همه چیز درباره نقشه برداری هوایی با پهپاد+خدمات

خلاصه آنچه در این مقاله وجود دارد:

نقشه برداری هوایی یا نقشه برداری با پهپاد اطلاعات بسیاری از زمین و محدوده مورد نظر را در اختیار متخصصان GIS قرار می دهد. با پهپاد می توان بررسی های توپوگرافی را در کسری از زمان انجام داد و اطلاعات زمین مورد نظر را جمع آوری کرد به طوریکه همان کیفیت نقشه برداری های سنتی را نیز دارا باشند.  این یعنی صرفه جویی بسیار زیاد در هدر رفتن زمان با ارزش شما. همچنین این امر به طور قابل ملاحظه ای هزینه نقشه برداری زمین و همچنین حجم کاری متخصصان در این زمینه را کاهش می دهد. ما اینجا هستیم تا با انجام پروژه های نقشه برداری هوایی به وسیله پهپاد های حرفه ای بهترین ها را برای شما و ایران عزیزمان به ارمغان بیاوریم.

در این مقاله ضمن آشنا کردن شما با خدمات نقشه برداری هوایی یک سری آموزش های لازم را به شما ارائه میدهیم.

نحوه انجام کار با نرم افزار های مخصوص نقشه برداری هوایی

منظور از نقشه برداری با پهپاد یا نقشه برداری هوایی یا فتوگرامتری چیست؟

نقشه برداری پهپادی به استفاده از پهپاد یا وسیله نقلیه هوایی بدون سرنشین (UAV) برای گرفتن داده های هوایی با حسگرهای رو به پایین، مانند دوربین های RGB یا چند طیفی و LIDAR اشاره دارد. در طی بررسی پهپاد با دوربین RGB، چندین بار از زمین از زوایای مختلف عکس گرفته می شود و هر تصویر با مختصات مربوط به خود برچسب گذاری و نشان می شود.

از این نقشه ها می توان برای استخراج اطلاعاتی مانند فواصل بسیار دقیق یا اندازه گیری های حجمی نیز استفاده کرد.

برخلاف هواپیماهای سرنشین دار یا تصاویر ماهواره‌ای، پهپادها می‌توانند در ارتفاع بسیار پایین‌تری پرواز کنند، که تولید داده‌های با وضوح و دقت بالاتر را بسیار سریع‌تر، ارزان‌تر و مستقل از شرایط جوی و آب و هوایی می سازد.

نقشه برداری هوایی ( عکاسی هوایی عمودی یا فتوگرامتری)

نقشه برداری هوایی چیست؟

عکس‌برداری هوایی عمودی (که گاهی اوقات «نماهای ماهواره‌ای»، «نقشه برداری ‌های هوایی»، «ارتوفوتوهاorthophotos » یا «ارتوموزائیکorthomosaics» نامیده می‌شوند) عکس‌هایی هستند که مستقیماً توسط هواپیما یا ماهواره گرفته می‌شوند. آنها با عکاسی هوایی مورب (که گاهی اوقات “چشم انداز چشم پرندهbird’s eye views” نامیده می شود) متفاوت هستند زیرا این عکس ها به صورت زاویه دار توسط هواپیماها گرفته می شوند و عمودی نیستند. عکس‌های هوایی عمودی معمولاً به اندازه عکس‌های هوایی مورب از نظر زیبایی‌ خوشایند نیستند، اما به عنوان داده‌های قابل اجرا، مانند نقشه‌های عکس هوایی یا برای تولید مدل‌های دیجیتال ارتفاع (DEMs) استفاده می‌شوند.

تصویربرداری هوایی یکی از اولین اشکال سنجش از راه دور است. با منشأ آن در سال 1858، به لطف بالن‌شناس فرانسوی Gaspard-Félix Tournachon، آشنا شدیم و به مرور زمان با پیشرفت علم وفناوری از بالون‌ها و بادبادک‌ها به هواپیماهای بدون سرنشین و پهپادها تبدیل شدند.

