هفت راه برای بهبود دقت نقشه های پهپادی شما

با بکارگیری این نکات در اخذ تصاویر هوایی، تولید نقشه های پهپادی با دقت بالا از طریق DroneDeploy را بیاموزید

همانگونه که در یکی از پست های پیشین در این مورد صحبت کردیم، پیشرفت در فناوری به این معناست که اکنون امکان تهیه نقشه های پهپادی با دقت بسیار بالا فراهم شده است. حتی بدون انجام تنظیمات خاص، در شرایط متوسط و با یک پهپاد معمولی، راهبران از راه دور می توانند نقشه هایی با دقت کافی را برای گستره وسیعی از پروژه ها ایجاد کنند. برای اپراتورهایی که به دنبال بهبود بیشتر دقت نقشه هایشان هستند، چند مرحله به هم پیوسته برای انتقال نقشه ها به یک سطح پیشرفته مناسب برای اهداف تجاری در صنایعی نظیر کشاورزی، ساخت و ساز و استخراج معادن، وجود دارد.

از چه پرنده هایی برای فتوگرامتری استفاده کنیم با در دست داشتن تدابیر و فناوری مناسب، امکان تهیه نقشه ها و مدل های سه بعدی با دقت مناسب حتی برای پیشرفته ترین پروژه ها، وجود دارد. چه شما یک متخصص که به دنبال استفاده از پهپاد برای بالا بردن کارایی جریان کاری روزمره است ، و یا یک ارائه دهنده خدمات پهپادی که در جستجوی گسترش دامنه کسب و کار خود است، باشید، این پست باید با ارائه برخی نکات کلیدی شما را در مسیر رو به جلوی بهبود دقت کلی نقشه های پهپادیتان یاری نماید.

به آن منظور، در اینجا هفت نکته که به بهبود دقت نقشه های پهپادی شما کمک می کنند را ارائه می کنیم:

شرایط آب و هوایی را در نظر بگیرید
از یک دوربین با قدرت تفکیک بالا استفاده کنید
در ارتفاع پایین تری پرواز کنید
هم پوشانی بالاتری را ایجاد نمایید
از یک دوربین با شاتر مکانیکی استفاده کنید
نقاط کنترل زمینی را اخذ نمایید
پهپاد را با سامانه RTK GPS بکار بگیرید

شرایط آب و هوایی را در نظر بگیرید

این ممکن است بسیار ابتدایی به نظر برسد، اما اشاره به اینکه شرایط آب و هوایی تاثیر مهمی بر کیفیت تصویر و در نتیجه دقت کلی نقشه دارد، همیشه ارزشمند است. تلاش کنید که پرواز را زمانی که خورشید در بیشترین ارتفاع در آسمان است انجام دهید و از الگوهای آب و هوایی ای نظیر باد شدید و پوشش ابری اجتناب کنید.

کارشناس کشاورزی Chad Colby که چندین سال است از پهپادها استفاده می کند، خیلی زود یاد گرفت که باید از بادهای شدید و پوشش ابر که در مزارع Midwestern بسیار معمول است، در طول نقشه برداری دوری کند. پهپادها، و بطور خاص مدل های سبک تر، به سختی در برابر وزش شدید باد پایداری خود را حفظ می کنند، که این می تواند منجر به تولید تصاویر با کیفیت پایین شود. زمانی که بحث کشاورزی مطرح می شود، حرکت محصولات در اثر وزش باد می تواند تصاویر را حتی تارتر کند. اگرچه که پرواز در هنگام وزش بادهایی با سرعت ۱۰ متر در ساعت امکان پذیر است، این کار می تواند تاثیری منفی بر کیفیت کلی نقشه های پهپادی شما داشته باشد. با مشاهده وبینار اخیر ما در این مورد بیشتر بیاموزید.

