GSD چیست و چه تاثیری بر تولید نقشه نهایی دارد؟

کلمه GSD مخفف عبارت Ground Sample Distance یا فاصله نمونه برداری زمینی است. این عبارت به فاصله بین دو مرکز پیکسل متوالی بر روی زمین گفته می شود.

هر چه ابعاد GSD بزرگتر باشد وضوح تصویر کمتر و جزییات محدودتری قابل مشاهده است. GSD رابطه مستقیمی با ارتفاع پرواز دارد. بطوریکه برای یک دوربین هر چه ارتفاع پرواز بیشتر باشد مقدار GSD بزرگتر خواهد شد. به عنوان مثال:

• GSD پنج سانتی متر نشان دهنده این است که ابعاد یک پیکسل از تصویر، معادل ۵ سانتی متر بر روی زمین است. (۵x5 = 25 square centimeters)
• و یا GSD ده متر نشان دهنده این است که ابعاد یک پیکسل از تصویر معادل ۱۰ متر بر روی زمین است. (۱۰x10 = 100 square centimeters)

نکته ای که در GSD باید مورد توجه قرار گیرد این است که با وجود ارتفاع ثابت پرواز، تصاویر یک پروژه ممکن است دارای یک GSD نباشد.

این اتفاق به دلیل تغییر ارتفاع زمین و تغییر زاویه دوربین در هنگام تصویر برداری بوجود می آید. به همین دلیل در هنگام پردازش و تهیه ابر نقاط GSD متوسط یا میانگین، محاسبه و در نظر گرفته می شود.

نحوه محاسبه ابعاد GSD:

رابطه ای ساده برای محاسبه ابعاد فاصله نمونه برداری زمینی وجود دارد که در زیر به آن اشاره می گردد. با توجه به تصویر زیر داریم:

F_R (mm) / H (m) = pixel pitch (mm) / GSD (m).l

در این فرمولFR فاصله کانونی، H ارتفاع پرواز، Pixel Pitch  ابعاد هر پیکسل بر روی سنسور دوربین است.

برای محاسبه میزان پوشش هر تصویر بر روی زمین نیز از تناسب زیر می توان استفاده نمود.

F_R (mm) / H (m) =  S_w / D_w

که در آن S_{w اندازه طول یا عرض سنسور بر حسب میلیمتر است و Dw اندازه طول یا عرض سنسور بر روی زمین بر حسب متر است.}

با توجه به توضیحات بالا، ذکر این نکته ضروری است که هر چقدر ابعاد Ground Sample Distance کوچک باشد، قدرت تفکیک مکانی بالاتر می رود.

اما این امر همیشه باعث افزایش دقت تهیه نقشه نمی شود. زیرا با کاهش pixel pitch اندازه هر پیکسل سنسور کوچکتر شده و این امر باعث می شود تا در دوربین های ضعیف، سنسور نتواند نور را به اندازه کافی جذب کند و در نتیجه باعث کاهش قدرت تفکیک طیفی می گردد.

کاهش قدرت تفکیک طیفی در تعبیری ساده باعث کاهش کیفیت تصاویر و در نهایت باعث تقلیل دقت تولید ارتوفتو (عکس نقشه) می شود.

کاهش کیفیت و دقت ارتوفتو باعث می شود که عامل کارتوگراف نتواند لبه ساختمانها و دیگر عوارض را به خوبی تشخیص داده و آنها را ترسیم نماید.

پس ضروری است که در پروژه های پهپاد فتوگرامتری جهت حفظ کیفیت ارتوفتو، ارتفاع پرواز مناسبی با توجه به سنسور دوربین مورد استفاده درنظر گرفت.