نقشهبرداری با پهپاد: تکنولوژی مدرن برای دقت بالا و سرعت بیشتر

هواپیماهای بدون سرنشین تحولات عظیمی در حوزه نقشه برداری ایجاد کردهاند. پهپادهای نقشه برداری مجهز به دوربینها و حسگرهای پیشرفتهای هستند و قادرند دادههای هوایی با کیفیتی را به صورت خودکار و در کسری از زمان برای طیف وسیعی از کاربردها ضبط کنند. از بررسیهای توپوگرافی گرفته تا نظارت بر محل ساخت و ساز، این پهپادها راهحلی همه کاره و کارآمد برای جمعآوری دادهها در دنیای مدرن ارائه میدهند. این فناوری علاوه بر سرعت بخشیدن به نقشه برداری، در نقشه برداری از زمینهای سخت و موقعیتهای اضطراری نیز کارایی بالایی دارد. در این مطلب از سایت فارس روبویار قصد داریم به بررسی پهپادهای نقشه برداری، مزایا و نحوه استفاده از آنها بپردازیم.
نقشه برداری با پهپاد چیست؟
نقشه برداری با پهپاد؛ به استفاده از پهپادهای مجهز به سنسورها و دوربینهای پیشرفته برای جمعآوری دادههای هوایی و ایجاد نقشهها و دیگر مدلهای بصری از یک محل اشاره دارد. سپس این تصاویر و دادهها پردازش و به هم متصل میشوند تا نقشهها یا مدلهای دو بعدی و سه بعدی دقیق، ارتوموزائیکها و ابرهای نقطهای از سطح زمین ایجاد کنند.
پهپادهای نقشه برداری طیف وسیعی از فناوریها از جمله فتوگرامتری، LiDAR و SLAM lidar را با هم ترکیب میکند تا تصاویر و دادههایی با وضوح بالا ایجاد کند و از آن میتوان برای نقشه برداری، کشاورزی، ساخت و ساز و نظارت بر محیط زیست استفاده کرد.
برخلاف هواپیماهای سرنشین دار یا تصاویر ماهوارهای، پهپادها میتوانند در ارتفاع بسیار پایین پرواز کنند که موجب ارائه دادههای سریع، کم هزینه، واضح و دقیق و مستقل از شرایط جوی مانند پوشش ابر میشود. هواپیماهای بدون سرنشین انقلابی در نحوه بررسی و نقشه برداری ایجاد کردهاند و کارایی، سرعت و دقت نقشه برداری از طریق آنها بسیاری از صنایع را متحول کرده است.
مزایای نقشه برداری با پهپاد
آیا میدانید که بررسیهای پهپادی اکنون میتوانند صدها هکتار را تنها در چند پرواز پوشش دهند؟ فناوری نقشه برداری پهپادی نحوه جمعآوری، پردازش و تجزیه و تحلیل دادههای جغرافیایی را متحول ساخته و منجر به استفاده از آن در بسیاری از صنایع شده است بیایید نگاهی به برخی از مزایای استفاده از این پهپادها بیندازیم.
افزایش سرعت نقشه برداری
نقشه برداری با پهپاد زمان مورد نیاز برای بررسی یک منطقه خاص را به شدت کاهش میدهد. مطالعات اخیر نشان میدهد که بررسی پهپادها تا پنج برابر سریعتر از روشهای سنتی زمینی است. نقشه برداری سنتی در نواحی وسیع ممکن است به روزها یا حتی هفتهها نیاز داشته باشد. در مقابل، پهپادها میتوانند همان زمین را در عرض چند ساعت پوشش دهند و در عین حال اطلاعات دقیقتری را ثبت نمایند.
صرفهجویی در زمان و هزینه نقشه برداری
هرچند سرمایه گذاری اولیه در فناوری پهپادهای نقشه برداری ممکن است کمی بالا به نظر برسد، هزینههای عملیاتی برای نقشه برداری با این پهپادها بسیار کمتر از روشهای سنتی است. از طرفی میتوان این کار را با افراد کمتر و تجهیزات کمتر انجام داد و در نیروی کار نیز صرفهجویی کرد.
