دقت نقشه های تهیه شده با پهپاد

در این مطلب قصد داریم در مورد دقت نقشه برداری با پهپاد صحبت کنیم. همانطور که می دانیم دقت ارتفاعی و مسطحاتی نقشه ها، امری بسیار حیاتی بوده و در انتخاب روش تهیه نقشه، این مساله حرف اول را می زند.

برای ادامه مطلب می توانید ویدئو را بییند، فایل صوتی را گوش کنید یا متن را بخوانید:

فایل صوتی را از این قسمت می توانید گوش دهید.

متاسفانه هنوز برخی از کارفرمایان نسبت به دقت نقشه برداری با پهپاد تردید داشته و روش های سنتی و قدیمی تهیه نقشه را که مستلزم صرف وقت و هزینه بسیار است را به این روش نوین ترجیح می دهند. اما غافل از این هستند که روش پهپاد فتوگرامتری پس از تست های زیاد انجام شده از زمان ظهور این سیستم، نشان داده است که نقشه برداری با استفاده از پهپاد فتوگرامتری دارای دقت مسطحاتی و ارتفاعی بسیار بالا در مقیاس های مختلف هستند.

از سوی دیگر، اگر با نقشه ای مواجه شویم که توسط سیستم فتوگرامتری پهپاد تهیه شده و دقت ارتفاعی یا مسطحاتی مناسبی دارا نیست، مشکل از سیستم تهیه نقشه نیست بلکه اپراتور سیستم پهپاد اپراتور مسلط و اگاه به سیستم نبوده است.

نکته حائز اهمیتی که در رابطه با تهیه نقشه با استفاده از پهپاد وجود دارد این است که تهیه نقشه در این سیستم با آن چه که ما نقشه برداران طی سال های گذشته آموخته و از آن ها استفاده کرده ایم، کمی متفاوت است. عدم توجه به این تفاوت ها باعث بروز مشکلاتی در روند تهیه نقشه و همچنین دقت به دست آمده می شود که این امر باعث دلسردی افراد تازه کار نسبت به این سیستم می گردد.

در روش های کلاسیک تهیه نقشه اگر ایرادی در کار مشاهده می گردید، نهایتاً عامل زمینی با صرف هزینه ای اندک دوباره به محل بازگشته و نقایص را برطرف می نمود. اما در این سیستم همه موارد به یکدیگر ارتباط دارند، ضعف و سهل انگاری در هر مرحله باعث بروز خطا در مراحل بعدی می گردد.

بصورت کلی تهیه نقشه با سیستم پهپاد فتوگرامتری اصول و چارچوبی دارد که با رعایت این اصول با اطمینان می توان به نقشه ای مطلوب دست یافت و اگر  یکی از این اصول رعایت نشود متاسفانه نقشه تهیه شده مشکلات بسیاری خواهد داشت.

با نگاهی کلی به این اصول می توان این موارد را بیان نمود :

موارد موئر در دقت نقشه برداری با پهپاد

• دوربین تصویربرداری

  

انتخاب دوربین مناسب برای تصویربرداری با سیستم پهپاد فتوگرامتری بسیار مهم است و دقت نقشه تهیه شده نسبت مستقیمی با رزولوشن دوربین مورد استفاده دارد.

• ارتفاع پرواز

ارتفاع پرواز باید بگونه ای تنظیم شود که عوارض مورد نیاز برای تهیه نقشه بر اساس مقیاس مورد نظر، در تصاویر اخذ شده مشاهده شوند. بنابراین برای تهیه نقشه در مقیاس های مختلف، انتخاب ارتفاع پرواز مناسب یکی از مهم ترین فاکتورهاست.

• نقاط کنترل زمینی

همانطور که بارها اشاره شده، برای تهیه نقشه با دقت بالا، استفاده از نقاط کنترل زمینی امری اجتناب ناپذیر است.  زمانی که از نقاط کنترل با تراکم مناسب و در مکانهای مناسب استفاده نشود، نقشه تهیه شده دارای اعتبار بالا و مناسبی نیست. بعنوان مثال برای تهیه نقشه 1/500 بایسیت در هر هکتار حداقل یک نقطه زمینی وجود داشته باشد.

تعداد نقاط کنترل علاوه بر پستی و بلندی منطقه به کیفیت دوربین و لنز مورد استفاده نیز بستگی دارد. هرچه ساختار دوربین محکمتر و پایدارتر باشد و همچنین لنز مورد استفاده از کمترین اعوجاج برخوردار باشد می توان تعداد نقاط کنترل را به طور قابل ملاحظه کم کرد.

راهکارهای افزایش دقت نقشه برداری با پهپاد

تمام تلاش بر این است تا افرادی که قصد دارند از این سامانه استفاده کنند متوجه این تفاوت ها شده و از روند صحیح برای تهیه نقشه استفاده نمایند.

اما با وجود چنین تفاوت های در روند تهیه نقشه، کماکان می توان به دقت های به دست آمده اعتماد نمود. این در حالی است که تمام مواردی که در ادامه ذکر می شود به خوبی رعایت و اصولی به کار گرفته شوند.

مواردی که می بایست در سامانه پهپاد فتوگرامتری با نهایت دقت در نظر گرفته شوند:

• طراحی و جانمایی تارگت ها یا نقاط کنترل زمینی
• تعداد تارگت ها ( نقاط کنترل زمینی) و تعیین مختصات آنها
• طراحی رن های پروازی
• تصویربرداری هوایی
• پردازش تصاویر و تهیه نقشه

1. ارتفاع پرواز مناسب

برای تهیه نقشه 1/500 ارتفاع پرواز ۸۰ الی ۱۰۰ متر ارتفاع پرواز مناسبی خواهد بود و یا برای نقشه با مقیاس 1/1000 می توان ارتفاع پرواز را تا ۱۳۰ متر افزایش داد.

