نقاط کنترل زمینی، واجب تر از نان شب !!

در این مطلب از سری آموزش های نقشه برداری با پهپاد قصد دارم بگویم چرا نقاط کنترل زمینی در بحث پهپاد نقشه برداری از نان شب هم واجب تر است؟! شاید تیتر این مطلب برای برخی ها کمی تعجب برانگیز باشد. اما اگر بخواهم خیلی صادقانه صحبت کنم می توانم علتش را اینطور بیان کنم. اگر شما به اندازه کافی از نقاط کنترل زمینی در پروژه نقشه برداری با پهپادتان استفاده نکرده باشید، نقشه ای که تهیه می کنید از دقت کافی برخوردار نبوده و در نهایت کارفرما حق الزحمه شما را پرداخت نکرده و نمی توانید نان شبتان را تهیه کنید.

توجیه مطلق با استفاده از نقاط کنترل زمینی

اگر از شوخی بگذریم، برای بیان اهمیت نقاط کنترل زمینی در تهیه نقشه با استفاده از پهپاد لازم است نکاتی بیان گردد. اول از همه می دانیم که برای انجام توجیه مطلق یک مدل سه بعدی و یا یک سری مختصات سه بعدی، به حداقل سه نقطه کنترل کامل احتیاج داریم. منظور از نقطه کنترل کامل نقطه ایست که دارای هر سه مختصات X,Y,Z باشد. پس با کمتر از سه نقطه نباید انتظار داشت که مدل سه بعدی مورد نظر شما به درستی ژئورفرنس شود.

تعداد و پراکندگی نقاط کنترل زمینی

نکته بعدی در رابطه با نقاط کنترل زمینی تعداد و پراکندگی آنهاست. تعداد نقاط کنترل به وضعیت تصاویر شما ارتباط زیادی دارد. یعنی اگر مختصات مراکز تصاویر با دقت بالایی بدست نیامده باشد – یعنی بر روی پرنده از GPS های معمولی استفاده شود، نظیر کوادکوپتر فانتوم ۴ پرو – می بایست برای رسیدن به دقت مطلوب در هر هکتار یک نقطه کنترل درنظر گرفت. البته این تعداد به مقیاس نقشه شما نیز مرتبط است. برای مثال، جهت تهیه نقشه کاداستر روستایی با مقیاس ۱:۲۰۰۰ نیازی به این تعداد نیست. می توان در هر دو یا سه هکتار یک نقطه را درنظر گرفت. این درحالیست که اگر مختصات مراکز تصویر و همچنین مقدار دورانهای تصاویر با دقت بالایی بدست آمده باشد –  یعنی از GPSهای دقیق بر روی پرنده استفاده شود نظیر هواپیمای طارق – می توان با حداقل تعداد نقاط کنترل، نقشه یک منطقه را تهیه نمود.

دقت داشته باشید وضعیت پراکندگی نقاط کنترل باید به گونه ای باشد که در سراسر منطقه به صورت تقریبا یکسان پخش شده باشد. یعنی به گونه ای نباشد که در یک قسمت تعداد زیاد و در قسمتی دیگر تعداد کمی بکار رفته باشد.

این نکته را بخاطر بسپارید:

در هر قسمتی که فاصله نقاط کنترل زیاد باشد، دقت در آن مناطق کمتر است.  

برای توضیح بیشتر عبارت بالا از یک مثال استفاده می کنم. وضعیت یک مدل سه بعدی و نقاط کنترل دقیقا شبیه انداختن یک پارچه بر روی چند میخ است. هر چقدر فاصله بین میخ ها زیاد باشد، خمیدگی پارچه نیز زیاد شده و صاف بودن خود را از دست می دهد.

اما هر چقدر فاصله بین میخ ها کمتر باشد، پارچه کمتر شکم می دهد و صاف تر می ایستد.

دقیقا وضعیت مدل سه بعدی نیز چنین است. وضعیت یک مدل سه بعدی که از پردازش تصاویر بدست می آید دقیقا شبیه به یک چانه ی خمیر است که می تواند شکل بگیرد. نقاط کنترل به شکل گیری این مدل سه بعدی کمک زیادی می کنند. هر چقدر تعداد این نقاط بیشتر باشد، مدل سه بعدی به زمین بیشتر می چسبد و این امر باعث افزایش دقت مدلسازی و در نهایت باعث افزایش دقت نقشه تهیه شده می شود.

نکته ای که اکثر فعالان در حوزه پهپاد فتوگرامتری از آن غافل هستند این است که مدل سه بعدی را فقط از نظر بصری بررسی می کنند. و از آنجاییکه بعد از پردازش تصاویر به یک مدل سه بعدی بسیار زیبا می رسند، فکر می کنند که این مدل تولید شده هیچگونه ایرادی ندارد و چون به حالت واقعی بسیار نزدیک است پس دقت مطلوبی دارد. اما باید توجه داشت که این مدل فقط از نظر بصری زیباست. و اگر اصول فنی مربوط به افزایش دقت در تهیه آن بکار نرفته باشد، صحت و دقت قابل قبولی از از نظر یک نقشه برداری نخواهد داشت.

نکته نهایی:

دقت کنید مجددا تکرار می کنم، در حالتی شما به تعداد نقاط کنترل زمینی زیاد احتیاج دارید که تعیین موقعیت مراکز تصاویر شما با دقت کمی (با استفاده از GPSهای دستی) تعیین شده باشد. اگر از GPS PPK یا GPS RTK  تک یا دوفرکانسه استفاده شود وابستگی به نقاط کنترل به مراتب بسیار کم می شود.