سازمان نقشه برداری در تاریخ خرداد ماه 1399 یک دستورالعملی رو در رابطه با تهیه نقشه و اطلاعات مکانی به کمک پهپاد ارائه کرد که اگر شما به صفحه 10 این دستورالعمل مراجعه کنید یک جدولی رو میبینید که یه سری نکات و اعداد و ارقام رو داخلش نوشته و بالای این جدول دارید میبینید که وضوح اپتیکی این تصویر رو نوشته، یعنی اسمی از وضوح اپتیکی تصویر آورده.
در این مطلب قصد دارم در رابطه با وضوح اپتیکی صحبت کنم، ببینین چطور ما باید وضوح اپتیکی پرنده مون رو محاسبه کنیم و بعد چطور از طریق این وضوح اپتیکی ارتفاع پرواز رو محاسبه کنیم. پس لطفا تا انتهای مطلب با من همراه باشید. شش دانگ حواستون اینجا باشه چون یه بحث بسیار مهمی رو میخوام با شما داشته باشم.
ببینید دوستان ما یک فاکتوری رو داریم به اسم GSD یا ground sampling distance که اکثر شما شاید در موردش بدونید و در موردش اطلاع داشته باشید. اگر اطلاعات مفصلی میخواید این مقاله رو مطالعه کنید:
GSD چیست و چه تاثیری بر تولید نقشه نهایی دارد؟
اما مختصر و مفیدش این میشه که، GSD به ما میگه که یک پیکسل بر روی تصویر چه ابعادی رو بر روی زمین داره به ما نشون میده. وقتی که میگن GSD این تصویر 2 سانت هست یعنی هر پیکسل این تصویر 2 سانتی متر هست بر روی زمین. میدونید یه پیکسل هم مربعیه، طول و عرضش یکسان هست. این رو ما بهش میگیم GSD و معمولا زمانیکه توی محاسباتمون، محاسبات ارتفاع پرواز در اپلیکیشنهای پرواز داریم ارتفاع پروازمون رو تنظیم میکنیم حواسمون به این GSD هست که برای مثال GSD مون اگر میخوایم نقشه یک پونصدم تهیه کنیم بین 3 تا 5 سانتی متر باشه. اما حالا من یه نکته رو میخوام بهتون بگم که این GSD 3 تا 5 سانتی متر دقیقا این چیزی نیست که در دستورالعمل سازمان نقشه برداری وجود داره. اما این بحث یا وضوح اپتیکی تصاویر چی هست؟
فاکتور دیگری رو داریم به اسم GRD، ground resolved distance. منظور از ground resolved distance چی هست؟
ببینید، در بحث GSD قانونا ما باید اگر برای مثال GSD مون 2 سانتی متر یا 3 سانتی متر هست باید بتونیم یک آبجکتی که روی زمین ابعادش 3 سانتی متر هست رو داخل تصویر بتونیم تشخیص بدیم، اما در واقعیت این اتفاق نمیافته. چرا؟ چون محاسبه GSD یا بهتر بگم محاسبه وضوح تصویر فقط بر مبنای GSD نیست، چون GSD بر حسب فاصله کانونی، ارتفاع پرواز و پیکسل پیچ یا اندازه هر پیکسل بر روی سنسور داره محاسبه میشه. اما یک سری آیتم ها داخلش در نظر گرفته نمیشه. آیتمهایی مثل کیفیت لنز، مثل سرعت پرنده، مثل…، در کل وضوح کلی تصویر از نظر روشنایی، این مسائل در نظر گرفته نمیشه. به همین خاطر هست که وقتی شما GSD رو 3 سانتی متر میذارید در تصویرتون یک آبجکت که 3 سانتی متر باشد رو نمیتونید تشخیص بدید، یک بحثی اینجا به وجود میاد به نام GRD یا ground resolved distance که به شما ابعاد یک آبجکتی که بتونید روی تصویر تشخیص بدید رو داره میگه.
حالا میخواهیم بدونیم GRD رو چطور باید محاسبه کنیم. در دوربینهای اولتراکم، دوربینهای هوایی رقومی که معمولا بسیار گران قیمت هستند نسبت GRD به GSD عددی برابر 1 هست. یعنی GRD شون یا اون وضوح اپتیکی تصویر با GSD باهم برابرند. یک نسبت که بگیرید عدد 1 بدست میاد. اما معمولا در دوربینهایی که ما با اون سرکار داریم نسبت GRD به GSD عددی بالاتر از 1 میشه. خب حالا ببینیم GRD رو چطور میتونیم محاسبه کنیم؟
ببینید دوستان یک تارگتی وجود داره به اسم تارگت زیمنس که شکلش رو دارید تو تصویر میبینید، یک دایره هست به قطر 1 تا 1.5 متر و در بعضی مواقع تا 2 متر
به 32 یا 24 قسمت باید اون رو تقسیم کنید و یک در میون اون رو سفید و مشکی کنید. روی یک بنر پلات کنید و ببرید در منطقه، زمان پرواز روی زمین اون رو پهن کنید و زمانی که دارید تصویر برداری میکنید این بنر داخل تصویرتون دیده بشه. می تونید تارگت زیمنس رو از اینجا دانلود کنید.
