فتوگرامتری
مهران شفیعی؛ اصغر میلان؛ علیرضا وفایینژاد
چکیده
پیشینه و اهداف: ادغام فناوریهای تصویربرداری با حسگرهای مکاننگاری نظیر GPS، شتابسنج، ژیروسکوپ و قطبنما، امکان تعیین دقیق وضعیت و موقعیت دوربین در هنگام تصویربرداری را فراهم کرده است. این قابلیت، بهویژه در سامانههای نقشهبرداری سیار و کاربردهای برد کوتاه زمینی، نقش کلیدی در سادهسازی فرآیند ارجاع جغرافیایی مدلهای سهبعدی ...
بیشتر
پیشینه و اهداف: ادغام فناوریهای تصویربرداری با حسگرهای مکاننگاری نظیر GPS، شتابسنج، ژیروسکوپ و قطبنما، امکان تعیین دقیق وضعیت و موقعیت دوربین در هنگام تصویربرداری را فراهم کرده است. این قابلیت، بهویژه در سامانههای نقشهبرداری سیار و کاربردهای برد کوتاه زمینی، نقش کلیدی در سادهسازی فرآیند ارجاع جغرافیایی مدلهای سهبعدی ایفا میکند. در این میان، تلفنهای هوشمند بهعنوان دوربینهایی مجهز به این حسگرهای مکاننگار، جایگاهی ویژه پیدا کردهاند. در این مطالعه، قابلیت ارجاع جغرافیایی مستقیم مدل سهبعدی حاصل از روش فتوگرامتری ساختار ناشی از حرکت با استفاده از دادههای موقعیت و وضعیت دوربین که بهصورت همزمان توسط حسگرهای موجود در گوشی هوشمند اندازهگیری شدهاند، بررسی شده است.روشها: دادههای پژوهش شامل نقاط برداشت شده با استفاده از توتالاستیشن Leica TS09 R1000 در حالت بدون منشور، همراه با دادههای جمعآوری شده بهوسیله تلفن هوشمند iPhone 13 Pro است. در روش پیشنهادی، پارامترهای جهتگیری نسبی که در الگوریتم ساختار ناشی از حرکت تخمین زده شدهاند، با استفاده از پارامترهای جهتگیری که مستقیماً از طریق حسگرهای حرکتی تلفن هوشمند اندازهگیری شدهاند، اصلاح گردید. عکسبرداری در شرایط ایستا انجام شد، بنابراین زوایای تخمینی و اندازهگیری شده در هر ایستگاه باید دارای مقداری ثابت و در صورت عدم وجود خطاها با هم برابر باشند. برای جهت دهی مدل نهایی، از میانگین زوایای اندازهگیری شده در هر ایستگاه استفاده شد. سپس، طول اندازهگیری شده با متر برای تعیین مقیاس مدل و میانگین مختصات بهدست آمده در هر ایستگاه جهت انتقال مدل به سیستم مختصات UTM بهکار رفت. همچنین یک مدل با استفاده از موقعیت دقیق ایستگاههای عکسبرداری به روش ارجاع جغرافیایی غیرمستقیم تولید و RMSE نقاط چک مبنای ارزیابی دقت روش پیشنهادی قرار گرفت.یافتهها: دپو مورد مطالعه حدود 15۰ متر طول و 25 متر ارتفاع داشت و جهت آن تقریباً جنوب به شمال بود. در این مطالعه پنج مدل سهبعدی بر اساس دادههای جمعآوری شده تولید گردید. مدل اول صرفاً با استفاده از تصاویر، دادههای موقعیتی، و زوایای ثبت شده توسط حسگرهای تلفن هوشمند ساخته شد و در ادامه بهترتیب 1، 2 و 3 نشانگر کددار بهعنوان نقطه کنترل به معادلات اضافه شد. مدل پنجم بر پایه همان تصاویر اما با مختصات دقیق دوازده ایستگاه عکسبرداری که با توتالاستیشن اندازهگیری شده بودند تولید گردید. در مدل اول میزان خطا همچنان در حد دقت تعیین موقعیت تک نقطهای سیستم iOS (حدود 2 متر مسطحاتی و 11 متر ارتفاعی) باقی ماند. در مدل با استفاده از یک نقطه کنترل، تطبیق مدل با مختصات کمدقت GPS گوشی هوشمند باعث ایجاد خطا در محاسبه ژیزمان و در نتیجه چرخش مدل گردید. اگرچه انتقال مدل بهدرستی انجام شد، اما بهدلیل چرخش ناشی از خطای ژیزمان، مدل نسبت به سیستم مرجع زاویه دار شده و تطابق کامل حاصل نشد و خطای حدود 40/0 متر ایجاد کرد. در ادامه با افزایش تعداد نقاط کنترل به 2 و 3 دقت نیز افزایش و به 004/0 متر و برابر با حالت استفاده از مختصات دقیق مراکز دوربین رسید. همچنین در حالت پنجم یعنی استفاده از مختصات دقیق مراکز ایستگاهها دقت 0007/0 متر حاصل شد.نتیجهگیری: همانطور که مشاهده شد، دقت GPS همچنان چالش برانگیزترین بخش این سیستم است. بیشتر تلفنهای هوشمند، به جای ارائه دادههای خام یا دادههای خام با کیفیت GNSS، تنها موقعیت نهایی پردازش شده توسط سیستم عامل را در اختیار کاربر قرار میدهند. با توجه به محدودیتهای سختافزاری و محیطی مطالعه پیشنهاد میشود، توسعه یک سیستم نقشهبرداری متحرک دستی از طریق ادغام GPS نقشهبرداری و دوربین تلفن هوشمند در مطالعات بعدی مورد توجه قرار گیرد همچنین با توجه به اینکه در مطالعه عملیات خاکی عوارض با اشکال منظم وجود ندارد اما هنگام استفاده از این روش در مواجه با عوارض با اشکال هندسی منظم مانند ساختمانها پیشنهاد میشود، اصلاح پارامترهای جهتگیری خارجی نسبی تصاویر با استفاده از محدودیتهای ویژگیهای موجود در صحنه (ویژگیهای عمودی و افقی بارز) و تلفیق آن در باندلاجستمنت مورد مطالعه قرار گیرد.
