نقشه برداری یا تصویر برداری هوایی با پهپاد

نقشه به معنای تصویر و نمایش عوارض مصنوعی و طبیعی زمین است و نقشه برداری، فنی است که نقشه بردار به کمک آن موقعیت عوارض طبیعی یا مصنوعی روی زمین را نسبت به هم تعیین نموده و با ترسیم برداشت های انجام شده ،نقشه را تنظیم و تهیه می کند. نقشه برداری با پهپاد نوعی از نقشه برداری است.

پهپاد نقشه برداری چیست؟

پهپاد نقشه برداری، هواپیمایی است که از راه دور هدایت و برای انجام امور مختلف نقشه برداری هوایی استفاده می‌شود. پهپاد نقشه برداری، نوعی سنجنده محسوب می شود که مجهز به دوربین تصویر برداری، سنجندۀ مادون قرمز و لیدار می باشد. استفاده از پهپاد نقشه برداری، علاوه بر دقت و سرعت بالا، قابلیت عبور از مناطق خطرناک و صعب العبور را در هر بازه زمانی فراهم می‌کند.

پس بطور کلی نقشه برداری هوایی با پهپاد با مراحل زیر انجام می شود:

• بررسی منطقه و تعیین پارامترهای پرواز

• تعیین محدوده پرواز و طراحی رن های تصویربرداری

• ایجاد نقاط کنترل و قرائت مختصات آنها

• پرواز و تصویربرداری هوایی

• پالایش و پردازش تصاویر

• تهیه محصولات مختلف نظیر ابرنقاط، ارتوفتو، DEM و …

• تهیه نقشه های بُرداری (وکتور)

1- بررسی منطقه و تعیین پارامترهای پرواز

در بررسی منطقه، وسعت آن تخمین زده می شود. سپس نوع کار (شهری و غیرشهری بودن) مشخص شده و بر این اساس محل و تعداد نقاط کنترل زمینی، ارتفاع پرواز، پرنده و دوربین مورد نیاز، فاصله کانونی دوربین، پوشش های طولی و عرضی برآورد شده و دیگر تجهیزات مورد نیاز مهیا می شود. در فرایند نقشه برداری با پهپاد قبل از پرواز باید پارامترهای مربوط به تصویر برداری هوایی یعنی سرعت شاتر، ایزو، فوکوس و دریچه دیافراگم تنظیم شوند. با این کار، شما از تصاویری با کیفیت و روشنایی مناسب بهره مند می شوید.

همچنین بهتر است مسیرهای پرواز قبل از شروع نقشه برداری هوایی با پهپاد، در دفتر طراحی و در اپلیکیشن های پرواز ذخیره شده باشند. در این صورت بدون اتلاف وقت عملیات تصویر برداری هوایی با پهپاد را به سرعت انجام می دهید. رعایت این موارد بعدا در پردازش تصاویر در نقشه برداری با پهپاد، باعث انجام کار بدون وقفه و تولید محصولات با کیفیتی می شود.

2- تعیین محدوده پرواز و طراحی رن های تصویر برداری

با بررسی های انجام شده در مرحله قبل، شکل کلی منطقه تخمین زده می شود. بر اساس وسعت و شکل منطقه، رن های پرواز طراحی می شود. با طراحی رن ها، تعداد پروازهای مورد نیاز برای پوشش کل منطقه بدست می آید و با تعداد پروازهای محاسبه شده، تعداد روزهای مورد نیاز برای پرواز مشخص می شود.

علاوه بر این در این قسمت باید طراحی ها به گونه ای صورت گیرد که در عین حال که کیفیت و دقت نقشه تضمین می شود، تعداد پروازهای مورد نیاز به حداقل برسد. شما می توانید با داشتن پارامترهایی مثل مدت زمان پرواز پرنده با یک باطری و ارتفاع پرواز، وسعتی که پرنده در یک پرواز پوشش می دهد را محاسبه نمایید.

