نقشه برداری با پهپاد

نقشه برداری با پهپاد

نقشه برداری و GIS

نقشه برداری با پهپاد پتانسیل بسیار زیادی را در اختیار متخصصان GIS قرار می دهد. با یک پهپاد نقشه برداری، می توان بررسی های توپوگرافی را با کیفیتی مشابه اندازه گیری های بسیار دقیق جمع آوری شده با روش های سنتی، اما در کسری از زمان انجام داد. این امر به طور قابل ملاحظه ای هزینه بررسی سایت و حجم کاری متخصصان در این زمینه را کاهش می دهد.

مدل سطح ارتوموزائیک و دیجیتال
مدل سطح ارتوموزائیک و دیجیتال که از تصاویر هوایی گرفته شده توسط پهپاد نقشه برداری و نقشه برداری WingtraOne ایجاد شده است .
نقشه برداری با پهپاد
  1. منظور از بررسی هواپیماهای بدون سرنشین چیست؟
  2. مزایای پهپادها در نقشه برداری چیست؟
  3. از پهپادها در نقشه برداری چه استفاده می شود؟
  4. با نقشه برداری هواپیماهای بدون سرنشین انتظار چه نوع محصولات قابل تحویلی را می توان داشت؟
  5. بررسی پهپاد چقدر دقیق است؟
  6. کاغذ سفید
  7. بهترین پهپادها برای نقشه برداری کدامند؟
  8. چگونه یک بررسی پهپادی انجام دهیم؟
  9. چگونه داده های نظرسنجی هواپیماهای بدون سرنشین را پردازش کنیم؟
  10. تفاوت بین لیدار و فتوگرامتری چیست؟
  11. کاربرد هواپیماهای بدون سرنشین در صنایع خاص

 

منظور از بررسی هواپیماهای بدون سرنشین چیست؟

بررسی 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 محموله های 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 برچسب گذاری می شود.

                                                        تصویر فتوگرامتری
فتوگرامتری تصاویری را که حاوی همان نقطه روی زمین از چندین نقطه دید هستند ترکیب می‌کند تا نقشه‌های 2 بعدی و سه بعدی دقیق را به دست دهد.

از این داده‌ها، یک نرم‌افزار فتوگرامتری می‌تواند ارتوموزائیک، مدل‌های ارتفاعی یا مدل‌های سه‌بعدی منطقه پروژه را ایجاد کند. 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 بالا و دقت بالا را بسیار سریع‌تر، ارزان‌تر و مستقل از شرایط جوی مانند پوشش ابر می‌سازد.

 

مزایای پهپادها در نقشه برداری چیست؟

آیا می‌دانستید که بررسی‌های پهپادی شما اکنون می‌تواند صدها هکتار را تنها در چند پرواز پوشش دهد؟ استفاده از پهپادهای نظرسنجی برای:

در زمان و هزینه صرفه جویی کنید

زمان میدانی و هزینه های نظرسنجی را کاهش دهید

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 ارائه دهید

ایستگاه های توتال فقط امتیازهای فردی را اندازه گیری می کنند. یک پرواز پهپاد هزاران اندازه گیری را تولید 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 یا نقطه مدل سه بعدی حاوی داده های جغرافیایی سه بعدی است.
به زمین های صعب العبور برسید

نقشه مناطق غیر قابل دسترس در غیر این صورت

یک پهپاد نقشه برداری هوایی می تواند تقریباً در هر نقطه از زمین بلند شود و پرواز کند. شما دیگر توسط مناطق غیرقابل دسترس، شیب های تند ناامن یا زمین های خشن که برای ابزارهای اندازه گیری سنتی نامناسب هستند محدود نمی شوید. شما نیازی به بستن بزرگراه ها یا خطوط قطار ندارید. در واقع، شما می توانید داده ها را در حین کار بدون هزینه سربار سازمانی ضبط کنید.

 

از پهپادها در نقشه برداری چه استفاده می شود؟

نقشه برداری زمین / نقشه برداری

پهپادهای پیمایشی ارتوموزائیک‌هایی با وضوح بالا و مدل‌های سه‌بعدی دقیق از مناطقی تولید می‌کنند که داده‌های با کیفیت پایین، قدیمی یا حتی بدون اطلاعات در دسترس هستند. بنابراین، نقشه‌های کاداستر با دقت بالا را قادر می‌سازند تا به سرعت و به آسانی حتی در محیط‌های پیچیده یا دشوار دسترسی داشته باشند. نقشه‌برها همچنین می‌توانند ویژگی‌هایی مانند علائم، خطوط جاده، نشانگرهای جاده، شیر آتش نشانی و زهکشی را از تصاویر استخراج کنند.

