مثلث بندی هوایی(Aerial Triangulation) یکی از شاخه های اصلی فتوگرامتری می باشد که به منظور افزایش دقت در عملیات فتوگرامتری از آن بهره گرفته می شود. در دنیای امروز مثلث بندی هوایی به کمک تکنیک های هوایی به سطح عملی و کاربردی رسیده است به طوریکه این عملیات در مجموعه پردازش های فتوگرامتری تصاویر به صورت خودکار انجام می شود.
- برای انجام مثلث بندی هوایی به چه نوع داده هایی نیاز داریم؟
- این داده ها چگونه در انجام این فرایند به ما کمک می کنند؟
- درهنگام پردازش، تصاویر هوایی چگونه نسبت بهم توجیه می شوند؟
- نقش مثلث بندی هوایی در توجیه تصاویر نسبت به هم چیست؟
همه ی این ها سوالاتی هستند که شاید تا به حال ذهن شما را درگیر کرده باشد. ما در این مقاله سعی بر این داریم که به تمامی سوالات شما پاسخ داده بطوری که دید کاملی از این مبحث در ذهن شما شکل گیرد.
پس در ادامه مطلب با ما همراه باشید و مثلث بندی را به روشی متفاوت یاد بگیرید.
نقشه برداری چیست؟
به طور کلی نقشه برداری به فرایند های انجام شده به منظور تهیه و پیاده کردن نقشه گفته می شود که در دو مفهوم خاص و عام تعریف می شود.
مفهوم خاص (Surveing)، مجموعه ای از اعمال اندازه گیری، تجزیه، تحلیل و ثبت ویژگی های یک گستره زمین که برای کمک به طراحی نقشه های محلی، عملیات راه سازی، ساخت و ساز، معادن، بروزرسانی نقشه ها و اعمالی از این قبیل در سه بخش، شناسایی، برداشت و محاسبه انجام می شود.
مفهموم عام (Geomatic)، مجموعه علوم و فنونی که در تهیه و پیاده سازی نقشه در تمامی ابعاد، ويژگي و ساختار داده‌هاي مكاني، سازماندهي، طبقه‌بندي، بررسي كيفيت، تحليل، مديريت، نمايش و همچنين نياز ساختاري براي استفاده از اين اطلاعات مي‌باشد.
مثلث بندی در نقشه برداری
مثلث بندی(Triangulation)، مثلث بندی یک روش نقشه برداری است که به منظور تعیین موقعیت نسبی نقاط پراکنده در یک محدوده انجام می شود. برای تعیین موقعیت نسبی این نقاط، از اندازه گیری زاویه آن ها با نقاط معلوم کمک گرفته می شود.
در این فرایند، شبکه بزرگ و گسترده ای از مثلث های بهم‌پیوسته به وجود می آید که با اندازه گیری کلیه ی زوایا و طول یک یا دو ضلع از مجموعه مثلث ها می توان مختصات راس مثلث ها را تعیین کرد.
مثلث بندی در نقشه‌برداری، در محدوده‌های بسیار بزرگ که افزایش تعداد نقاط شبکه پیمایش باعث افزایش خطا و کم شدن دقت کار می شود، کاربرد دارد.
در ادامه به بررسی مثلث بندی در فتوگرامتری یا مثلث بندی هوایی می پردازیم.
مثلث بندی هوایی
در مثلث بندی هوایی مختصات زمینی (x,y,z) نقاط واقع در چندین عکس هوایی دارای همپوشانی محاسبه میشود همچنین طی این فرایند با اندازه گیری مختصات عکسی از طریق نقاط کنترل زمینی جهت گیری تصاویر تعیین می گردد.
هدف از مثلث بندی هوایی اصلاح پارامترهای توجیه خارجی (ΔX، ΔY، ΔZ، Ω، Φ، κ) از طریق ارجاع جغرافیایی مستقیم برای هر تصویر است .این فرآیند به دقت مطلوب در حین تولید DEM کمک می کند .این فرآیند در نهایت پارامترهای توجیه خارجی را برای عکس ها و مختصات سه بعدی را برای نقاط اندازه گیری شده تهیه می کند.
سیستم‌های اطلاعات جغرافیایی (GIS) بینش بی‌نظیری از دنیای فیزیکی ارائه می‌کنند و نحوه مطالعه و تفسیر داده‌های مکانی را کاملاً تغییر داده‌اند.
