دقت در نقشه برداری با پهپاد: آنچه که نیاز دارید بدانید
در طول چند سال اخیر، همگام با پیشرفت فناوری پهپادها امکان تهیه نقشه های پهپادی با دقت بالا نیز فراهم شده است. اما وقتی در مورد دقت در نقشه برداری پهپادی صحبت می کنیم، دقیقاً چه چیزی مد نظر ماست؟ آیا همیشه دقت بالا برای یک نقشه مهم است؟ و چه دامنه دقتی را می توان از نقشه ها انتظار دشت؟ ما مجموعه ای را گرد آورده ایم تا به شما برای دست یافتن به درک بهتری از مبانی دقت در نقشه برداری با پهپاد کمک می کند.
تعریف دقت برای نقشه های پهپادی
وقتی به بحث در مورد نقشه برداری پهپادی می پردازیم، دو راه برای اندیشیدن در مورد دقت وجود دارد: دقت مطلق و دقت نسبی.
- دقت نسبی (یا محلی): دقت نسبی مشخص کننده میزان دقیق بودن یک نقطه داده شده روی نقشه نسبت به سایر نقاط درون همان نقشه است. به عبارت دیگر، اگر فاصله بین دو نقطه در جهان واقعی ۱۰ اینچ است، روی نقشه نیز این فاصله باید ۱۰ اینچ باشد.
- دقت مطلق (یا کلی): از سوی دیگر، دقت مطلق، درجه انطباق یک نقطه روی نقشه با یک سیستم مختصات ثابت در جهان واقعی است. اگر یک نقشه سطح بالایی از دقت کلی را داشته باشد، طول و عرض جغرافیایی یک نقطه روی آن بطور نسبتاً دقیق متناظر با مختصات GPS حقیقی آن خواهد بود.
ارائه بصری ارتفاعات نسبت به مسطحات در یک ابر نقطه ای سه بعدی تهیه شده با پهپاد
برای پروژه هایمان به چه سطح دقتی نیاز داریم؟
اهداف پروژه شما مشخص کننده سطح دقت مورد نیاز شما خواهد بود. برخی پروژه ها به یک سطح بالای دقت کلی احتیاج دارند، در حالیکه در سایر موارد، دقت نسبی کافی خواهد بود. وقتی به استفاده از نقاط کنترل زمینی اشاره می کنیم، که دقت مطلق نقشه را به شدت بهبود می بخشند، Hunter Cole از شرکت ساختمانی Brasfield & Gorrie تصمیم گیری در این مورد را بصورت زیر بیان می کند:
“اگر بخواهیم یک فاکتور بحرانی را از مجموعه داده ها استخراج کنیم قطعاً به سراغ GCPها می رویم. اگر هدف ما بیشتر معطوف به بازار باشد و یا به دنبال اندازه گیری های حجمی نسبی کوچک باشیم، خودمان را درگیر GCPها نخواهیم نمود.” – Hunter Cole, Brasfield & Gorrie
ارزیابی هر پروژه – خروجی های مورد نظر، چگونگی و محل استفاده از نقشه نهایی، تصمیماتی که بر اساس این اطلاعات اتخاذ خواهد شد – به شما کمک خواهد نمود تا میزان اهمیت دقت در هر موقعیت را تعیین نمایید. اگرچه ممکن است این تفکر که دقت بالاتر همیشه بهتر است، وسوسه کننده باشد، روش ها و فناوری مورد نیاز برای سطوح بالای دقت می توانند زمان و هزینه قابل توجهی را به پروژه شما تحمیل کنند و همیشه در مسیر اهداف شما لازم و سودمند به نظر نمی رسند.
اگرچه پروژه ها را باید مورد به مورد بررسی نمود، ما انواع پروژه هایی که بطور کلی متناسب با هر سطح دقت هستند را در اینجا ارائه نموده ایم.
دقت نسبی: مدیریت، اندازه گیری و بازاریابی
دقت نسبی معمولاً برای پروژه هایی نظیر انجام اندازه گیری های کوچک مقیاس، بررسی چشمی پیشرفت در سایت های ساخت و ساز و پایش مزارع برای بررسی سلامت محصولات، کافی است. اساساً هر زمان که شما نیازمند جمع آوری اطلاعات از درون خود نقشه باشید، ولی لازم نباشد تا نقشه را دقیقاً در فضا جانمایی کنید. در مقایسه با چند صد نقطه ای که از طریق روش های نقشه برداری سنتی حاصل می شود، نقشه های پهپادی دربردارنده هزاران نقطه هستند و نقشه های با دقت نسبی تهیه شده توسط آنها ارائه ای با جزئیات فراوان را از زمین به دست می دهند که برای این نوع پروژه ها کاملاً مناسب است.