ارائه دادههای نقشه برداری با دقت بسیار بالا
نقشه برداری با پهپاد اطلاعاتی دقیقتر و شفافتر از روشهای سنتی ارائه میدهند و این افزایش دقت میتواند منجر به تصمیمگیری بهتر و برنامهریزی و تحلیل آگاهانهتر شود. پهپادهای نقشه برداری دقت بسیار بالایی دارند، به طوری که نقشه برداری با آنها سطح سانتیمتر میرسد. علاوه بر این قابلیت ضبط و ارائه اطلاعات جغرافیایی به صورت سه بعدی را نیز دارد.
ایمنی بالا هنگام نقشه برداری
نقشه برداری با پهپاد بسیاری از خطرات مرتبط با نقشهبرداری سنتی را از بین میبرند. استفاده از این پهپادها، نقشه برداری از مناطق دوردست یا صعبالعبور را که قبلاً بررسی آنها دشوار یا غیرممکن بود، ممکن میسازد. از سوی دیگر فاصله ایمن از خطرات احتمالی، احتمال آسیب در محل را نیز کاهش میدهد.
افزایش قابلیت دسترسی به کمک پهپاد نقشه بردار
پهپادها را میتوان در محیطها و شرایط مختلف استفاده کرد و به مناطقی که دسترسی به آنها از طریق روشهای سنتی دشوار یا حتی غیرممکن است، دسترسی پیدا کرد.
تطبیق پذیری هنگام نقشه برداری
پهپادهای نقشه برداری را میتوان به طیف وسیعی از حسگرها، از دوربینهای استاندارد RGB گرفته تا حسگرهای LiDAR و دوربینهای چند طیفی مجهز کرد تا بتوانند نیازهای نقشهبرداری مختلف را برآورده کنند. این سازگاری به این معنی است که از یک پهپاد میتوان برای اهداف متعدد، از ارزیابی کشاورزی گرفته تا نظارت بر محل ساخت و ساز، به سادگی استفاده کرد.
کاهش اثرات زیست محیطی
با استفاده از پهپادهای نقشه برداری، کمترین اختلال در محیط وجود دارد. نقشه برداری سنتی ممکن است به وسایل نقلیه، تجهیزات و کارهای زمینهای نیاز داشته باشد که میتواند در زیستگاههای محلی اختلال ایجاد کند. پهپادها این تاثیر را به حداقل میرسانند که آنها را به گزینهای سازگارتر با محیط زیست تبدیل میکنند.
مراحل نقشه برداری با پهپاد
در حالت کلی نقشه برداری با پهپاد دارای چند مرحله کلی است که در هر پروژه نقشهبرداری باید رعایت شوند. این مراحل شامل:
- تعیین هدف پروژه
- بررسی دقیق پهپاد
- تعیین محدوده پروژه
- تعیین نقاط کنترل و ایستگاه گذاری
- اندازه گیری نقاط کنترل در سیستم مختصات مورد نیاز
- تهیه اندکس مناسب برای محدوده مورد نظر
- پرواز پهپاد و عکس برداری آن
- پردازش تصاویر و تهیه مدل
- خروجی داده از پهپاد
- وارد کردن به نرم افزار فتوگرامتری
تعیین هدف از پروژه
اصلیترین بخش فرایند نقشه برداری با پهپاد، بررسی هدف از انجام پروژه است. اینکه با استفاده از نقشه برداری با پهپاد میخواهید به چه چیزی برسید.
بررسی دقیق پهپاد
تمام تجهیزات خود را از قبل بررسی کنید، مطمئن شوید که باتریهای پهپاد شما کاملاً شارژ شدهاند و تمام سنسورها/دوربین هایی که قصد استفاده از آنها را دارید، به درستی کار میکنند.