دستورالعمل سازمان این رو میگه که در هر پرواز یعنی اگر با فانتوم کار میکنید در اون 15 ، 20 دقیقه ای که پرواز میکنید این بنر باید تو اون پلن پروازیتون باشه. در پرواز بعدی هم باید باشه، در تمامی پروازها این بنر باید وجود داشته باشد. اگر کاری رو دارید انجام میدید که ناظرش سازمان هست و می خواید به سازمان کار را تحویل بدید باید این بنر رو چاپ کنید و در تمامی پلنهای پروازیتون طبق دستورالعملهای جدید قرار بدید. اما اگر کارفرما، سازمان نقشه برداری نیست، نیازی به این قضیه شما ندارید، یکبار برای همیشه میتونید شما این کار رو انجام بدید و پرنده تون رو یا به اصطلاح GRD پرنده تون رو محاسبه کنید و یا اینکه از اعدادی که ما محاسبه کردیم و اکثر دوستان هم به همین نتیجه رسیدن استفاده کنید.
خب در ادامه ببینیم چطور میتونیم GRD ارتفاع پرواز مناسب رو محاسبه کنیم.
دوستان ببینیم که سازمان نقشه برداری چه فرمولی رو برای محاسبه GRD برای ما در نظر گرفته. اگر شما به دستورالعمل مراجعه کنید در صفحه ی فکر کنم 11 این دستورالعمل این فرمول رو برای ما در نظر گرفته که:
GRD برابر است با سینوس 360درجه تقسیم بر تعداد تقسیمات اون دایره ی تارگت ضربدر شعاع دایره ی ابهام. که حالا در مورد هر کدوم از این آیتم ها باهاتون صحبت میکنم.
ما گفتیم که اون دایره ی تارگت زیمنس رو 32 قسمت میکنیم دیگه، 360 تقسیم بر 32 ضربدر شعاع دایره ی ابهام. شعاع دایره ی ابهام چی هست؟
ببینید دوستان همونطور که داخل تصویر میبینید اگر شما کمی بر روی تصویرتون زوم کنید و بر روی اون تارگت زوم کنید، ترجیحا این کار رو با نرم افزارهایی انجام بدید که تصویر رو برای شما پیکسل پیکسلی میکنه و میتونید تعداد پیکسلها رو بشمارید. برای مثال از نرم افزار ACDSee میتونید استفاده کنید یا اینکه تصویر رو ببرید داخل متاشیپ، کاری که من الان دارم انجام میدم. تصویر داخل متاشیپ هست من زوم میکنم و شما یک دایره ی به نسبت طوسی یا سفید رنگی رو این وسط دارید میبینید.
ما به این دایره میگیم دایره ی ابهام. تعداد پیکساهایی که در قطر این دایره وجود داره رو شما میشمارید، تقسیم بر 2 میکنید میشه تعداد پیکسلهای شعاع دایره ی ابهام. باید بدونید که هر کدوم از این پیکسلها چند سانتی متر هست. برای مثال در این تصویری که دارید میبینید قطر دایره ی ابهام 14 سانتی متر که نصفش میشه 7 پیکسل.
دوستان این تصویر از ارتفاع 75 متری سطح زمین گرفته شده و در یک پرواز نرمال هم انجام شده. شما اگر در اپلیکیشن pics for capture برید و ارتفاع پروازتون رو روی 75 متر قرار بدید میبینید که GSD رو 2.05 میگه. شما لازم هست که این عدد 7 پیکسل رو ضربدر 2.05 کنید که عددی حدودا اگر اشتباه نکنم 14.3 به شما میده. خب این عبارت رو شما محاسبه میکنید.
توجه کنید که این کاری که من دارم برای شما مثال میزنم برای پرنده فانتوم است اما برای هر دوربینی دیگه نمیتونید این رو بسط بدید. یعنی چی؟ یعنی نسبت GRD به GSD فانتوم با دوربین مثلا سونی آلفا سون، سونی آلفا 6000 متفاوته و هر کدام باید جداگانه محاسبه بشه.
خوب اگر شما این عبارت را محاسبه کنید، سینوس 360 تقسیم بر 32 ضربدر 14.3 رو محاسبه کنید به عدد 2.8 میرسید حدودا 2.8. یعنی GRD پرنده فانتوم در ارتفاع دقت کنید دوستان در ارتفاع 75 متری این بدست اومده، میشه 2.8. خب نسبت GRD به GSD برابر است با 2.8 تقسیم بر 2.05 که عددی در حدود 1.4 بدست میاد. من معمولا رو به بالا رند میکنم. یه مقداری سختگیرانه تر برخورد کنیم. پس برای پرنده فانتوم نسبت GRD به GSD عددی در حدود 1.4بدست میاد.
