرحله به واسطه نرم افزارهای مخصوص ارتفاع پرواز، نقشه ای از منطقه تحت پرواز در اختیار مهندسین فتوگرامتری قرار می گیرد تا پهپاد ها را در زمان پرواز کنترل کنند و آنها را در مسیر مورد نظر سوق دهند. همچنین باید محل فرود پهپاد ها روی زمین نیز از قبل مشخص شود تا مشکلی برای این تجهیزات ایجاد نگردد.
نقطه گذاری نرم افزاری روی منطقه موردنظر
پهپاد فتوگرامتری به سیستم های مخابراتی مجهز و پیشرفته ای متصل است که عکس برداری را از طریق نقطه گذاری زمینی انجام می دهد. در این مرحله داده های مورد نیاز به این سیستم داده می شود و بر اساس آن عکس های هوایی گرفته خواهد شد.
این نقاط کنترل به صورت سه بعدی با فاصله مشخص از 200 تا 500 متر قرار می گیرند و شامل کل منطقه موردنظر می شوند. این مرحله ممکن است بعد از عکس برداری یا قبل از آن صورت گیرد.
مرحله دوم: عکسبرداری هوایی
بعد از انجام بررسی های لازم پهپاد برای انجام عکس برداری به هوا فرستاده می شود تا بر اساس ضوابط تعیین شده در هر دو تا سه ثانیه عکس هوایی از منطقه مورد نظر را تهیه کند. به وسیله دوربین های دیجیتال غیر متریک نصب شده روی پهپادها، نتایج عکسبرداری بسیار دقیق خواهد بود.
به واسطه سیستم GPS یک یا دو فرکانسه، دقت عکسبرداری افزایش پیدا می کند و از این طریق نقاط مشخص شده روی زمین به راحتی کنترل خواهد شد. از این رو مختصات درست و دقیقی برای تهیه نقشه های زمینی در اختیار مهندسین این رشته قرار خواهد گرفت.
مرحله سوم: تبدیل عکس هوایی به نقشه زمینی
از جمله مهم ترین مرحله از نقشه برداری زمینی به وسیله پهپاد فتوگرامتری، نحوه تبدیل عکس ها به نقشه های توپوگرافی است. این امر به راحتی توسط نرم افزار های مخصوصی به نام LPS یا اینفو انجام می شود. به واسه الگوریتم هایی که در این نرم افزارها پیاده سازی شده است، تصاویر گرفته شده به طور خودکار به مدل های سه بعدی تبدیل می شوند.
در این مرحله عملیات متفاوتی روی عکس ها انجام می شود که شامل موزاییک بندی تصاویر، مثلث بندی هوایی، مشخص کردن نقاط زمینی، تولید سطح یا مش، ویرایش نقاط، تولید ارتوفتو، ایجاد منحنی های میزان و غیره هستند.
در انتهای پردازش عکس ها و مشخص کردن مقیاس نقشه، تهیه DSM، DEM و سه بعدی سازی زمین انجام می شود تا نقشه های توپوگرافی با مختصات دقیق تهیه شوند. از آنجایی که حجم اطلاعات ذکر شده بسیار بالا‌ست، نرم افزار های مربوطه باید در سیستم های بسیار قوی نصب شوند تا مشکلی در تهیه نقشه های زمینی ایجاد نشود.
سخن آخر
عملیات فتوگرامتری به تکنولوژی تبدیل اطلاعات مکانی از تصاویر به نقشه های زمینی گفته می شود که به واسه تجهیزاتی نظیر پهپاد فتوگرامتری انجام می شود. این هواپیماهای بدون سرنشین با کنترل از راه دور به ارتفاع مشخصی از سطح زمین فرستاده می شوند تا به واسطه دوربین های دیجیتال غیر متریک خود عکس برداری از ناحیه مورد نظر را انجام دهند.
برای انجام نقشه برداری با پهپاد ها باید مراحل متفاوتی صورت گیرد که اولین آن شناسایی و بررسی ناحیه مورد نظر است. بعد از این مرحله پهپاد به هوا فرستاده می شود تا بر اساس سیستم GPS عکس برداری را انجام دهد. زاویه پهپاد با زمین باید به صورت عمود باشد تا نقشه با مختصات دقیق تهیه شود.
در مرحله آخر عملیات تبدیل عکس به نقشه با نرم افزارهای مخصوص فتوگرامتری انجام می شود. این نرم افزارها به صورت اتوماتیک پردازش داده ها را انجام می دهند و در انتها مدل سه بعدی از نقطه های ایجاد‌شده روی عکس ها به صورت خروجی نقشه زمینی در اختیار مهندسین این رشته قرار می گیرد. از این رو در بسیاری از حیطه ها به خصوص بخش ساخت و ساز از نقشه های موجود استفاده کاربردی خواهد شد.
Source: www.sciencedirect.com
بدون دیدگاه