تعیین محدوده پروژه
یکی از مراحل مهم در پروژه های نقشه برداری پهپاد، تعیین محدوده مورد نظر است. ابتدا مقررات محلی را بررسی کنید و مطمئن شوید که اجازه دارید پهپاد نقشه برداری را در مکان برنامهریزی شده پرواز دهید. سپس باید از مناسب بودن آب و هوا یعنی عدم بارش باران، مه، بارش برف یا باد شدید اطمینان حاصل کنید.
اندازه گیری نقاط کنترل در سیستم مختصات مورد نیاز
در صورت نیاز، میتوانید تنظیمات پرواز مانند ارتفاع، فاصله نمونه برداری از زمین (GSD)، جهت پرواز و همپوشانی تصاویر را تنظیم کنید. مطمئن شوید که پهپاد شما در شرایط ایمن آماده پرواز است.
پرواز پهپاد و عکس برداری آن
پس از فشار دادن دکمه تیک آف، پهپاد به طور مستقل از زمین بلند میشود، تصاویر را میگیرد و به همان مکان برخاست، فرود میآید. نقش اپراتور نیز اطمینان از امنیت برخاستن یا فرود پهپاد و مناسب بودن شرایط آب و هوایی برای انجام ماموریت است.
خروجی داده از پهپاد
تصاویر گرفته شده توسط پهپاد معمولاً مانند هر دوربین دیگری روی کارت حافظه (مانند کارت SD) ذخیره میشوند. بسته به فناوری استفاده شده در پهپاد، تصاویر از قبل دارای برچسب جغرافیایی هستند یا میتوان آنها را در یک نرمافزار برچسب گذاری جغرافیایی مانند Wingtra Hub وارد کرد. با توجه به وسعت مکان، احتمالا بین چند صد تا چند هزار تصویر دارید و هر تصویر حاوی اطلاعات جغرافیایی (X ،Y ،Z) است.
ذخیرهسازی و پردازش دادهها
پس از جمعآوری، دادهها از فضای ذخیرهسازی پهپاد به رایانه منتقل و از نرمافزارهای تخصصی نقشه برداری پهپاد برای برچسبگذاری جغرافیایی و ایجاد مدلهای سه بعدی استفاده میشود. تصاویر دارای برچسب جغرافیایی در یک نرم افزار فتوگرامتری مانند پروپلر، بنتلی iTwin Capture یا Pix4D برای ایجاد مدلهای دوبعدی یا سه بعدی به یکدیگر متصل میشوند. پردازش تصویر بسته به تعداد تصاویر و عملکرد رایانه ممکن است یک فرآیند طولانی باشد. برخی از نرم افزارهای فتوگرامتری مبتنی بر دسکتاپ هستند و به سخت افزار قوی نیاز دارند. برخی دیگر مبتنی بر کلود است و از سرورهای قدرتمند برای پردازش دادهها استفاده میکند.
پهپادهای مناسب برای نقشه برداری
هنگامی که تشخیص دادید که میتوانید از پهپادهای نقشهبرداری برای اهداف خود استفاده کنید، یکی از اولین تصمیماتی که باید بگیرید این است که کدام پهپاد برای شما مناسب است. عملکرد و نوع پهپاد، کیفیت اجزای آن، وضوح دوربین، ارتفاع پرواز پهپاد، پوشش گیاهی و روش و فناوری مورد استفاده برای مکانیابی تصاویر هوایی میتواند به شدت بر دقت نقشه برداری پهپاد تأثیر بگذارد. بهترین پهپاد برای پروژه نقشه برداری به عوامل زیادی مانند اندازه محل بررسی، کیفیت خروجی مطلوب و بودجه و ترجیحات شما بستگی دارد. گزینههای مختلفی وجود دارد. اولین تصمیمی که باید بگیرید این است که آیا به یک پهپاد با بال ثابت یا چند روتور نیاز دارید.