بعضی از دوستان به من پیام دادن که ما 1.3 ، 1.6 بدست آوردیم بعضی مواقع. ببینید به عوامل زیادی هم بستگی داره. اون دوستی که 1.3 بدست آورده بود گفت که من روی تارگت ارتفاع گرفتم و بدون اینکه پرنده حرکت کنه شاتم رو زدم، خب این یکم خوشبینانه است و ما نباید همیشه خوشبینانه در نظر بگیریم چون شرایط واقعی پرواز به این شکل نیست. و دوستی هم که اعداد بالاتری بدست آورده بود در شرایط غیر نرمال این کار رو انجام داده بود و هوا تقریبا گرد و غبار داشته و یا نور مناسب تو محیط نبوده. اما چیزی که من در یک فضایی که نور آفتاب به اندازه کافی بود و پرنده با سرعت 8 متر بر ثانیه در حرکت بود، این رو تست کردم و محاسبه کردم به عدد 1.4 برای نسبت GRD به GSD رسیدم.
خب حالا این 1.4 یا بهتر بگم این 2.8 که ما اینجا بدست آوردیم به عنوان GRD چه کمکی به ما میکنه؟
ما از طریق GRD میتونیم ارتفاع پروازمون رو محاسبه کنیم یا بهتر بگم از طریق GRD، GSD مون رو محاسبه میکنم و از طریق GSD ارتفاع پروازمون رو محاسبه میکنیم.
در دستورالعمل سازمان نقشه برداری نوشته که برای نقشه ی یک دوهزارم با منحنی تراز 1 متر GRD شما باید 10 تا 15 سانتی متر باشه. برای نقشه ی نیم دوهزارم با منحنی تراز 0.5 متر GRD شما باید 5 تا 10 سانتی متر باشه و برای نقشه یک پونصدم با منحنی تراز 25 سانت GRD شما باید 3 تا 5 سانتی متر باشه. بریم ببینیم که توی این حالت ارتفاع پرواز چقدر بدست میاد.
فرض میکنیم میخوایم نقشه یک پونصدم تهیه کنیم، سازمان طبق دستورالعملش به ما گفته که GRD شما باید 3 سانتی متر باشه و حالا میخوایم ببینیم که در این حالت GSD که ما بدست میاریم و بعد از اون ارتفاع پرواز لازمه مون باید چقدر باشه. خوب دوستان GRD به GSD فانتوم شد 1.4. توی این حالت ما GRD داریم، GRD ما 3 سانتی متر هست. 3سانتی متر به GRD برابر است با 1.4 که در نهایت GSD ما میشه 3 تقسیم بر 1.4 میشه 2.14 یعنی توی اپلیکیشن پروازتون که GSD رو دارید تنظیم میکنید شما GSD تون باید 2.14 باشد نه 3 سانتی متر. این رو دقت داشته باشید.
خب ما GSD رو آوردیم 2.14 بریم ببینم که ارتفاع پرواز رو، h رو چطور میتونیم محاسبه کنیم. یک فرمول خیلی ساده وجود داره که قبلا هم در موردش صحبت کردم. فاصله کانونی به ارتفاع پرواز برابر است با پیکسل پیچ به GSD. فاصله کانونی دوربین فانوتم 9 میلی متر هست، ارتفاع پروازمون رو میخوایم محاسبه کنیم. پیکسل پیچ یا اندازه هر پیکسل بر روی سنسور فانتوم عددی برابر با 0.0024 یا 2.4 میکرون و GSD ما هم اینجا 2.14 محاسبه شده بود که این سانتی متر هست و دقت کنید h شما هم از این طریق بر حسب سانتی متر بدست میاد. h میشه 80 متر حالا با یکی دو متر اختلاف. پس اگر شما قصد دارید که نقشه ی یک پونصدم دقیقی رو طبق دستورالعمل سازمان تهیه کنید باید ارتفاع پروازتون روی 80 متر باشه. همین قضیه رو برای ارتفاع پروازهای دیگه، برای مقیاس های دیگه هم شما میتونید استفاده کنید و محاسبه کنید. چه ارتفاع پرواز رو بخواید محاسبه کنید چه GSD رو بخواید محاسبه کنید و چه GRD رو بخواید محاسبه کنید روابط به این شکلی بود که خدمتتون عرض کردم .
دوستان اگر در این قضیه تجربهای دارید، اگر محاسباتی را انجام دادید لطفا نظر خودتون رو با ما به اشتراک بذارید. کامنت کنید. منتظر نظرات و تجربیات شما عزیزان هستیم.
لینک مقاله اصلی: محاسبه ارتفاع پرواز طبق دستورالعمل سازمان نقشه برداری