“در بازه ساعات ۱۰ صبح تا ۲ بعداز ظهر بهترین شرایط نوری برای نقشه برداری را خواهید داشت” – Chad Colby از شرکت Colby Agtech

پوشش ابر نیز می تواند مساله ساز باشد، چرا که ثبات در تصویربرداری در تمام نقشه مهم است و ابرها با ایجاد سایه شرایط نوری را ناپایدار می کنند. به این منظور، اپراتورهای پهپاد همواره باید برای ماموریت های خود از پیش برنامه ریزی کنند و با در نظر گرفتن شرایط آب و هوایی، مراحل را به نحوی تنظیم کنند که از نقشه برداری در شرایط بد آب و هوایی اجتناب شود.

یک نقطه روشن در مرکز مزرعه گندم مشخص کننده بخشی است که در زمان بیرون آمدن خورشید از خلال ابرها در یک روز نیمه ابری نقشه برداری شده است

از یک دوربین و سنجنده با کیفیت بالا استفاده کنید

یکی از ساده ترین کارهایی که می توانید برای بهبود دقت انجام دهید افزایش قدرت تفکیک تصاویرتان است، که این می تواند از طریق بکارگیری یک دوربین با کیفیت بالا و یک سنجنده قدرتمند، مانند آنهایی که در مدل های Inspire 2 و Phantom Pro 4 می بینیم، تامین شود. استفاده از یک دوربین بهتر منتج به تصاویر بسیار پیشرفته تر با قدرت تفکیک بالاتر می شود. برای اپراتورهایی که به دنبال ارتقای بیشتر هستند، برخی از مدل های پهپادها به کاربران اجازه تعویض دوربین ها و سنجنده ها را می دهند.

قدرت تفکیک دقیقاً چه ارتباطی با دقت نقشه دارد؟ به بیان ساده، افزایش قدرت تفکیک یک تصویر فاصله نمونه برداری زمینی (GSD) آن را کاهش می دهد، به عبارت دیگر، فاصله میان پیکسل های تصویر را کمتر می کند. از آنجایی که نرم افزارهای نقشه برداری پهپادی نظیر DroneDeploy با دریافت مجموعه ای از تصاویر منفرد و منطبق ساختن نقاط مشترک بین آنها به پردازش نقشه ها می پردازند، هر چه تعداد نقاط مشترک بیشتر باشد دقت نقشه نیز بالاتر خواهد بود. یک تصویر با پیکسل های بیشتر در بردارنده اطلاعات بیشتری است، که به این معناست که احتمال انطباق نقاط مشترک نیز بالاتر است.

نسبت ارتفاع پرواز به GSD فاصله نمونه برداری زمینی (GSD) تحت تاثیر ارتفاع است. ارتفاع کمتر به معنای فاصله نمونه برداری زمینی کوچکتر است.

در ارتفاع پایین تری پرواز کنید

پرواز در ارتفاع پایین تر دو هدف را برآورده می سازد. این به اخذ جزئیات بیشتر منجر شده و بنابراین نقاط داده ای بیشتری را برای کار فراهم می آورد. پروازهای انجام شده در ارتفاع کمتر منتج به تعداد بیشتر تصاویر کلی می شود، که مجدداً احتمال تطبیق نقاط مشترک بیشتر در یک نقشه را افزایش می دهد.

زمانی که Ian Cotita از گروه CAVU Media برای دومین بار به نقشه برداری از پارک شهر نیواورلئان پرداخت، در یافت که کاهش ارتفاع پرواز می تواند تغییرات بزرگی را ایجاد نماید. در دومین پرواز بر فراز پارک ۱۳۰۰ جریبی، Ian ارتفاع را ۲۵ فوت کاهش داد. این، در ترکیب با افزایش هم پوشانی تصاویر، به ۲۵۰۰ تصویر اضافه نسبت به پرواز اول منجر شد. Ian می گوید: “ما با کاهش ارتفاع از محدودیت های معمول فراتر رفتیم، ولی ارزشش را داشت”.