مثلث بندی هوایی یکی از تکنیک های GIS است که برای نقشه برداری دقیق و تحلیل های مکانی ضروری است. این روش پیچیده که عمیقاً در زمینه فتوگرامتری ریشه دوانده است، برای تبدیل تصاویر هوایی به داده های جغرافیایی دقیق ضروری است.
ضرورت انجام مثلث بندی هوایی
در پروژه های بزرگ فتوگرامتری نیاز ما به نقاط کنترل زمینی بسیار زیاد است در حالی که ایجاد این نقاط از طریق نقشه برداری زمینی بسیار پر هزینه خواهد بود.
مهمترین کاربرد مثلث بندی هوایی متراکم نمودن نقاط کنترل زمینی در عکسهایی است که در عملیات فتوگرامتری مورد استفاده قرار می گیرند از این رو با استفاده از مثلث بندی هوایی می توان باعث کاهش نقاط کنترل زمینی برای انجام محاسبات بلوک گردید.
ورودی های مثلث بندی هوایی
برای عملیات مثلث بندی به موارد زیر نیاز است:
- تصاویر اسکن شده
- گزارش دوربین
- داده های کنترل زمینی(لیست مختصات نقاط کنترل زمینی به تفکیک نقاط کنترل مسطحاتی و ارتفاعی به صورت فایل رقومی، همچنین کروکی موقعیت نقاط کنترل)
مراحل انجام کار
مراحل کار در مثلث بندی هوایی عبارتند از :
- تهیه اندکس عکسی
- طراحی موقعیت نقاط کنترل زمینی بر روی اندکس عکسی
- تعیین مختصات نقاط کنترل زمینی طراحی شده به کمک روش نقشه برداری زمینی
- کادرگیری محدوده های مشترک بر روی عکس های مجاور
- انتخاب محل نقاط عکسی در محدوده های کادرگیری شده و علامت گذاری آنها بر روی دیاپوزتیوها
- اندازه گیری مختصات دستگاهی مجموعه نقاط کنترل زمینی و عکسی
- انجام محسبات سرشکنی اولیه بلوک
- شناسایی و حذف خطاهای مختلف
- انجام محاسبات سرشکنی نهایی و تعیین مختصات زمینی نقاط عکسی
عوامل موثر بر دقت مثلث بندی هوایی
اصلی ترین عوامل موثر بر دقت محصولات حاصل از مثلث بندی:
- مقیاس و میزان پوشش عکسها
- تعداد، نوع و چگونگی نقاط گره ای
- کیفیت عکس ها و دقت اندازه گیری های دستگاهی
- دقت، تعداد و چگونگی توزیع نقاط کنترل زمینی
- تعداد خطاهای باقیمانده و خطای سیستماتیک تصحیح نشده در داده ها
- روش محاسباتی مورد استفاده
کاربرد های مثلث بندی هوایی
–نقشه برداری توپوگرافی :
یک نقشه توپوگرافی دقیق با استفاده از مثلث بندی هوایی تهیه و تولید می شود که تعیین دقیق مختصات زمینی عوارض بر روی نقشه را تضمین می کند. قابلیت اطمینان آن را برای طیف وسیعی از کاربردها از جمله نظارت بر محیط زیست، توسعه زیرساخت ها و برنامه ریزی شهری افزایش می دهد.
همچنین نقشه برداری توپوگرافی برای توسعه DTM، تعیین مختصات زمینی نقاط در فواصل زمانی مختلف برای نظارت بر حرکت سدها یا سایر سازه ها (تغییر شکل ها) و اندازه گیری دقیق صنعتی مانند تعیین موقعیت نسبی قطعات بزرگ ماشین در حین ساخت مورد استفاده قرار می گیرد.
– تولید Orthophoto :
تصاویر هوایی تصحیح شده هندسی یا orthophoto اغلب در نرم افزارهای مکانمند GIS استفاده می شوند. برای تولید ارتوفتو با کیفیت برتر، مثلث بندی هوایی برای تصحیح خطاهای ناشی از دید دوربین و تسکین زمین ضروری است.
کاربرد ارتوفتو شامل نقشه برداری کاداستر(مکان یابی گوشه های ملک)، مدیریت بلایا و برنامه ریزی کاربری زمین است.
