تاثیر کشیدگی تصویر بر روی دقت نقشه برداری با پهپاد

اهمیت کشیدگی تصویر

کشیدگی تصویر یکی از رایج ترین خطاهای تصویربرداری در فتوگرامتری هوایی است. علت اصلی بروز کشیدگی تصویر حرکت هواپیما یا پرنده در هنگام باز بودن دریچه شاتر دوربین است. سوال اصلی که مطرح می شود این است که میزان کشیدگی تصویر چقدر اهمیت دارد؟

بحث کشیدگی تصویر یکی از اصلی ترین خطاهایی است که در تصاویر هوایی اخذ شده به وجود می آید. چه تصاویر به روش های سنتی فتوگرامتری (پرواز با هواپیما) تهیه شده باشند چه با استفاده از پهپادهای متداول مانند فانتوم 4 پرو. در مطلب امروز قصد داریم نحوه محاسبه کشیدگی تصاویر بدست آمده از پهپادها و مقدار تاثیر آن را بر روی نقشه های تولید شده به راحتی و سادگی توضیح دهیم.

کشیدگی تصویر چیست؟

بروز کشیدگی تصویر دلایل مختلفی دارد که می توان به مواردی همچون حرکت هواپیما یا پرنده، دوران و لرزش در لحظه باز شدن دریچه شاتر اشاره نمود. این خطا باعث مات شدگی تصویر و جا به جایی نقاط تصویر خواهد شد. داخل دوربين، جبرانگر کشيدگي تصوير (IMS) طوري قرار داده مي شود که فيلم را در لحظه عکسبرداري حرکت مي دهد. اغلب در کارهاي فتوگرامتري، استفاده از IMS ضرورت پيدا نمي کند مگر براي کارهاي خاص که دقت بالا لازم داشته باشد.

محاسبه کشیدگی تصویر

رابطه ای در فیزیک وجود دارد که به سادگی ارتباط میان زمان، میزان جا به جایی و سرعت پرنده را بیان می کند.

X=V × t

این رابطه بیانگر این است که اگر متحرکی با سرعتی مشخص در مدت زمان مشخص و معلومی حرکت کند، میزان جابه جایی آن به اندازه متغیر x خواهد بود.

رابطه گفته شده در بحث پرواز و تصویربرداری با پهپاد نیز صادق و برقرار است. هدف ما پیدا کردن متغیر x است. با یک مثال ساده این رابطه را برای پهپاد بیان می کنیم. اگر پرنده ما (مثلا یک مولتی روتور) با سرعت 8 متر بر ثانیه پرواز کند، می خواهیم ببینیم در مدت زمانی که شاتر دوربین باز و بسته می شود، مقدار حرکت پرنده چقدر بوده است. اگر سرعت شاتر 1000/1 ثانیه باشد، مقدار x برابر خواهد بود با 0.008 متر یا 8 میلی متر. به عبارت دیگر می توان گفت اگر پرنده با سرعت 8 متر بر ثانیه حرکت کند در لحظه ای که شاتر با سرعت 1000/1 ثانیه باز و بسته می شود، پرنده فقط به اندازه 8 میلی متر در فضای واقعی جا به جا شده است.

مساله دیگری که اکنون مطرح می شود این است که مقدار 8 میلی متر جا به جایی حاصل شده، چه مقدار از پیکسل سایز است. برای بررسی این موضوع این نسبت را در نظر میگیریم :

بعنوان مثال پرنده فانتوم را در نظر می گیریم که فاصله کانونی آن 8.8 میلی متر می باشد. اگر ارتفاع پرواز 100 متر باشد، رابطه گفته شده به این شکل خواهد بود:

پیکسل سایز سنسور پرنده فانتوم 2.5 میکرون است. با استقاده از این نسبت ساده میزان کشیدگی تصویر مشخص می شود :

به این ترتیب اگر پرنده ( مولتی روتور ) با سرعت 8 متر بر ثانیه حرکت کرده و سرعت شاتر 1000/1 باشد، کشیدگی تصویر کمتر از 3/1 خواهد بود. این مساله به این معناست که اگر سرعت شاتر متناسبی انتخاب شود، کشیدگی تصویر زیادی ایجاد نخواهد شد. اما اگر کشیدگی تصویر حاصل شده بیشتر از نیم پیکسل باشد، طبیعتا لازم است مقادیر دیگری برای سرعت پرواز پرنده و سرعت شاتر در نظر گرفته شود.

امیدوارم که با مطالب گفته شده در این مقاله، مفهوم خطای کشیدگی تصویر برای شما دوستان مشخص شده و روش مناسب برای کاهش اثر آن را درک نموده باشید. برای مشاهده آموزش های عملی در خصوص نقشه برداری با پهپاد می توانید جزئیات دوره آموزشی صفر تا صد نقشه برداری با پهپاد را مطالعه بفرمایید.