پس از پردازش با نرم‌افزار فتوگرامتری، همین تصاویر می‌توانند مدل‌های ارتفاعی بسیار دقیق، خطوط کانتور و خطوط شکست، و همچنین بازسازی‌های سه‌بعدی سایت‌ها یا ساختمان‌ها را تولید کنند.

مدیریت و توسعه زمین

تصاویر هوایی گرفته شده توسط پهپادها بررسی های توپوگرافیک را برای مدیریت و برنامه ریزی زمین بسیار تسریع و ساده می کند. این امر برای جستجوی سایت، برنامه ریزی و طراحی تخصیص، و همچنین ساخت نهایی جاده ها، ساختمان ها و تاسیسات صادق است .

این تصاویر همچنین پایه و اساس مدل های دقیق توپوگرافی سایت را برای مطالعات مهندسی پیش از ساخت فراهم می کند. همچنین داده های تولید شده را می توان به هر نرم افزار CAD یا BIM منتقل کرد تا مهندسان بتوانند بلافاصله از یک مدل سه بعدی شروع به کار کنند.

از آنجایی که جمع‌آوری داده‌ها توسط هواپیماهای بدون سرنشین به راحتی با هزینه کم قابل تکرار است، می‌توان تصاویر را در فواصل زمانی منظم گرفت و روی نقشه‌های اولیه قرار داد تا ارزیابی شود که آیا کار ساخت‌وساز مطابق با مشخصات برنامه پیش می‌رود.

اندازه گیری های دقیق

ارتوفوتوهای با وضوح بالا، نقشه برداران را قادر می سازد تا اندازه گیری فاصله و سطح را با دقت بسیار بالا انجام دهند.

ذخیره اندازه گیری های حجمی

با نرم افزار نگاشت سه بعدی، اندازه گیری حجمی از همان تصاویر نیز امکان پذیر است. این روش سریع و ارزان اندازه گیری حجم به ویژه برای محاسبه ذخایر در معادن و معادن برای اهداف موجودی یا نظارت مفید است.

با یک پهپاد، نقشه برداران می توانند بسیاری از نقاط داده های توپوگرافیک بیشتری را ضبط کنند، بنابراین حجم دقیق تری را اندازه گیری می کنند. آن‌ها همچنین می‌توانند این کار را به روشی بسیار ایمن‌تر از زمانی که مجبور باشند به صورت دستی داده‌ها را با بالا و پایین رفتن یک انبار جمع‌آوری کنند، انجام دهند. از آنجایی که هواپیماهای بدون سرنشین داده ها را از بالا ضبط می کنند، عملیات در سایت قطع نخواهد شد. زمان کسب کوتاه امکان گرفتن عکس فوری از سایت را در یک نقطه خاص از زمان فراهم می کند.

نظارت بر شیب

با تجزیه و تحلیل خودکار GIS، می توان اندازه گیری های شیب را از DTM و DSM تولید شده توسط تصاویر پهپاد استخراج کرد. با دانستن شیب سطح زمین، می توان مناطق را طبقه بندی کرد و برای اهداف پایش شیب، از جمله کاهش و پیشگیری از زمین لغزش، استفاده کرد.

با ارتوموزائیک هایی که در زمان های مختلف گرفته می شوند، می توان تغییرات حرکت زمین را تشخیص داد و سرعت آن را اندازه گیری کرد. این داده ها می تواند به پیش بینی زمین لغزش ها و جلوگیری از آسیب احتمالی به جاده ها، راه آهن ها و پل ها کمک کند.

نظارت بر شیب

از این تصویر می توان مقایسه کرد که کدام قسمت از زمین سریعتر یا کندتر حرکت می کند. طول ضربات نشان دهنده سرعت حرکت زمین است. هر چه سکته مغزی طولانی تر باشد، حرکت زمین سریعتر است.
در مقایسه با تکنیک‌های پایش سنتی، که در آن حسگرها روی نقاط منفرد قرار می‌گیرند، پهپادها جمع‌آوری داده‌های جامع‌تری را امکان‌پذیر می‌کنند. هواپیماهای بدون سرنشین با قابلیت PPK، که نیازی به چیدمان چندین GCP ندارند، برای این کاربرد بهینه هستند، زیرا دسترسی به این مناطق اغلب سخت یا حتی خطرناک است.

