پهپادها چگونه فتوگرامتری میکنند؟

سیستم فتوگرامتری برد کوتاه شامل یک دوربین غیرمتریک است که بر روی وسیله پرواز بدون سرنشین به گونه ای قرار می گیرد که تا حد امکان نیروهای وارد بر دوربین صفر شود و دوربین در حالت اینرسی قرار گیرد. سپس سیستم توسط هدایت کننده های اتوماتیک شروع به برداشت داده از منطقه موردنظر در ارتفاع کم می نماید و داده مورد نیاز برای تهیه اطلاعات هندسی نقشه های توپوگرافی بزرگ مقیاس دریافت می شود. سامانه فتوگرامتری عمود پرواز از بخش مکانیک پرواز و بدنه، بخش مخابراتی در ارسال و دریافت داده، بخش ناوبری و تعیین موقعیت، بخش پیشران و موتور و بخش تصویربرداری تشکیل شده است. پهپاد ها یکی از این سامانه های فتوگرامتری هستند که امروزه بیشتر مورد توجه قرار گرفته اند.
سامانه پرنده های بدون سرنشین عمود پرواز، به صورت عمود از زمین بلند می شوند و مکانیزم عملکردشان به صورت نقطه یابی و ایستادن بالای نقاط است و مسیر مشخصی را طی می کنند. مراحل اجرایی عکس برداری را می توان در بخش های زیر خلاصه نمود.

۱٫ بررسی و شناسایی منطقه

 پس از مشخص شدن محدوده کار توسط کارفرما به فرمت KML و مقیاس موردنظر جهت تهیه نقشه، منطقه از چندین جهت مورد شناسایی قرار می گیرد. ابتدا عدم وجود مانع برای پرواز باید بررسی شود، به نحوی که شرایط دید نقطه به نقطه مخابراتی بهینه باشد. همچنین فضای کافی و بدون مانع برای فرود پرنده و چرخش آن هنگام فرود وجود داشته باشد. البته سرعت باد و شرایط جوی نیز باید لحاظ گردد.

۲٫ طراحی پرواز

 پس از شناسایی منطقه، طراحی پرواز صورت می گیرد و شرایط توپوگرافی، آب و هوا (جهت باد)، شرایط نوری و همچنین محدودیت های مخابراتی، بررسی مقررات داخلی و بین المللی، تعیین ارتفاع پرواز با توجه به دقت ارتفاعی و مسطحاتی موردنظر، بررسی می شود. خلبان در یک رایانه نقشه پروازی را مشاهده می کند و دستیاران خلبان که وظیفه راه اندازی و آماده سازی پرنده را برعهده دارند، نصب باتری ها و امور چک لیست قبل از پرواز را با نظارت خلبان انجام می دهند و بدین ترتیب سیستم برای بلند شدن و آغاز عملیات آماده می شود.

نمایی از طراحی مسیر پرواز و نقاطی که باید در آنها عکس گرفته شود

۳٫ طراحی نقاط کنترل زمینی

 این مرحله شامل طراحی نقاط کنترل زمینی است. این مرحله از کار میتواند قبل از پرواز و یا بعد از آن صورت گیرد. نقاط کنترل سه بعدی باید دارای آرایش هندسی مناسبی باشند به طوری که کل منطقه را در بر گیرند. فاصله نقاط کنترل معمولاً بین ۲۰۰ تا ۵۰۰ متر در نظر گرفته می شود.

۴٫ انجام عملیات پرواز

 پس از راه اندازی پهپاد و کنترل های قبل از پرواز، عملیات پرواز با رعایت ضوابط نظامی و انتظامی شروع می شود. عملیات پرواز شامل مراحل برخاست، پرواز و ناوبری و فرود است. در حالی که پهپاد مسیر تعیین شده را پرواز می کند، در همان لحظه به وسیله دوربین عکسبرداری هر دو یا سه ثانیه یک عکس تهیه می شود.

 مهندسان مشغول فعالیت روی پهپاد هستند

۵٫ پردازش تصاویر

پس از فرود پهپاد، کنترلهای بعد از پرواز و تخلیه داده ها صورت میگیرد. بررسی کیفیت تصاویر با توجه به تنظیمات دوربین و شرایط عکس برداری از جمله مراحل پیش پردازش است که شامل حذف مشاهدات اضافی و بررسی نواقص و مشکلات است. پس از پیش پردازش های اولیه، پردازش تصاویر و قرائت نشانه های زمینی در تصاویر به کمک نرم افزارهای فتوگرامتری با پردازش اتوماتیک (APS) انجام می گردد.

تصاویر در این روش، مطابق اصول فتوگرامتری و با پوشش بالا تهیه می شوند

موزائیک تصاویر، مثلث بندی هوایی، تولید ابر نقطه، ارتو فتو، تهیه DSM و DTM و در پایان مدل سه بعدی زمین و خروجی های موردنیاز در محیط های نرم افزاری دیگر از محصولات این روش هستند. البته ویرایش ابر نقطه به دلیل نویزهای موجود، می تواند در نرم افزارهای دیگری انجام شود.

مزیت پهپادها نسبت به هواپیماهای با سرنشین

در فتوگرامتری با پهپاد (UAV)، به دلیل کوچک بودن سنجنده و ارتفاع پایین پرواز، تعداد بالایی از تصاویر را خواهیم داشت و در نتیجه تصاویر می توانند پوشش عرضی و طولی بیشتری داشته باشند. اما در فتوگرامتری با هواپیمای باسرنشین، تا حدودی با کیفیت پایین تصاویر مواجه هستیم و به هیچ وجه اینچنین پوششی را در تصاویر نخواهیم داشت. از سوی دیگر به دلیل عدم نیاز به آشیانه و فرودگاه، دسترسی و نگهداری این وسیله برای شرکت های نقشه برداری به مراتب آسان تر خواهد بود.

منبع: شماره ۱۱۷ نشریه علمی و فنی سازمان نقشه برداری کشور