سامانه فتوگرامتری پهپاد مجموعه ای متشکل از ایستگاه زمینی، پهپاد نقشه برداری، دوربین هوایی غیرمتریک، نرم افزار طراحی و هدایت عملیات تصویربرداری، تجهیزات تعیین موقعیت و وضعیت پرنده و نرمافزارهای پردازش داده و تولید محصولات مکانی است.
در فتوگرامتری پهپاد به دلیل غیر متریک بودن دوربین (دوربین با پارامترهای کالیبراسیون با مقادیر بزرگ، نامعلوم و ناپایدار) و بسته به سطح غیرمتریک بودن آن، خطاهای مسطحاتی و ارتفاعی در مقایسه با فتوگرامتری متریک افزایش مییابد. برای کنترل و کاهش خطاها، تصویربرداری با GSDکمتری صورت می گیرد، افزونگی دادهها با افزایش پوششهای تصویری به بالای ۶۰% بیشتر میشود، از نقاط کنترل زمینی با تراکم بیشتر استفاده میشود، از مشاهدات کمکی GNSS/IMU بهره گیری میشود و اعوجاجات باقیمانده در تصاویر بر اساس روشهای مثلثبندی هوایی غیر متریک تا حد امکان در یک فرآیند بهینه سازی تخمین زده شده و کاهش مییابد.
لازم به ذکر است این دستورالعمل با پیش فرض به کارگیری سنجنده های تصویربرداری رنگی یا چند طیفی تهیه شده است و نکات فنی مربوط به به کارگیری سنجنده های دیگر مانند لایدار، رادار و حرارتی را پوشش نمیدهد.
موارد استفاده از پهپاد در نقشه برداری
با توسعه فناوری پهپادها و قابلیتهای آنها، امروزه در کاربردهایی از قبیل تولید نقشه، بهروزرسانی نقشه، تولید مدل رقومی زمین، تولید ارتوفتوموزائیک و … استفاده میشود.
استفاده از روش فتوگرامتری پهپاد برای تهیه محصولات مکانی مسطحاتی مانند ارتوفتوموزائیک در مقایسه با محصولات مکانی ارتفاعی ( نقشه های سه بعدی یا مدل رقومی ارتفاعی) مناسبتر میباشد.
برای تهیه ارتوفتوموزائیک در انجام مطالعات و طراحی های مهندسی از مناطق شهری و غیرشهری، با اهداف آشکارسازی تغییرات و تهیه نقشه تصویری زمینه، استفاده از روش فتوگرامتری پهپاد توصیه میشود.
روش فتوگرامتری پهپاد بهمنظور تهیه و بهنگام رسانی نقشه های بزرگ مقیاس (۱:۵۰۰ و ۱:۱۰۰۰ و ۱:۲۰۰۰) از مناطق غیرشهری قابل استفاده است و در مناطق شهری به کارگیری دوربین های متریک در اولویت نسبت به دوربینهای غیر متریک (روش فتوگرامتری پهپاد) میباشد.
برای تهیه نقشه به روش فتوگرامتری پهپاد در مقیاس های مختلف و با توجه به وسعت منطقه، موارد قید شده در جدول۱-۱، مورد توجه قرار گیرد:
| شرایط بهکارگیری | وسعت منطقه | مقیاس نقشه |
| در صورت وجود شرایط خاص مانند عدم دسترسی به منطقه، جایگزین روش نقشهبرداری زمینی | چند هکتار تا چند ده هکتار | ۱:۵۰۰ |
| استفاده از پهپادهای با مداومت پروازی ۳۰ دقیقه و
بیشتر، بهکارگیری دوربین با حد تفکیک مکانی بالای ۲۰ مگا پیکسل و قابلیت پرواز پرنده بال ثابت یا مولتی روتور در ارتفاع بالاتر از ۵۰ متر نسبت به سطح زمین |
چند ده تا چند هزار هکتار | ۱:۵۰۰ تا ۱:۲۰۰۰ |
| استفاده از پهپادهای با مداومت پروازی یک ساعت و
بیشتر، بهکارایری دوربین با حد تفکیک مکانی بالای ۵۰ مگاپیکسل و قابلیت پرواز پرنده با ثابت در ارتفاع بالاتر از ۱۰۰ متر نسبت به سطح زمین |
چند هزارتا چند ده هزار هکتار | ۱:۵۰۰ تا ۱:۲۰۰۰ |
| استفاده از پهپادهای با مداومت پروازی چند ساعت، بهکارگیری دوربین با حد تفکیک مکانی بالای صد
مگاپیکسل و قابلیت پرواز پرنده بال ثابت بدون/با سرنشین در ارتفاع بالاتر از ۲۵۰ متر نسبت به سطح زمین |
چند ده هزار تا چند صد هزار هکتار | ۱:۲۰۰۰ تا ۱:۵۰۰۰ |
جدول۱-۱: شرایط بهکارگیری روش فتوگرمتری پهپادبرای تولید نقشه
تبصره: برای تهیه نقشه بزرگ مقیاس تر از ۱:۵۰۰ و منحنی میزان دقیق تر از ۲۵ سانتیمتر با استفاده از سامانه فتوگرامتری پهپاد، در نظر گرفتن ملاحظات مربوط به نواحی پنهان (تصویربرداری از زوایای مناسب)، حدتفکیک ارتفاعی و حدتفکیک تصویری متناسب با مقیاس نقشه همچنین تراکم مناسب نقاط کنترل زمینی الزامی است در غیر این صورت روش نقشهبرداری زمینی از صحت و قابلیت اطمینان بالاتری برخوردار است.