به طوری که امروزه یکی از پرکاربردترین و مقرون به صرفه ترین روش های سنجش از راه دور شناخته می شود.

اگر به دنبال تصاویر هوایی هستید و نیاز به اطلاعات بیشتری در این حوزه دارید، به جای درستی آمده اید.

تفاوت تصاویر هوایی و ماهواره ای

داده های هوایی و ماهواره ای از نظر آنچه ارائه می دهند مکمل یکدیگر هستند.

ماهواره ها از نظر زمان کیفیت، تفکیک پذیری و قابلیت تحلیل بالایی را ارائه می دهند. آنها اغلب از یک نقطه از کره زمین به طور منظم و در فواصل زمانی معین عکس برداری می کنند. از سوی دیگر، تصاویر هوایی وضوح فضایی خارق‌العاده‌ای را ارائه می‌دهند – حداکثر 1 تا 5 سانتی‌متر در هر پیکسل.

گستره دید پوشش داده شده در یک عکس هوایی در مقایسه با تصاویر ماهواره ای بسیار کوچکتر است. این به این دلیل است که ماهواره‌ها به دور زمین می‌چرخند و پوشش جهانی دارند، در حالی که ارائه‌دهندگان داده‌های هوایی کمپین‌های نقشه برداری را در مناطق ویژه‌ و محدوده مشخص انجام می‌دهند.

با توجه به این تفاوت‌ها، انواع پروژه‌هایی که می‌توانید از تصاویر هوایی و ماهواره‌ای برای آنها استفاده کنید، بسته به کاری که می‌خواهید انجام دهید، متفاوت است.

به عنوان مثال، تصاویر ماهواره‌ای به دلیل قدرت تفکیک و تحلیل در طول زمانی، کاربردهای بزرگ‌تری دارند، در حالی که عکس‌برداری هوایی برای کاربردهای محلی‌تر که بیشترین استفاده را از وضوح فضایی بالا می‌برند، عالی است.

رابطه مکمل بین این دو، داده های هوایی و ماهواره ای را به منابع قدرتمندی برای کسب اطلاعات جغرافیایی مفید تبدیل می کند.

مزایای پهپادها در نقشه برداری چیست؟

• زمان و هزینه های نقشه برداری های گسترده را کاهش میدهد

گرفتن داده های توپوگرافی با پهپاد تا پنج برابر سریعتر از روش های زمینی است و به نیروی انسانی کمتری نیاز دارد. با برچسب گذاری جغرافیایی PPK، در زمان نیز صرفه جویی می کنید، زیرا قرار دادن چندین GCP دیگر ضروری نیست. شما در نهایت نتایج نظرسنجی خود را سریعتر و با هزینه کمتر ارائه می دهید.

• داده های دقیق و جامع

ایستگاه های توتال فقط یک نوع اندازه گیری را انجام می دهند. یک هواپیمای بدون سرنشین ( پهپاد) هزاران اندازه گیری را ایجاد می کند که می توانند در قالب های مختلف نمایش داده شوند (ارتوموزائیک، ابر نقطه، DTM، DSM، خطوط کانتور و غیره). هر پیکسل از نقشه تولید شده حاوی داده های جغرافیایی سه بعدی است.

• نقشه برداری مناطقی که فکر می کنید غیر قابل دسترسند

یک پهپاد نقشه برداری هوایی می تواند تقریباً در هر نقطه از زمین بلند شود و پرواز کند. دیگر برای نقشه  برداری از مناطق غیرقابل دسترس، شیب‌های تند ناامن یا زمین‌های ناهموار که برای ابزارهای اندازه‌گیری سنتی نامناسب هستند، منعی وجود ندارد. نیازی نیست بزرگراه ها یا خطوط قطار را ببندید. در واقع، شما می توانید داده ها ی مربوط به زمین را جمع آوری کنید بدون اینکه هزینه های اضافی بپردازید.