– بازسازی سه بعدی :
با استفاده از مثلث‌سازی هوایی، نمایش‌های سه‌بعدی دقیق سطح زمین را میتوان آسان‌تر ساخت. در نتیجه امکان تجزیه و تحلیل شکل زمین، محاسبات حجمی، و شبیه سازی های گسترده ای را برای طیف وسیعی از کاربردها مانند زمین فراهم می شود.
– توسعه و برنامه ریزی شهری :
ادغام خدمات مثلث بندی هوایی با بررسی های توپوگرافی سه بعدی، برنامه ریزی و توسعه شهری را تغییر داده است. اکنون که ساختمان‌های برنامه‌ریزی‌شده را میتوان در چشم‌انداز اطراف مشاهده کرد، برنامه‌ریزان شهری می‌توانند اطمینان حاصل کنند که پیشرفت‌های جدید به‌طور بی‌نقصی با محیط اطرافشان ترکیب می‌شوند.
این سطح از دقت با کاهش اثرات منفی محیطی رشد شهری، پایداری کلی شهر را بهبود می بخشد.
– حفظ و مشاهده محیط زیست :
این همکاری مبتنی بر فناوری به مدیریت منابع طبیعی و نظارت در زمینه حفاظت از محیط زیست کمک می کند. حافظان محیط زیست می توانند با اندازه گیری دقیق تغییرات در چشم انداز در طول زمان، مناطقی را که در معرض تخریب محیطی مانند فرسایش و جنگل زدایی هستند، مکان یابی کنند. تصمیم گیرندگان می توانند از این اطلاعات برای حفظ اکوسیستم های ظریف و انجام اقدامات متمرکز استفاده کنند.
– حمل و نقل و زیر ساخت :
مثلث بندی هوایی و بررسی های توپوگرافی سه بعدی بر حمل و نقل و توسعه زیرساخت ها تأثیر می گذارد. برای تقویت ساخت بزرگراه ها، پل ها و تونل ها، مهندسان ممکن است زمین را مورد بررسی قرار دهند. با انجام این کار، تضمین می شود که پروژه های زیربنایی مزاحمتی برای محیط زیست نداشته باشند و از نظر ساختاری سالم و هماهنگ با زمین همسایه باشند.
از مهم ترین کاربردهایی که فرایند مثلث بندی هوایی به همراه دارد میتوان به توجیه خارجی عکس و یا زوج عکس های پوشش دار مورد استفاده در عملیات ترمیم عکس یا تبدیل عکس به نقشه و تعیین مختصات دقیق نقاط قبل از علامت گذاری در فتوگرامتری زمینی، متراکم سازی شبکه های ژئودتیکی، کاداستر و غیره اشاره کرد.
مزایای مثلث سازی هوایی
- دستیابی به دقت هندسی عالی در مجموعه داده های فضایی.
- به حداقل رساندن تأخیرها و مشکلات ناشی از شرایط نامساعد جوی.
- دسترسی به بسیاری از ملک ها در منطقه پروژه مورد نیاز نیست.
- بررسی میدانی در مناطق دشوار، مانند باتلاق، شیب شدید، تشکیل سنگ های خطرناک و غیره.
- نظارت بر محیط‌زیست، مدل‌سازی شهری، و برنامه‌ریزی زیرساخت را تسهیل می‌کنند.
- مناسب بودن آن برای چندین حسگر از جمله دوربین های LiDAR و مادون قرمز در بخش GIS.
- از نظر زمانی کارآمد و مقرون به صرفه است.
روش مثلث بندی هوایی
مثلث هوایی به سه دسته طبقه بندی می شود :
- مثلث سازی هوایی آنالوگ
- مثلث بندی هوایی نیمه تحلیلی
- مثلث بندی هوایی تحلیلی
سخن پایانی
در این مقاله آموختیم که مثلث بندی یکی از مراحل اصلی در فتوگرامتری می باشد. این عملیات تاثیر چشم گیری در دقت و کیفیت ارتوفتو خروجی دارد.
تیم با تجربه شرکت صدر پیمایش ماندگار با استفاده از جدیدترین و پیشرفته ترین تجهیزات نقشه برداری هوایی، به تصویربرداری می پردازد. برای عملیات پردازش تصاویر هوایی و مثلث بندی از بهترین نرم افزارهای تخصصی روز دنیا بهره می گیرد.
برای اطلاعات بیشتر در این زمینه با مشاوران تخصصی ما در ارتباط باشید.
دیدگاه خود را ثبت کنید
تمایل دارید در گفتگوها شرکت کنید؟در گفتگو ها شرکت کنید.