برنامه ریزی شهری

توسعه مناطق شهری به طور فزاینده متراکم و پیچیده نیاز به برنامه ریزی فشرده و در نتیجه جمع آوری داده ها زمان بر و پرهزینه دارد. به لطف هواپیماهای بدون سرنشین، برنامه ریزان شهری می توانند حجم زیادی از داده های به روز را در مدت زمان کوتاه و با کارکنان بسیار کمتر جمع آوری کنند. تصاویر تولید شده در این روش به برنامه ریزان اجازه می دهد تا شرایط اجتماعی و محیطی موجود سایت ها را بررسی کنند و تاثیر سناریوهای مختلف را در نظر بگیرند.

به لطف مدل‌های سه‌بعدی، ساختمان‌ها را می‌توان به راحتی بر روی محیط خود قرار داد و به برنامه‌ریزان و شهروندان دیدگاهی تجربی از یک پروژه توسعه پیچیده می‌دهد. مدل‌های سه‌بعدی همچنین امکان تجزیه و تحلیل و تجسم سایه‌ها و چشم‌اندازها/دیدگاه‌ها را فراهم می‌کنند.

نقشه های تولید شده با پهپاد WingtraOne و ArcGIS Urban Esri .

 

با نقشه برداری هواپیماهای بدون سرنشین انتظار چه نوع محصولات قابل تحویلی را می توان داشت؟

بستگی به دوربین یا سنسور و نرم افزاری دارد که برای پس پردازش استفاده می کنید. دوربین های نقشه برداری RGB مانند RX1R II یا a6100 سونی به همراه اکثر نرم افزارهای فتوگرامتری می توانند داده های زیر را تولید کنند:

نقشه های ارتوموزائیک

نقشه ارتوموزائیک سدرون

تصاویر هواپیماهای بدون سرنشین از نظر اعوجاج تصویر تصحیح می شوند و در طول پردازش پس از پردازش برای ایجاد یک نقشه ارتوموزائیک بسیار دقیق به هم می چسبند. هر پیکسل حاوی اطلاعات جغرافیایی دوبعدی (X, Y) است و می‌تواند مستقیماً اندازه‌گیری‌های دقیقی مانند فواصل و سطوح افقی را تهیه کند.

قالب‌های فایل: geoTIFF (.tiff)، jpg.، png.، کاشی‌های Google (kml.، .html)

ابر نقطه سه بعدی

نقطه ابر
یک ابر نقطه متراکم شده را می توان از تصاویر پهپاد تولید کرد. هر نقطه حاوی اطلاعات مکانی (X، Y، Z) و رنگ است. این یک مدل بسیار دقیق برای اندازه گیری فاصله (مایل و افقی)، مساحت و حجم ارائه می دهد. فرمت های فایل: .las، .laz، .ply، .xyz

مدل‌های سطح دیجیتال (DSM)

مدل سطح دیجیتال (DSM)

از تصاویر هواپیماهای بدون سرنشین نیز می توان برای ایجاد مدل های DSM از منطقه استفاده کرد. هر پیکسل حاوی اطلاعات دو بعدی (X، Y) و ارتفاع (مقدار Z) بالاترین نقطه برای این موقعیت است.

فرمت های فایل: GeoTiff (.tif)، xyz.، .las، .laz

مدل دیجیتال زمین (DTM)

مدل دیجیتال زمین (DTM)

پس از فیلتر کردن اشیایی مانند ساختمان‌ها، می‌توان از تصاویر پهپاد برای ایجاد DTM با هر پیکسل حاوی اطلاعات 2.5 بعدی (مقدار X، Y و Z بالاترین ارتفاع) استفاده کرد.

فرمت فایل: GeoTiff (.tif)

مش بافت سه بعدی

نقطه ابر

مش بافت سه بعدی بازتولید لبه ها، چهره ها، رئوس و بافت منطقه است که توسط پهپاد گرفته شده است. این مدل برای بازرسی بصری یا زمانی که ذینفعان خارجی یا مشارکت عمومی برای یک پروژه ضروری است بسیار مفید است.

فرمت های فایل: .ply، .fbx، .dxf، .obj، .pdf

خطوط کانتور

خطوط کانتور

بسته به نیاز پروژه، از هر دو مدل DTM یا DSM، با فواصل کانتور سفارشی، می توان برای ایجاد نقشه خطوط کانتور استفاده کرد که به شما درک بهتری از سطح منطقه شلیک شده توسط پهپاد می دهد.

فرمت های فایل: .shp، .dxf، .pdf

 

بررسی پهپاد چقدر دقیق است؟

عملکرد و نوع پهپاد، کیفیت اجزای آن، وضوح دوربین، ارتفاع پرواز پهپاد، پوشش گیاهی و روش و فناوری مورد استفاده برای مکان یابی تصاویر هوایی می تواند به شدت بر دقت نقشه برداری پهپاد تأثیر بگذارد. در این مرحله، می‌توان با یک پهپاد نقشه‌برداری پیشرفته مانند WingtraOne به دقت مطلق تا 1 سانتی‌متر (0.4 اینچ) و 0.7 سانتی‌متر بر پیکسل (0.3 اینچ در پیکسل) GSD در شرایط بهینه دست یافت .

