پهپادهای نقشه‌برداری چگونه کار می‌کنند؟

پهپادهای نقشه‌برداری، پهپادهای کوچکی هستند که از بالا به سطح زمین نگاه می‌اندازند تا نقشه‌ها و مدل‌های سه‌بعدی از زمین تولید کنند. برای این کار، چند مرحله کلیدی وجود دارد.

تجهیزات اصلی روی پهپاد

دوربین‌ها یا اسکنرها: معمولاً چند دوربین با وضوح بالا برای عکاسی از مناطق به کار می‌روند. بعضی پهپادها از حسگرهای LIDAR (نورسنجی فاصله‌سنجی با نور لیزر) هم استفاده می‌کنند تا اندازه‌گیری دقیق عمق سطح زمین را انجام دهند.

جی‌پی‌اس و سیستم ناوبری دلتا (IMU): جی‌پی‌اس موقعیت دقیق پهپاد را در هر لحظه تعیین می‌کند و IMU داده‌های سرعت و جهت پهپاد را ثبت می‌کنند.

مدل ‌ریز (RTK) یا PPK: فناوری‌های تعریف‌شده برای بهبود دقت موقعیت نقاط عکس‌برداری شده نیستند. RTK سرعت و دقت بالا و زیر یک سانتی‌متر را ممکن می‌کند، اما نیاز به ارتباط مداوم با ایستگاه‌های زمینی دارد.

باتری و سامانه کنترل پرواز: فراهم‌کننده انرژی و کنترل امن پرواز، مسیریابی و بازگشت به نقطه‌ی مبدا.

برنامه‌ریزی پرواز و تصویربرداری

قبل از پرواز، کاربر یک طرح پروازی (flight plan) می‌سازد: منطقه هدف را مشخص می‌کند یعنی ابعاد، شکل و ارتفاع پرواز. ارتفاع پرواز تعیین می‌شود یعنی هر چه ارتفاع بالاتر باشد، پوشش بیشتری می‌دهید اما جزییات کمتر می‌شود. فاصله بین تصاویر را مشخص می‌کند یعنی برای نقشه‌های دقیق‌تر، تصاویر هم‌پوشانی بیشتری نیاز است (مثلاً 60–80 درصد هم‌پوشانی افقی). جهت پرواز و مسیرها تعیین می‌شود تا پهپاد به‌طور منظم از همه نقاط منطقه تصویربرداری کند.

پرواز، تصویربرداری و جمع‌آوری داده‌ها

پهپاد از مسیر از پیش‌تعریف‌شده پیروی می‌کند و در هر نقطه از مسیر، دوربین‌ها را روشن می‌کند تا تصاویر با جزییات مناسب گرفته شوند. داده‌های تصویری با اطلاعات موقعیت دقیق هر تصویر (مختصات GPS) ترکیب می‌شوند تا هر تصویر در مکان درست قرار بگیرد. در حالتی که از LIDAR استفاده می‌شود، پرواز با سنسور لیزری انجام می‌شود تا داده‌های اندازه‌گیری عمق و سطح زمین به‌دست آید.

پردازش داده‌ها و ایجاد نقشه‌ها

بعد از پرواز، کار پردازش داده‌ها آغاز می‌شود: هم‌ترازی تصاویر (Georeferencing): هر تصویر با موقعیت دقیقش روی نقشه هم‌تراز می‌شود تا نقشه‌ای یکپارچه ایجاد شود. موتورهای پرلای (Photogrammetry) یا نرم‌افزارهای مخصوص نقشه‌برداری برای تولید تصاویر Orthophotos مسطح و بدون اعوجاج از سطح زمین که مانند نقشه هستند. مدل‌های دیجیتال ارتفاعی (DEM) و مدل‌های سطح زمین (DSM) و نمونه‌های سه‌بعدی زمین. اگر از RTK/PPK استفاده شده باشد، دقت مکان‌یابی تصاویر بسیار بیشتر و ضعف جبران خطا کمتر است.