پروژه هایی که معمولاً دقت نسبی برای آنها کافی است:
- اندازه گیری های کوچک مقیاس: مساحت یک قطعه زمین، طول یک حصار، عرض یک توده دپو
- مدیریت و نظارت: پایش پیشرفت کلی یک سایت ساخت و ساز
- دیده بانی محصولات: ارزیابی خسارات پس از یک طوفان، پایش سلامت محصول
- بازاریابی: ساخت یک مدل ۳ بعدی و یا time lapse برای ارائه به مشتریان احتمالی
به عنوان یک مثال، Kelsey Martin از شرکت سنجش از دوری Martin اخیراً محاسبات حجم انجام شده یک دپو از طریق نقشه پهپادی را با مقادیر بدست آمده از همان دپو با استفاده از اندازه گیری های GPS زمین مبنا، مقایسه نموده است. او دریافت که محاسبات حجمی پهپادها در محدوده ۰٫۶% دقت اندازه گیری های GPS قرار گرفته اند. در این مورد، دقت نسبی برای محاسبه حجم دپو کافی است.
اندازه گیری دپو با استفاده از ابزار اندازه گیری حجم DroneDeploy
دقت مطلق: نقشه برداری ها و هم پوشانی ها
دقت مطلق زمانی مهم می شود که نیازداشته باشیم از صحیح بودن اندازه گیری های ارتفاع، طول و عرض جغرافیایی تا حد بالایی مطمئن باشیم، مانند زمانی که بخواهیم نقشه مان را با سایر مجموعه داده های زمین مرجع شده، ترکیب کنیم.
پروژه هایی که دقت مطلق برای آنها مهم است:
- نقشه برداری های مرتبط با مالکیت زمین
- اسناد طراحی و مدارک مرتبط با پروژه های ساخت و ساز
- اسناد محیط زیستی
- هم پوشانی های نقشه های زمین مرجع شده سایت
Madison D از Landpoint که یک شرکت نقشه برداری در لوئیزیانا است، نقشه برداری توپوگرافی از زمینی که در حال توسعه برای یک تفکیک مالکیتی جدید است را به اتمام رسانده است. در این مورد، یک نقشه برداری توپوگرافی بسیار دقیق به منظور کسب اطمینان از توسعه زمین برای زه کشی مناسب، و مستند نمودن توپوگرافی نسبت به دشت سیلابی رودخانه مجاور، ضروری بوده است. از آنجایی که این اطلاعات برای اتخاذ تصمیمات در ارتباط با پیشگیری از خسارات سیلابی مورد استفاده قرار خواهند گرفت و همچنین برای اهداف بیمه ای مرتبط با سیل به آنها رجوع خواهد شد، نقشه برداری با سطح بالایی از دقت مطلق مهم بوده است.
نقشه حاوی منحنی های میزان تهیه شده توسط Madison D از Landpoint به عنوان بخشی از نقشه توپوگرافی برای پروژه جدید ساخت و ساز منازل
یادداشتی در مورد دقت “پایه نقشه برداری”
اگر مدتی درگیر نقشه برداری با پهپاد بوده باشید، احتمال اینکه عبارت “دقت پایه نقشه برداری” را شنیده باشید زیاد است. با اینکه گاهی اوقات این اصطلاح بسیار بی ربط بکار برده شده است، این مهم است که بفهمیم برای اینکه یک نقشه به درستی در رده نقشه برداری در نظر گرفته شود، نیازمند این است که قابلیت ارائه به دادگاه را داشته باشد، چرا که آئین نامه ها و یا مبادی داوری قانونی نیازمند رجوع به آنها هستند. از این رو، برای کسب اطلاع از اینکه یک نقشه چقدر دقیق است، استانداردهای خاصی باید دنبال شوند. این استانداردها در دستورالعمل های انجمن فتوگرامتری و سنجش از دور آمریکا (ASPRS) ارائه شده اند. یک نقشه باید توسط یک نقشه بردار دارای پروانه نیز مهر شود. نقشه های As-built، نقشه های آب شناسی پیشگیری از سیل و نقشه های مالکیت زمین تنها مثال های اندکی از موقعیت هایی هستند که دقت پایه نقشه برداری در آنها ضروری است.
