تقابل لیدار و فتوگرامتری

کدام یک برای نقشه برداری مناسب‌تر است؟

زمان زیادیست که لیدار و فتوگرامتری به صنعت نقشه برداری معرفی شده‌اند. هردوی این ابزار‌ها برای این صنعت و نقشه برداران حرفه‌ای جزو ابزارهای حیاتی در نقشه برداری سنتی شده بودند. با پیشرفت‌های اخیر در تکنولوژی پهپاد‌ها همه چیز در این زمینه به سمت بهتر شدن تغییر کرده است. این بهتر شدن شامل روش های جمع آوری و به دست آوردن داده ها هم میشود.

در نقشه برداری سنتی همه چیز منحصرا به توانایی خلبان بستگی داشت. در مقایسه با آن پهپاد ها گزینه هایی امن‌تر، دقیق‌تر،اقتصادی‌تر و در دسترس‌تر بودند. نتیجه سازماندهی شدن روش های نقشه برداری بود. اکنون پروژه های زمینه‌ی کشاورزی، عمرانی، حفاظتی، معدنی و حتی تصویر برداری از صحنه های تصادف از پهپاد ها سود میبرند. هم در تهیه‌ی نقشه و هم در تهیه‌ی مدل سه بعدی.

“بین لیدار و فتوگرامتری کدام بهتر است؟”

چه برای نقشه‌برداران با‌تجربه و چه برای آن‌هایی که تازه پا به این عرصه گذاشته‌اند این سوال پیش آمده. پس اگر در این زمینه باشید برای شما این حرف آشناست. در ادامه سعی شده مزایا و معایب هر دو روش لیدار و فتوگرامتری بیان شود. در واقع هیچ کدام از این دو روش نیستند که نسبت به دیگری برتری مطلق داشته باشند. انتخاب درست در بین این دو روش بستگی به شرایط دارد. این که مورد شما چه کاری باشد، بودجه‌ی شما و این که مهارت اپراتور چقدر باشد و… .

لیدار چیست؟

لیدار حروف اختصاری عبارت ‘light detection and ranging’ میباشد. این عبارت به معنی شناسایی و تعیین مسافت با استفاده از نور است. با این که این تکنولوژی قدیمیست ولی به تازگی قابلیت سوار شدن بر روی پهپاد را پیدا کرده است. از لیدار برای تهیه‌ی نقشه های سه بعدی استفاده میشود. لیدار شامل سیستم های با دقت بالای دیگری نیز میباشد. مانند مکان یابی ماهواره ای satellite positioning (GNSS data) و واحد اندازه گیری داخلی inertial measurement unit (IMU).

نقاط قوت لیدار در مقایسه‌ی بین لیدار و فتوگرامتری

دقت بی نظیر

مهم ترین نقطه‌ی قوت لیدار دقت بالای آن میباشد. و استفاده از آن برای جاهایی مناسب تر است که نیاز به دقت بالایی دارد. در‌حقیقت وقتی مهم ترین چیز در پروژه‌ی شما دقت و اندازه گیری آن باشد لیدار بهترین انتخاب شماست.

اندازه گیری بدون خطا

لیدار با ترکیب کردن و کامل کردن اطلاعات GNSS با اندازه گیری های مستقیم خودش – یعنی پرتاب کردن هزاران پرتو لیزری به سمت مورد نظر- به شما این اطمینان را میدهد که خطایی رخ ندهد.

چشمان تیز بین

لیدار چیز‌هایی که سیستم های دیگر به راحتی از دست میدهند را محاسبه میکند. برای مثال پرتو های اندازه گیری لیدار از میان برگ های درختان عبور میکند. به سطح زمین میرسد. و در آخر آن را به صورت دقیق ثبت میکند.

مرد شرایط سخت

در شرایط بد نوری ،لیدار بهترین گزینه است. یعنی اگر شما نیاز به نقشه برداری در شب داشته باشید؛ و یا نخواهید زمان شب را از دست بدهید؛ یا اگر سایت مورد نظر شما رزولوشن خوبی ندارد؛ لیدار میتواند این کار ها را برای شما انجام دهد. آن هم بدون اضافه کردن هیچ گونه قطعه‌ی اضافی.

جزئیات خیره کننده و بی‌همتا

لیدار به شما این امکان را میدهد که حتی کوچک ترین جزئیات را هم از دست ندهید. بهترین مثال برای این موضوع سیم های برق میباشند. به لطف چگالی بالای اطلاعات به دست آمده از اندازه گیری های مستقیم لیدار؛ شما میتوانید نقطه ای دقیق از سیم های برق داشته باشید.

نقاط ضعف لیدار در مقایسه‌ی بین لیدار و فتوگرامتری

دلیلی که بین لیدار و فتوگرامتری نمیشود بی‌درنگ لیدار را انتخلاب کرد نقاط ضعف لیدار است.

مهم ترین نقطه ضعف لیدار قیمت آن است. به دلیل وجود سنسور های زیاد و متنوع موجود در این روش قیمت لیدار نسبت به روش های دیگر بیشتر است.

دومین نقطه ضعف لیدار تخصصی بودن کار با آن میباشد. به دلیل متنوع بودن اطلاعات دریافتی از سنسور های گوناگون کار با آن میتواند تا حدی گیج کننده باشد. به همین دلیل برای به دست آوردن خروجی مد نظر باید به متخصصان با تجربه روی آورد.

مورد بعدی اندازه و وزن لیدار است. زیرا برای استفاده از آن نیاز به درون های بزرگ تریست.