نمونه پروژه پهپاد در هنگام نقشه برداری Ian Cotita از پارک شهر نیواورلئان، با کاهش ارتفاع به اندازه ۲۵ فوت، قدرت تفکیک بطور فوق العاده ای افزایش یافت.

هم پوشانی را بیشتر کنید

افزایش هم پوشانی در یک برنامه پروازی راه دیگری برای ایجاد نقاط قابل انطباق بیشتر و دست یافتن به دقت بالاتر است. هم پوشانی به درصد پوشش های طولی و عرضی اشاره دارد. پوشش عرضی درصد همپوشانی بین هر دو نوار پروازی است، در حالیکه پوشش طولی شما را به درصد همپوشانی بین تصاویر مجاور ارجاع می دهد. هم پوشانی پیش فرض در DroneDeploy به منظور یافتن توازنی میان دقت و کمیت های تصویری بزرگ روی ۷۰/۶۰ تنظیم شده است. بسیاری از اپراتورهای پهپاد همپوشانی را بسته به نیازهای هر پروژه خاص تعدیل می کنند، تا توازنی بر اساس خروجی های پروژه با دقت مناسب را ایجاد نمایند.

همپوشانی طولی و عرضی برای فتوگرامتری هوایی چقدر باید باشد

از یک دوربین با شاتر مکانیکی استفاده کنید

بسیاری از دوربینهای پهپادی ای که اخیراً وارد بازار شده اند، از شاتر غلتکی استفاده میکنند. این به آن معناست که دوربین هر فریم را خط به خط و از ابتدا تا انتها ثبت میکند. این نوع شاتر در هنگام تهیه عکسها و یا ویدئوها، به کاهش تاری ناشی از حرکت کمک میکند. اگرچه، گاهی اوقات این میتواند موجب آنچه که آنرا تحت عنوان “اثر شاتر غلتکی” میشناسیم شود، جایی که سطوح در یک عکس پیچخورده به نظر میرسند، چرا که رابطه دوربین-عارضه پیش از آنکه تمام تصویر ثبت شود تغییر میکند. تصویری که به این صورت پیچخورده است، انطباق نقاط روی نقشه را برای نرمافزار پهپاد مشکل میسازد و تاثیری منفی بر روی دقت نقشه خواهد داشت.

شاتر مکانیکی در پهپاد فتوگرامتری مثالی از یک تصویر که از “اثر شاتر غلتکی” رنج می برد

از آنجایی که در دوربینهای دارای شاتر مکانیکی سنجنده تمام خطوط فریم را بجای خط به خط، بصورت تقریباً همزمان برداشت میکند، خرید ابزاری با این قابلیت برای پهپاد به حل این مشکل کمک میکند. هر دو مدل Phantom Pro 4 و Inspire 2 با دوربین های دارای شاتر مکانیکی مجهز شده اند. اپراتورهای پهپادی که با تصاویر پیچ خورده در نتیجه شاتر غلتکی مشکلاتی دارند، ممکن است بخواهند استفاده از یکی از این گزینه ها را درنظر داشته باشند.

نقاط کنترل زمینی را اخذ نمایید

برخی از پروژه ها تنها به یک درجه بالای دقت نسبی نیاز دارند، به این معنا که دقت یک نقطه داده شده روی نقشه نسبت به سایر نقاط درون همان نقشه سنجیده می شود. برای سایر پروژه ها، نظیر هم پوشانی لایه های زمین مرجع شده، اسناد طراحی شده و نقشه برداری ملکی، دارا بودن درجه بالایی از اطمینان از اینکه اندازه گیری های طول و عرض جغرافیایی و ارتفاعی یک نقشه دقیق هستند، نیز بسیار مهم است. این به عنوان دقت کلی نقشه شناخته می شود.