2. تعداد و پراکندگی نقاط کنترل

به طور کلی و برای سامانه های معمول مورد استفاده در این سیستم، می بایست در هر هکتار یک نقطه کنترل در نظر گرفت. هرچه توپوگرافی شدیدتر باشد، حساسیت بیشتر شده و هرچه منطقه یکنواختی داشته باشد می توان از تعداد نقاط کنترل با یک ضریب اطمینان کاسته شود. اما این کاسته شدن بدان معنا نیست که در منطقه تپه ماهور با وسعت ۵۰۰ هکتار، تنها ۲۰ نقطه کنترل در نظر گرفته شود.

3.کیفیت دوربین مورد استفاده

یک دوربین مناسب برای پهپاد فتوگرامتری، دوربین متریکی است که دارای حداقل ۱۸ الی ۲۰ مگاپیکسل رزولوشن باشد. دوربین نصب شده بر روی پهپاد فانتوم ۴ دارای رزولوشن ۱۲ مگاپیکسل است که از این دوربین نمیتوان نقشه های دقیق تهیه نمود.

دقت نقشه بردرای با پهپاد(مسطحاتی و ارتفاعی) در کل دنیا کاملا قابل قبول است. با این سیستم هم می توان نقشه های ارتفاعی دقیق تهیه کرد و هم نقشه های مسطحاتی بسیار دقیق.

سیستم های پهپاد فتوگرامتری امروزی دارای این توانایی هستند که می توانند نقشه 1/500 را با دقت مسطحاتی ۳ تا ۵ سانتی متر و دقت ارتفاعی ۸ تا ۱۵ سانتی متر تهیه نمایند. اگر دقت های نقشه تهیه شده با مقادیر گفته شده تفاوت دارد، ناشی از این است که نکات گفته شده به دقت رعایت نشده اند.

نحوه بررسی دقت نقشه های پهپاد

در ادامه روش هایی را برای بررسی و آزمایش دقت نقشه های تهیه شده بوسیله پهپاد معرفی نماییم.

فایل صوتی این مطلب را هم می توانید از اینجا گوش دهید.

روش اول : مقایسه با نقشه زمینی

اولین و ساده ترین روش، مقایسه نقشه تهیه شده با این روش و نقشه تهیه شده به روش نقشه برداری زمینی است. به این ترتیب که پس از عملیات پرواز و پردازش تصاویر و تهیه نقشه دوربین نقشه برداری یا دستگاه جی پی اس چند فرکانسه در منطقه قرار می گیرد. سپس مختصات چند گوشه از عوارض مشخص در منطقه برداشت می شود. این مختصات حاصله بر روی نقشه تهیه شده به روش پهپاد فتوگرامتری قرار می گیرد.

به این ترتیب می توان اختلاف مختصات ها را محاسبه نموده و با میانگین گیری از این اختلاف ها، می توان دقت کلی نقشه را محاسبه نمود. دقت حاصله بیانگر دقت ارتفاعی و مسطحاتی نقشه حاصل از روش سیستم پهپاد فتوگرامتری است.

روش دوم: استفاده از نقاط کنترل و چک

روش بررسی دوم، کمی دقیق تر از روش اول است. در این روش از نقاط کنترل و نقاط چک در پردازش استفاده می شود. بعنوان مثال اگر پروژه مورد نظر نقشه برداری از منطقه ای به وسعت ۵۰ هکتار و تهیه نقشه ۱/۵۰۰ باشد، به ۴۰ الی ۵۰ نقطه کنترل بر روی زمین مورد نیاز است. علاوه بر این نقاط، ۱۰ الی ۱۵ نقطه نیز بصورت پراکنده در کل منطقه ایجاد نموده که بعنوان نقاط چک در نظر گرفته می شود.

مختصات این نقاط (کنترل و چک ) بوسیله دوربین نقشه برداری و یا بوسیله دستگاه  GPS RTK قرائت شده و در هنگام معرفی نقاط کنترل به مدل سه بعدی در نرم افزار متاشیپ، تمامی این نقاط را به مدل سه بعدی معرفی می نماییم.

نکته در این است که پس از معرفی نقاط به نرم افزار، باید نقاط چک را از پروسه optimization مدل سه بعدی خارج نماییم. برای این کار تنها کافیست که تیک کنار نقاط چک را برداریم و فقط از نقاط کنترل در مرحله بهینه سازی یا optimization استفاده کنیم.

این مطلب به این معناست که مدل سه بعدی با استفاده از نقاط کنترل توجیه شده و به دقت مطلوبی می رسد.

پس از optimize کردن، از منوی فایل، گزینه Generate Report را می زنیم. خروجی یک فایل PDF است که حاوی دقت نقاط چک است. هم بصورت تک نقطه و هم بصورت کلی برای تمامی نقاط چک می توان دقت را بررسی نمود.

با انجام هر دو روش بررسی دقت، این نتیجه حاصل می شود که دقت نقشه های حاصل از سیستم پهپاد فتوگرامتری در حد دقت نقشه برداری زمینی بوده با این تفاوت که از نظر زمانی و هزینه بسیار معقول تر و مقبول تر است.

+ +

بیشتر بخوانیم:

نمونه پروژه ها و داده های پهپاد

سوالات متداول

نقشه برداری با پهپاد چقدر دقیق است؟

دقت نقشه برداری با پهپاد به اندازه ای است که می تواند نقشه 1/500 را با دقت مسطحاتی ۳ تا ۵ سانتی متر و دقت ارتفاعی ۸ تا ۱۵ سانتی متر تهیه نمایند. این دقت بیشتر از روش های نقشه برداری زمینی است.