بهترین پهپادها برای نقشه برداری کدامند؟

پهپاد بررسی WingtraOne

مناطق نقشه برداری بزرگ، زمین سخت یا شیب دار، اختلاف ارتفاع زیاد، شرایط آب و هوایی سخت یا عدم وجود سطوح صاف مورد نیاز برای برخاستن و فرود: پهپاد نقشه برداری WingtraOne می تواند بر همه این چالش های نقشه برداری پروژه های متوسط ​​و بزرگ غلبه کند.

نقشه بردار با پهپاد WingtraOne

برخاستن و فرود عمودی (VTOL)

فرود شکم خطرناک، پرتاب دستی و منجنیق را از بین ببرید. بر خلاف سایر پهپادهای بال ثابت، WingtraOne به آرامی در مناطق محدود، روی شن، بین درختان یا در مناطق کوهستانی بلند می شود و فرود می آید.

42 مگاپیکسل / 0.7 سانتی‌متر/پیکسل (0.3 اینچ در پیکسل) GSD

WingtraOne با دوربین 42 مگاپیکسلی سونی فول فریم خود می‌تواند در ارتفاعات بالا پرواز کند و در عین حال تصاویر GSD کم را ارائه دهد. این تضمین می کند که مناطق بزرگ را می توان سریعتر با دقت بالا بررسی کرد. وضوح بالاتر همچنین بازسازی نقشه ارتوموزائیک بهتری را به همراه دارد.

تا 1 سانتی متر (0.4 اینچ) دقت مطلق

با استفاده از گزینه PPK، می توان به دقت مطلق تا 1 سانتی متر (0.4 اینچ) رسید ، که قبلا فقط با تجهیزات نقشه برداری زمینی امکان پذیر بود. این امر مستلزم شرایط بهینه، پرواز در بالای سطوح سخت و استفاده از ایست‌های بازرسی کاملاً مشخص، کاملاً قابل مشاهده و اندازه‌گیری دستی و یک ایستگاه مستقر است.

پهپادهای دیگر برای نقشه برداری و نقشه برداری

بال ثابت در مقابل کوادکوپتر برای بررسی ماینینگ

در نهایت، بهترین پهپاد برای پروژه نقشه برداری زمینی شما به عوامل زیادی مانند اندازه محل بررسی، کیفیت خروجی مطلوب و بودجه و ترجیحات شما بستگی دارد. برای جزئیات بیشتر در مورد نحوه اتخاذ این تصمیم، مقایسه‌های پهپاد فتوگرامتری ما را بخوانید : WingtraOne در مقابل DJI Phantom 4 RTK ، WingtraOne در مقابل eBee X و WingtraOne در مقابل  Quantix .

چگونه یک بررسی پهپادی انجام دهیم؟

در این ویدیو نحوه انجام یک بررسی پهپادی با WingtraOne را بیاموزید. نحوه برنامه ریزی یک پرواز، نحوه جمع آوری تصاویر هوایی و نحوه تعامل ایمن با پهپاد در هر زمان را خواهید دید. مشاهده کنید که چگونه نقشه های ارتوموزائیک، ابرهای نقطه ای و مدل های رقومی ارتفاع از تصاویر جمع آوری شده تولید می شوند.

1. قبل از ترک دفتر بررسی کنید  

پروژه نظرسنجی خود را با راهنمایی های متخصص ما موفقیت آمیز کنید. ابتدا مقررات محلی را بررسی کنید و مطمئن شوید که اجازه دارید پهپاد خود را در مکان برنامه ریزی شده پرواز دهید. همچنین از مناسب بودن آب و هوا یعنی عدم بارش باران، مه، بارش برف یا باد شدید اطمینان حاصل کنید. بررسی کنید که باتری پهپاد شما و دستگاه های متصل مانند تبلت ها کاملا شارژ شده باشد و کارت حافظه دوربین پهپاد شما فضای خالی کافی برای ثبت کل پروژه داشته باشد.