ما تمام پروژه های نقشه برداری هوایی عمودی و مایل با وضوح بالا، ارتوموزائیک و مدل سازی سطح دیجیتال (DSM) را ارائه می دهیم:

• نقشه برداری محل زندگی و خاکبرداری وخیابان بندی کردن
• تحلیل تغییر ارتفاع سطح زمین
• بازدید و مدل سازی سه بعدی ساختمان و صخره
• ساخت و ساز و حجم مواد زائد
• شمارش و پایش پرندگان ساحلی
• پروژه های مرمت باتلاق های ذغال سنگ نارس مرتفع و پست
• برنامه ریزی حفاظت از محوطه میراث
• نقشه برداری چندطیفی پوشش گیاهی شامل تولید NDVI و ارتوموزائیک رنگ کاذب
• نقشه هوایی برای تهیه پلاک ثبتی و انجام جانمایی پلاک ثبتی

با استفاده از یکی از سه هواپیمای بدون سرنشین ( پهپاد) خود، می‌توانیم بالاترین وضوح تصاویر را ثبت کنیم، مدل‌های ارتوموزائیک و ارتفاع سطح را تولید کنیم که همگی به دقت در جایی که شما می‌خواهید و زمانی که شما می‌خواهید در اختیارتان قرار می گیرد.

هر تصویری که با این پهپادها گرفته می شود کاملا سفارشی است

هدف ما از هر پروژه نقشه برداری با پهپاد، درک نیازهای فردی هر مشتری و گرفتن بهترین تصاویر ممکن با قیمت قابل توجه نسبت به دیگران است. هیچ دو پروژه نقشه برداری هوایی شبیه هم نیستند. ما بهترین پلت فرم و تجهیزات هوایی را برای هر پروژه انتخاب می کنیم تا هزینه ها را برای مشتریان خود بدون از دست دادن کیفیت به حداقل برسانیم. این انعطاف‌پذیری و سال‌ها تجربه به ما اجازه می‌دهد تا با خیال راحت و قانونی از پروژه‌ها در فضاهای هوایی محدود و مکان‌های صعب العبور تصویر برداری کنیم.

نقشه برداری از شهرهای بزرگ

نقشه های سفارشی عکس هوایی با وضوح بالا از کل شهرها که از صدها یا هزاران عکس مجزا در یک تصویر مجزا ادغام شده اند.

مجموعه داده های با وضوح بالا

با تجزیه و تحلیل صدها یا هزاران عکس منفرد، می‌توانیم عکس‌های ارتوفتوی (orthophotos) بسیار دقیق ایجاد کنیم. برای بزرگنمایی های یک منطقه خاص و دیدن تمام ساختارهایش فقط کافیست یک عکس نهایی را بزرگ کنیم تا همه اطلاعات مورد نیاز خود را توسط آن بیابیم.

پهپاد در انجام نقشه برداری هوایی چگونه کار می کند؟

هر پروژه نقشه برداری هوایی مطابق با مشخصات سفارشی که از قبل با مشتری صحبت شده است آماده می شود. خطوط پروازی متعددی بر روی زمین پیشنهادی ایجاد می‌شوند که برای بهترین کیفیت همپوشانی بین خطوط پرواز و تصاویر متوالی طراحی شده‌اند. نقاط کنترل زمینی (GCP)، در صورت نیاز، برای پروژه به دست می‌آیند (توصیه می‌کنیم از GCP برای همه پروژه‌هایی که در محیط CAD/GIS استفاده می‌شوند استفاده کنید)، که نیاز به بازدید در محل با dGPS دارد.

این پروژه ها با دوربین‌های با وضوح بالا که در حالت عمودی نصب شده‌اند و مستقیماً به سمت پایین هدایت می‌شوند، انجام می‌شوند. هنگامی که تصاویر عمودی همه گرفته شدند، به مبدا باز می گردیم و سپس پردازش را شروع می کنیم.