انتخاب نوع پهپاد
پهپادها یا پرنده های هدایت پذیر از راه دور دارای انواع مختلف میباشند. انتخاب نوع پهپاد برای تهیه نقشه و اطلاعات مکانی میبایست با توجه به نوع بافت و توپوگرافی منطقه، وسعت منطقه ،ارتفاع پرواز طراحیشده، محدودیتهای زمانی برای پرواز، مداومت پروازی، دقت و مقیاس نقشه و اطلاعات مکانی موردنیاز، محدودیتهای حجم و وزن سنجنده مورد استفاده، شرایط آب و هوایی و وضعیت وزش باد، وجود فضای کافی برای برخاستن و فرود آمدن، سقف مجاز پروازی پرنده و منطقه و محدودیتهای بهرهبرداری از انواع مختلف پهپاد در منطقه انجام گیرد.
به طور کلی در انتخاب پهپاد میبایست موارد زیر مورد توجه قرار گیرد:
- استحکام در انجام تصویربرداری با وضعیت پایدار و اخذ حداقل تصاویر با زوایای انحراف از قائم غیرمعمول که در تشکیل مدل ها و پوشش کامل منطقه خلل ایجاد ننمایند.
- نوع دوربین، نوع شاتر (گلوبال یا رولینگ)، تنظیمات خودکار هوشمند
- توانایی حمل دوربین و سنجنده موردنظر و دارا بودن سقف پرواز مناسب برای تصویربرداری از منطقه
- مداومت پروازی متناسب با ابعاد و وضعیت منطقه
- سقف پروازی کافی بخصوص در مناطق کوهستانی
- مجهز بودن به گیرنده تعیین جهت و تعیین موقعیت مراکز تصویر با دقت موردنظر
- امکان کنترل و هدایت پرنده بهنحویکه تصویربرداری به صورت کامل و بدون گپاز منطقه انجام گیرد.
- متناسب بودن حداکثر سرعت باد قابلتحمل پرنده با شرایط وزش باد در منطقه
- مجهز بودن به سنجنده تعیین سرعت و جهت باد با دقت کافی
- مجهز بودن به امکانات هدایت و کنترل پرنده مانندRTH ،FVP و…
تجهیزات تعیین موقعیت و وضعیت پهپاد (GNSS/IMU)
در تمام پرندهها ،تجهیزات تعیین موقعیت و وضعیت تصاویر بهمنظور هدایت و کنترل پرواز پهپاد وجود دارد. در پهپاد فتوگرامتری، دادههای این تجهیزات ذخیرهشده و در بعضی موارد بهعنوان مقادیر اولیه در محاسبات و پردازش تصاویر مورداستفاده قرار می گیرند. اگرچه در حال حاضر با توجه به محدودیت وزن و همچنین هزینههای بالای IMU، تعیین وضعیت پهپاد (سه زاویه کاپا، فی، امگا) دقیق نبوده و بهعنوان مقادیر اولیه کم دقت قابل استفاده میباشد؛ ولی استفاده از گیرندهی GNSS دقیق برای تعیین مختصات مراکز تصویر با دقتهای در حد چند سانتیمتر در پهپادهای فتوگرامتری و بهکارگیری مشاهدات آنها در مثلثبندی هوایی متداولگردیده است.
پینگ بک: تکنولوژی های نوین نقشهبرداری - نقشه برداری شاخص