هواپیماهای بدون سرنشین مولتی روتور: پهپادهای مولتی روتور مانند کوادکوپترها و هگزا کوپترها مانند DJI Phantom 4RTK، Mavic 3 Enterprise و Matrice 300، مانند یک هلیکوپتر کوچک، با بدنه مرکزی و چندین موتور که پروانهها را به حرکت در میآورند، کار میکنند. اینها همه کاره هستند و میتوانند در جای خود شناور شوند. آنها برای نقشهبرداری دقیق در مناطق کوچکتر مناسب هستند. پهپادهای مولتی روتور رایجترین پهپادهایی هستند که برای اکثر شرکتهای ساختمانی، معدنی، سنگدانهها و مدیریت زباله استفاده میشوند.
پهپادهای بال ثابت بدون VTOL. پهپادهای بال ثابت بدون برخاست و فرود عمودی (VTOL)، مانند Sensefly eBee X، دارای ساختار بال ثابت و قابلیتهای RTK هستند و به سبک منجنیق پرتاب میشوند، اما توانایی برخاستن و فرود عمودی را ندارند. این پهپادها برای کارهای نقشه برداری با مناطق بزرگ ایدهآل هستند و در مقایسه با پهپادهای چند روتور زمان پرواز طولانیتری دارند.
پهپادهای هیبریدی VTOL. پهپادهای هیبریدی بال ثابت و دارای VTOL، مانند WingtraOne GEN II و Quantum Systems Trinity F90+، ویژگیهای طراحی کوادکوپتر و بال ثابت را با هم ترکیب میکنند. آنها میتوانند مانند یک کوادکوپتر به صورت عمودی بلند شوند و فرود بیایند، طراحی بال ثابت به آنها این امکان را میدهد سریعتر و دورتر از کوادکوپتر پرواز کنند. پهپادهای هیبریدی VTOL برای کاربردهایی که انعطافپذیری و کارایی بسیار مهم است، مانند مأموریتهای نقشه برداری دوربرد با قابلیت پوشش مناطق بزرگ و فرود در فضاهای محدود عالی هستند.
نرمافزارهای مورد استفاده در نقشهبرداری پهپادی
نرم افزار نقشه برداری در پهپاد نقشه برداری همان چیزی است که دادههای هوایی خام را به نقشهها و مدلهای دقیق تبدیل میکند. ابزارهای محبوبی مانند Pix4Dmatic، DJI Terra، Agisoft Metashape ،ContextCapture و DroneDeploy ویژگیهایی را برای برنامههای مختلف، از نقشه برداری توپوگرافی گرفته تا نظارت بر محل ساخت و ساز، ارائه میدهند. در اینجا به سه نوع نرم افزار نقشه برداری با پهپاد موجود در بازار و روشهای مختلف پردازش آن اشاره شده است.
نرم افزار فتوگرامتری
نرم افزار فتوگرامتری از تصاویر گرفته شده توسط پهپاد برای ایجاد نقشههای دو بعدی و سه بعدی، مدلها و ارتوموزائیک استفاده میکند. از این نرمافزار میتوان برای ساخت ابر نقطهای، تجزیه و تحلیل شیب، نمایه سازی سایت و طبقه بندی، اندازه گیری خطی، اندازه گیری حجمی در صنایع مختلف مانند کشاورزی، ساخت و ساز و مهندسی استفاده کرد.
نرم افزار نقشه برداری لیدار
نرم افزار نقشه برداری لیدار (Light Detection and Ranging) از فناوری اسکن لیزری برای جمعآوری دادههای سه بعدی و تولید نقشهها و مدلهای دقیق استفاده میکند. از این نرمافزار معمولاً برای برنامههای پیچیده، مانند نقشهبرداری و مهندسی در مقیاس بزرگ استفاده میشود.
نرم افزار مدلسازی سه بعدی
نرم افزار مدل سازی سه بعدی، برای ایجاد مدلهای سه بعدی از اشیا و محیطها، با استفاده از دادههای جمعآوری شده از پهپاد نقشه برداری یا منابع دیگر استفاده میشود. از این نرمافزار میتوان برای کاربردهای مختلفی از جمله معماری، مهندسی و ساخت و ساز، طراحی صنعتی و بازاریابی استفاده کرد.