3- ایجاد نقاط کنترل زمینی و قرائت مختصات آن ها

یکی از مهمترین بخش های آماده سازی منطقه برای تصویربرداری هوایی، ایجاد نقاط کنترل زمینی است. نقاط کنترل زمینی یا تارگت ها باید به گونه ای بر روی زمین ایجاد شوند که علاوه بر اینکه تا انتهای مدت زمان پرواز به جا مانده باشند، ابعاد و شکل مناسبی داشته باشند که در تصاویر بخوبی دیده شوند.

با اسپری کردن شکل تارگت ها بر روی زمین می توان آنها را ایجاد کرد اما اگر منطقه خاکی و یا زراعی باشد که رنگ و اسپری بر روی زمین حک نشود، می بایست از وسایلی مثل بنر و یا پلاستیک برای ساخت تارگت ها استفاده نمود. جهت قرائت مختصات مرکز تارگت ها از وسایلی نظیر توتال استیشن و یا GPS RTK می توان استفاده نمود.

4- پرواز و تصویربرداری هوایی

یکی از مهمترین قسمت های یک پروژه نقشه برداری، تصویر برداری هوایی با پهپاد است. برای انجام یک پرواز امن با پهپاد باید مجوزهای لازم از مراجع ذی صلاح قبلا اخذ شده باشد. علاوه بر این باید از وضعیت سلامت پرنده خود به خوبی آگاه باشید؛ چرا که یک اشتباه کوچک در عملیات تصویر برداری هوایی می تواند در ساده ترین حالت ضررهای چند میلیاردی و در بدترین حالت ضررهای جانی غیرقابل جبران به شما وارد کند.

5- پالایش و پردازش تصاویر

بهتر است در فرآیند نقشه برداری هوایی با پهپاد  قبل از اینکه تصاویر تهیه شده را وارد نرم افزارهای پردازش تصاویر کنید، یک بررسی کامل بر روی آن ها انجام دهید. تصاویری که در تصویر برداری هوایی با پهپاد تهیه شده اند و کشیدگی دارند و یا زاویه خیلی مایلی دارند و یا به هر دلیلی برای پالایش و پردازش مناسب نیستند، باید حذف شوند. پس قبل از پردازش تصاویر بدست آمده می بایست یک مجموعه از تصاویر با کیفیت ایجاد نموده و از آن ها برای پردازش و تولید مدل سه بعدی در فرایند نقشه برداری با پهپاد استفاده کرد.

در فرآیند تصویر برداری هوایی با پهپاد، پس از ایجاد یک مجموعه مناسب از تصاویر می بایست با استفاده از نرم افزارهای مختلف در زمینه پردازش تصاویر، عملیات پردازش تصاویر اتوماتیک را انجام داد و محصولات مورد نیاز را تولید کرد.

6- تهیه محصولات مختلف نظیر ابرنقاط، ارتوفتو، DEM

در انجام فرآیند نقشه برداری هوایی با پهپاد از نرم افزارهای پردازش اتوماتیک تصاویر استفاده می شود. معمولا در نرم افزارهای پردازش اتوماتیک تصاویر، بعد از اینکه مراحل توجیه نسبی اولیه انجام شد، می توان محصولات مختلفی نظیر مش ، ابر نقاط متراکم سه بعدی، ارتوفتو، DEM، DSM  و خطوط منحنی میزان تولید کرد. بسته به سفارش و نیاز کارفرما می توان همه این محصولات را تولید و استفاده کرد.

7- تهیه نقشه های بُرداری (وکتور) مورد نیاز

یکی از مهمترین بخش های نقشه برداری هوایی با پهپاد، تولید نقشه های وکتور یا برداری از محصولات غیر متعارف است. به این معنا که می بایست با استفاده از محصولاتی که بوسیله پردازش تصاویر حاصل شده از تصویر برداری با پهپاد  بدست آمده اند، نقشه هایی ایجاد نمود که با نقشه هایی که از طریق نقشه برداری زمینی و دیگر روش های معمول بدست می آید، همخوانی داشته باشند.