تصاویر دارای برچسب جغرافیایی هستند و از طریق یک سیستم پیشرفته حرکت از سطح (SFM) ارسال می شوند. این سیستم هر پیکسل را در هر تصویر جداگانه تجزیه و تحلیل می کند و با استفاده از تکنیک های مختلفی مانند Aero-Triangulation (AAT) و Bundle Block Adjustment می تواند موقعیت بسیار دقیق دوربین را محاسبه کند. با استفاده از این داده های دقیق کالیبراسیون دوربین، یک ابر نقطه سه بعدی ایجاد می شود و موقعیت های جداگانه دوربین نمایش داده می شود که امکان بررسی کیفیت بصری پروژه را فراهم می کند. اگر همه چیز خوب به نظر می رسد، ما داده های نقطه کنترل زمینی را که قبلاً جمع آوری شده بود ارائه می دهیم تا دقت و متراکم کردن ابر نقطه سه بعدی را که برای تولید DSM و عکس های هوایی بعدی استفاده می شود، افزایش دهیم.

نقاط کنترل زمینی

توصیه می کنیم برای تمام پروژه های نقشه برداری هوایی، نقاط کنترل زمینی با دقت بالا (GCPs) داشته باشید تا مجموعه داده ها تا حد امکان دقیق باشند.

پس از پردازش

پس از اتمام پرواز، هر پیکسل توسط یک سیستم تخصصی حرکت از سطح (SFM) پردازش می شود. الگوریتم های پیشرفته قادر به محاسبه ارتفاع هر پیکسل با تجزیه و تحلیل حرکت پیکسل ها در تصاویر ارسال شده هستند.

تصویرسازی چند طیفی

دوربین‌های تخصصی می‌توانند طیف‌هایی را که چشم انسان نمی‌بیند، ثبت کنند، مانند مادون قرمز نزدیک (IR) که نشان‌دهنده فشار در زمین است و Far-IR که می‌تواند تفاوت‌های دما را نشان دهد. (ترموگرافی).

نقشه های هوایی ویژگی های زیر را به صورت یکجا تحویل می دهند

• ارتوفتو/ارتوموزائیکOrthophoto/Orthomosaic
• DEM (DSM/DTM)
• نقاط سه بعدی ابرمانند
• مش بافت سه بعدی
• خطوط نقشه برجسته Contour Lines
• گزارش کیفی

ORTHOPHOTO

Orthophoto (همچنین به نام “اورتوموسائیک” یا “نقشه عکس هوایی”) یک سری اصلاح شده از صدها یا هزاران تصویر است که در نهایت در یک تصویر ادغام شده اند و برای ایجاد یک نقشه یکپارچه با هم پردازش می شوند.

مدل ارتفاع دیجیتال (DEM)

مدل دیجیتال ارتفاع (DEM) می تواند به عنوان یک مدل سطح دیجیتال (DSM) ارائه شود، که ارتفاعات هر جسم قابل مشاهده را نشان می دهد یا به عنوان یک مدل زمین دیجیتال (DTM)، که در آن هر شی غیر از سطح زمین فیلتر شده است.

ابر نقطه رنگی سه بعدی 3D COLOR POINT CLOUD

ابر نقطه رنگی سه بعدی تقریباً ترکیبی از عکس ارتو(ORTHOPHOTO) و DEM است که هر نقطه دارای یک مقدار رنگ و مختصات x، y، z می باشد.

مش بافت سه بعدی ساده شده

مش بافت سه بعدی ساده شده نقاط ابر نقطه رنگی سه بعدی ( مورد قبل) را می گیرد و فضای بین آنها را با چند ضلعی های دو بعدی پر می کند که با بافت ها نمایش داده می شوند و یک مدل سه بعدی با جزئیات کمتر و همچنین بسیار کوچکتر ایجاد می کند.

خطوط کانتور ( خطوط نقشه برجسته و حد فاصل آنها)

خطوط کانتور از DEM (یا DSM یا DTM) تولید می شوند و یک راه ساده و دو بعدی برای نشان دادن تغییرات ارتفاع هستند.