نقشهبرداری پهپادی در ایران
استفاده از پهپادهای نقشه برداری در سالهای اخیر در ایران نیز رواج گستردهای یافته است و ایران در حوزه ساخت و استفاده از این پهپادها پیشرفت قابل توجهی داشته است. پهپادهای کلاس یک جهانی، علیرغم کیفیت بسیار خوب از قیمت بسیار بالایی برخوردارند. از طرفی واردات بسیاری از آنها به سبب تحریم با محدودیت مواجه است. شرکتهای ایرانی زیادی نیز در زمینه تولید و مونتاژ پهپادهای نقشه برداری فعالیت دارند که بسیاری آنها نه تنها توانایی رقابت با نمونه های خارجی را دارند بلکه با قیمتهای بسیار کمتری در اختیار مشتریان قرار میگیرند. همچنین بعضا متناسب با شرایط آب و هوایی و اقلیم ایران طراحی و تولید میشوند.
فارس روبویار مجری ساخت و تعمیرات انواع پهپاد است که با ارائه و طراحی سمپاشهای باکیفیت توانسته گامهای بسیار موثری را در جهت پیشرفت در حوزه نقشه برداری بردارد. طراحی و ساخت این پهپادها در فارس روبویار به صورت هگزا کوپترهای قدرتمند با موتورهای بسیار قوی، بدنهای مستحکم است که دقت، کارایی، راندمان بالا و پایداری و امنیت بینظیری را در حین نقشه برداری و کشاورزی ارائه میدهند. با خرید پهپاد از فارس روبویار میتوانید از امکانات منحصر به فرد این اقلام بهرهمند شوید. این محصولات علاوه بر کیفیت بسیار بالا، دارای گارانتی و خدمات پس از فروش بسیار معتبری هستند که باعث مصرفکنندگان با خیالی آسوده این محصولات را خریداری نمایند.
سخن آخر درباره نقشه برداری با پهپاد
استفاده از پهپاد نقشه برداری به معنای هزینههای کمتر و سرعت، دقت و ایمنی بیشتر است. این ویژگی این سیستمها را به ابزاری ضروری برای نقشهبرداران امروزی تبدیل میکند. پهپاد نقشه برداری با توانایی جمعآوری دادههای دقیق، سریع و کارآمد به روشی برای پروژه های ساختمانی و مهندسی تبدیل شدهاند و باعث صرفهجویی در زمان و هزینه در پروژه میشوند. علاوه بر این ایجاد نقشهها و مدلهای دقیقتر، موجب بهبود کیفیت کلی پروژههای ساخت و ساز و مهندسی میگردد. این فناوری همچنان به تکامل خود ادامه میدهد و صنایع بیشتری را تحتتاثیر قرار خواهد داد.
اگر به اطلاعات بیشتری در مورد نقشه برداری پهپادی نیاز دارید، میتوانید روی تخصص و کمک کارشناسان فارس روبویار حساب کنید.
سوالات متداول درباره نقشه برداری توسط پهپاد
نقشه برداری با پهپاد چیست؟
نقشهبرداری با پهپاد یک فرآیند مبتنی بر فناوری است که از هواپیماهای بدون سرنشین مجهز به دوربینها یا حسگرهای تخصصی برای ثبت تصاویر، داده ها و اطلاعات مکانی با وضوح بالا استفاده میکند.
مزایای نقشه برداری با پهپاد چیست؟
این تکنولوژی نوین دارای مزایای فراوانی مثل سرعت، عملکرد و دقت بالا، هزینه کمتر، دسترسی به مناطق صعب العبور، تنوع در نرم افزارهای مورد استفاده، ایمنی، مزایای زیست محیطی و… است.
در چه مناطقی میتوان از پهپاد نقشه برداری استفاده کرد؟
از این پهپادها میتوان در مناطق و صنایع مختلف حتی در نواحی صعب العبور مثل مناطق کوهستانی یا جنگلهای انبوه استفاده کرد.