2. پرواز خود را برنامه ریزی کنید 

با برنامه برنامه ریزی پرواز هواپیمای بدون سرنشین هوشمند WingtraPilot در تبلت به راحتی می توانید برنامه پرواز نظرسنجی خود را ایجاد کنید. برای این کار، فقط روی نقاطی که می‌خواهید بررسی کنید ضربه بزنید و بکشید یا یک فایل KML وارد کنید. اطمینان حاصل کنید که اجسام بلند را در برنامه پرواز و همچنین تفاوت ارتفاع را در نظر می گیرید. در صورت نیاز، می توانید تنظیمات پرواز مانند ارتفاع، فاصله نمونه برداری از زمین (GSD) ، جهت پرواز و همپوشانی تصاویر را تنظیم کنید.

3. پرواز خود را در میدان راه اندازی کنید 

بسته بندی و مونتاژ پهپاد را در چند مرحله ساده انجام دهید و مطمئن شوید که در شرایط ایمن آماده پرواز است. پس از چک لیست تعاملی، هر پارامتر را یک به یک بررسی خواهید کرد، مانند تمیز کردن سنسور فاصله و اطمینان از برداشتن درب دوربین.

4. پرواز و جمع آوری تصاویر

پس از فشار دادن دکمه تیک آف، پهپاد به طور مستقل از زمین بلند می شود، تصاویر را می گیرد و به همان جایی که شروع کرده بود فرود می آید. در این مرحله، اپراتور اساساً اطمینان حاصل می کند که هیچ کس در هنگام برخاستن یا فرود به پهپاد نزدیک نشود و شرایط آب و هوایی برای مأموریت بررسی بهینه بماند.

5. به تصاویر خود برچسب جغرافیایی بزنید

پس از یک یا چند پرواز، تصاویر را به نرم افزار WingtraHub وارد کنید تا آنها را برچسب گذاری جغرافیایی کنید. برچسب گذاری جغرافیایی اطلاعات موقعیت جغرافیایی (X، Y، Z) را به تصاویر در یک فایل CSV جداگانه یا در متا داده های تصاویر اختصاص می دهد.

چگونه داده های نظرسنجی هواپیماهای بدون سرنشین را پردازش کنیم؟

در حین بررسی با هواپیماهای بدون سرنشین، تصاویری از زمین از چندین نقطه دید گرفته می شود. از طریق پردازش این تصاویر، یک نرم‌افزار فتوگرامتری می‌تواند مدل‌های ارتوموزائیک و سه‌بعدی ایجاد کند که از طریق آنها می‌تواند فاصله دقیق و همچنین سطوح و حجم اجسام فیزیکی را اندازه‌گیری کند.

خروجی های داده از پهپاد تصاویر گرفته شده توسط پهپاد معمولاً مانند هر دوربین دیگری روی کارت حافظه (مانند کارت SD) ذخیره می شوند. بسته به فناوری استفاده شده توسط پهپاد، تصاویر قبلاً دارای برچسب جغرافیایی هستند یا می توانند در یک نرم افزار برچسب گذاری جغرافیایی مانند WingtraHub وارد شوند. با توجه به اندازه سایت نظرسنجی، احتمالا بین چند صد تا چند هزار تصویر دارید و هر تصویر حاوی اطلاعات جغرافیایی (X، Y، Z) است. وارد کردن به نرم افزار فتوگرامتری پس از وارد کردن یا آپلود تصاویر دارای برچسب جغرافیایی در نرم افزار فتوگرامتری مانند Propeller ، Bentley iTwinCapture یا Pix4D، تصاویر برای ایجاد مدل های دوبعدی یا سه بعدی از سایت بررسی شده به یکدیگر دوخته می شوند. پردازش تصویر بسته به تعداد تصاویر و عملکرد رایانه شما می تواند یک فرآیند طولانی باشد. برخی از نرم افزارهای فتوگرامتری مبتنی بر دسکتاپ هستند، بنابراین به سخت افزار قوی نیاز دارند. نرم افزار دیگر مبتنی بر ابر است و از سرورهای قدرتمند به جای رایانه محلی شما برای پردازش داده ها استفاده می کند.

تفاوت بین لیدار و فتوگرامتری چیست؟

تصویر لیدار در مقابل فتوگرامتری

از آنجایی که برخی از پهپادهای پیمایش هوایی اکنون می توانند حسگرهای LIDAR را حمل کنند، انتخاب صحیح بین LIDAR و محموله فتوگرامتری چیست؟ این همه به استفاده خاص بستگی دارد. نحوه کار این دو فناوری، ویژگی های آنها و مناسب ترین آنها برای پروژه خود را بیابید: Drone lidar در مقابل فتوگرامتری.

برچسب‌ها: بدون برچسب

دیدگاه خود را بنویسید

آدرس ایمیل شما منتشر نخواهد شد. فیلدهای الزامی علامت گذاری شده اند *