چطور دقت مطلق نقشه خود را بررسی کنیم
در داشبورد DroneDeploy شما، بررسی دقت مطلق نقشه کار ساده ای است. تنها لازم است که روی پیکان رو به پایین کوچک واقع شده در بالای صفحه کناری نقشه تان کلیک کنید تا مجموعه ای از اعداد مرتبط با دقت را ببینید.
یک نقشه را از داشبوردتان انتخاب کنید، سپس روی بخش مشخص شده با رنگ قرمز کلیک کنید تا اطلاعات نقشه باز شود.
زمانی که Map Engine تصاویر را پردازش کرده و در قالب نقشه ارائه می کند، هم اطلاعات GPS دوربین که روی عکسها درج شده و هم عوارض مشترکی که در چندین عکس پدیدار شده اند، را برای ایجاد یک مدل ۳ بعدی از منطقه مورد نظر بکار می گیرد. دقت یک نقشه در قالب خطای متوسط بین موقعیتی که GPS برای دوربین در لحظه عکسبرداری ثبت کرده و مکانی که DroneDeploy به نحوی برای دوربین محاسبه نموده است که امکان تهیه تصاویر پوشش داری که امکان به هم دوخته شدن برای تهیه یک نقشه را داشته باشند، بیان می شود. هرچه خطای بین این دو بیشتر باشد، دقت داده ها پایین تر است.
شما تصاویری که دقت های X، Y و Z را ثبت نموده اند و همچنین تصاویری که ریشه خطای مربعی متوسط (RMSE) کلی را ارائه می دهند، خواهید دید. مقادیر X، Y و Z به ریشه خطاهای مربعی متوسط برای تمام دوربین ها در راستای X، Y و Z اشاره دارند، و RMSE کلی ریشه خطای مربعی متوسط در راستای هر سه جهت است.
صفحه اطلاعات نقشه جزئیاتی در مورد نقشه را ارائه می دهد. اینجا، شما مساحت کلی نقشه، قدرت تفکیک، و دقت نقشه را خواهید دید.
انتظار چه دقتی را می توانیم داشته باشیم؟
شاخص های متعددی بر دقت تاثیر می گذارند، که در پستی که هفته آینده خواهیم گذاشت توضیح داده می شوند. ولی بطور کلی، با در نظر گرفتن شرایط معمول و یک پهپاد معمولی، می توانید بطور تقریبی دامنه دقت های زیر را انتظار داشته باشید:
دقت نسبی: معمولاً ضریبی از فاصله نمونه برداری زمینی متوسط (GSD) داده های شماست. دقت نسبی افقی ۲ برابر GSD (به عنوان مثال، اگر GSD 2 سانتیمتر بر پیکسل باشد، دقت افقی تقریباً ۴ سانتیمتر خواهد بود) و دقت نسبی قائم معمولا سه برابر GSD است.
GSD به تعداد پیکسل ها در هر سانتیمتر از داده های شما اشاره دارد. هرچه تعداد پیکسل ها در سانتیمتر بیشتر باشد، دقت نسبی نقشه شما بیشتر است.
دقت مطلق افقی: تقریباً ۱ متر (۳ فوت)
اگر دایره ای با شعاع ۱ متر حول خودتان ترسیم کنید، و به یک نفر موقعیت GPS تان را بدهید، باید انتظار داشته باشید که این عدد جایی درون این دایره واقع شود.
دقت مطلق قائم: تقریباً ۳ متر (۹ فوت)
با توجه به قانون دست راست، دقت مطلق قائم یک نقشه حدوداً سه برابر دقت مطلق افقی اش خواهد بود.
این تنها یک مثال از دقتی است که ممکن است شما اولین بار با یک پهپاد استاندارد ببینید. اگرچه، دقت به شدت به پهپادی که استفاده می کنید و کیفیت داده هایی که در حال جمع آوریشان هستید وابسته است و این امکان وجود دارد که با استفاده از پهپادها نقشه هایی با دقتی در حد سانتیمتر نیز ایجاد کنید. منتظر پست بعدی در مورد دقت باشید تا بهترین روش ها برای بهبود دقت نقشه هایتان را بیاموزید.
منبع: blog.dronedeploy.com