نحوه تارگت گذاری برای پروژه های پهپاد نقشه برداری مثالی از یک نقطه کنترل زمینی (GCP)

برای پروژه هایی که به یک سطح اضافه از دقت کلی نیازمندند، برداشتن قدم هایی اضافی برای قرار دادن نقشه در سیستم مختصات ثابت جهان واقعی، دارای اهمیت خواهد بود. یکی از راه های انجام این کار استفاده از نقاط کنترل زمینی است. بکارگیری نقاط کنترل زمینی بطور خاص مستلزم ساخت یک مجموعه از علامت های زمینی در منطقه مورد نظر شما پیش از پرواز و سپس ثبت مختصات این علائم از طریق اندازه گیری های دستی با GPS است. کاربران تجاری اکنون این توانایی را دارند این نقاط را مستقیماً در DroneDeploy پردازش کنند. وجود این نقاط به نرم افزار DroneDeploy اجازه می دهد تا عملیات ترمیم نقشه شما در سیستم مختصات معلوم را با دقت بیشتری انجام دهد.

استفاده از نرم افزار های مختلف برای فتوگرامتری پهپاد کاربران تجاری اکنون این توانایی را دارند این نقاط را مستقیماً در DroneDeploy پردازش کنند.

زمانی که صحبت از بکارگیری نقاط کنترل زمینی که دقت کلی نقشه را بسیار بهبود می دهند می شود، Hunter Cole از شرکت ساختمانی Brasfield&Gorrie تصمیم گیری را به صورت زیر انجام می دهد:

“اگر قصد داشته باشیم یک تصمیم گیری حیاتی را بر اساس مجموعه داده هایمان انجام دهیم، قطعاً به سراغ تقاط کنترل زمینی خواهیم رفت. اگر ماجرا در حد یک تلاش برای بازاریابی و یا اندازه گیری های حجمی نسبی کوچکتری باشد، ممکن است خودمان را با نقاط کنترل زمینی در سایت کاری به زحمت نیندازیم.”

پهپاد را با یک سیستم RTK GPS راه اندازی کنید

برای بهبود دقت کلی، اپراتورها می توانند از پهپادی که یک سیستم RTK GPS دارد، نظیر پهپاد SenseFly eBee RTK استفاده کنند. این سیستم از یک ایستگاه مبنای قابل حمل برای ارسال مستقیم داده های دقیق GPS به پهپاد استفاده می کند، و به شما اجازه می دهد تا مختصات دقیق را در هر موقعیتی که پهپاد در آنجا تصویری را تهیه کرده است بدانید.

DroneDeploy در ماه فوریه اعلام کرد که موتور نقشه ساز ما اکنون قادر به تولید نقشه از تصاویر تهیه شده از پهپاد SenseFly eBee RTK است. شرکت فعال در حوزه مهندسی عمران Landpoint به DroneDeploy در آزمایش این قابلیت های جدید کمک کرده و دریافته است که داده های eBee RTK پردازش شده با الگوریتم به روز رسانی شده به هم دوختن تصاویر DroneDeploy دقت کلی ای مشابه با آزمایش انجام شده با نقشه دومی که از نقاط کنترل زمینی استفاده کرده است (در محدوده ۳ سانتیمتری) را ارئه می دهند.

هر پروژه نقشه برداری پهپادی منحصر به فرد است. برخی از آنها نیازمند سطح بالایی از دقت محلی هستند، در حالیکه سایرین نیاز به دقت کلی بالاتری دارند. پروژه شما هر چه باشد، با بکارگیری بهترین نکات و با کیفیت ترین فناوری ها، اپراتورهای پهپاد می توانند دقت نقشه هایشان را بهبود داده و داده های با کیفیتی که برای پیچیده ترین پروژه ها نیز مناسبند را تولید نمایند.

منبع: وبلاگ شرکت درون دیپلوی مقاله ای با عنوان Seven Ways to Improve the Accuracy of Your Drone Maps