مورد آخر این است. در خیلی از پروژه ها دوربین های نقشه برداری میتوانند کافی باشد. در حقیقت اصلا نیازی به لیدار نیست.

فتوگرامتری چیست؟

به بیان ساده فتوگرامتری در نقشه برداری عبارت است از: روش اندازه گیری فاصله با استفاده از عکس ها. این عکس ها در نرم افزار های مخصوص پردازش میشوند. نتیجه‌ی این پردازش به دست آمدن فاصله ها‌ی دقیق و به دست آمدن مدل های سه بعدی میباشد.

نقشه های ارتوموزائیک و نقشه های سه بعدی از طریق فتوگرامتری به دست میایند. این نقشه ها دارای کاربرد های متنوع میباشند. از ساخت و ساز گرفته تا تبلیغات و موضوعات تجاری و… کاربرد دارند.

تعداد عکس های مورد نیاز برای فتوگرامتری ممکن است از بین چندصد عدد تا چند هزار عدد متغیر باشد. این تعداد به اندازه‌ی سایت، عمق سایت و دقت مورد نظر شما بستگی دارد.

خلبان ها، پهپاد ها را بر روی مسیر دلخواه پرواز میدهند. پهپاد ها بر فراز سایت مورد نظر در ارتفاع مورد نیاز پرواز میکنند و عکس ها را تهیه میکنند. همچنین باید دقت داشته باشید که عکس ها همپوشانی داشته باشند؛ در این صورت میتوانیم مطمئن باشیم که نرم افزار میتواند نقشه را به صورت یکپارچه به دست آورد.

نقاط قوت فتوگرامتری در مقایسه بین لیدار و فتوگرامتری

همیشه در دسترس

نقطه ی قوت اصلی فتوگرامتری در دسترس بودن همیشگی آن است. امروزه کار با پهپاد ها بسیار ساده شده است؛ تا جایی که برای نقشه برداری یک پهپاد و یک دوربین نقشه برداری کافیست. یعنی برای این روش میتوان بدون نیروی با تجربه این کار را کرد.

راه های متنوع

اگر بحث کالیبره کردن دوربین را کنار بگذاریم؛ نقشه‌ی اولیه ی پرواز، جایگذاری نقاط کنترل زمینی، در آوردن نقشه ها و پردازش اطلاعات و به دست آوردن نقشه ای به درد بخور خیلی آسان است. و راه های بیشماری برای این کار وجود دارد که همگی قابل لمس و در دسترس اند.

در دسترس بودن نتایج

همچنین نتایج مهم همیشه در دسترس اند. این ویژگی که نقشه ها و مدل هایی با ویژگی های مشخص و رنگ ها با بلافاصله در دسترس اند؛ فتوگرامتری را به ابزاری مشارکتی عالی مبدل میسازد. یعنی سهام داران میتوانند بدون نیاز به صرف وقت زیاد برای دستکاری داده ها آن ها را استفاده کنند.

اقتصادی بودن

مورد مهم و قابل ذکر دیگر از مزایای فتوگرامتری اقتصادی تر بودن آن است. بدین معنا که شما با یک قیمت منطقی میتوانید تجهیزات و نیرو را مهیا کنید. برای پردازش هم نرم افزار های بسیار ارزان تری نسبت به لیدار مورد نیاز است.

انعطاف پذیری بیشتر

در آخر، تصویربرداری روش منعطف تری را ارائه میدهد. شما با توجه به مسئولیتتان میتوانید کنترل بیشتری روی جزئیات داشته باشید.

نقاط ضعف فتوگرامتری در مقایسه بین لیدار و فتوگرامتری

دلیلی که بین لیدار و فتوگرامتری نمیشود بی‌درنگ فتوگرامتری را انتخاب کرد نیز همانند لیدار نقاط ضعف فتوگرامتریست.

اولین نقطه ضعف فتوگرامتری این است که دقت نقشه ها و مدل های شما تا حد بسیار زیادی به کیفیت پهپاد شما و دوربینی که بر روی آن است بستگی دارد.

اندازه سنسور ، دیافراگم ، وضوح و فاصله کانونی همگی روی فاصله سایت شما (GSD) در کنار ارتفاعی که در آن پرواز می کنید تأثیر می گذارد. علاوه بر این، شما بدون داشتن چندین نقطه کنترل زمینی یا یک پهپاد فعال RTK یا PPK، نمیتوانید با دقت مطلق نتیجه بگیرید.

دومین چالش پیش روی جاه طلبی های فتوگرامتری شما ، هوا است. یا به عبارت خاص تر ، شرایط نوری. این یعنی تاریکی ، ابر ، گرد و غبار و موارد دیگر می توانند بر کیفیت نتایج شما تأثیر منفی بگذارند.

وقتی نوبت به پردازش داده می رسد، شما فقط می توانید آنچه را که به وضوح می بینید اندازه گیری کنید. این بدان معناست که پروازهای با دید محدود – چه به دلیل پوشش گیاهی ، سایه ها یا زمان روز – نقاط زمینی کمتری و نقشه ها و مدل های دقیق کمتری تولید می کنند.

نتیجه گیری بین لیدار و فتوگرامتری

با توجه به نکات مذکور میتوان به این نتیجه رسید که با توجه به شرایط باید هر کدام از روش های لیدار و فتوگرامتری را برگزید. برای راحت تر شدن انتخاب شرایط را به صورت زیر بیان میکنیم.

در شرایطی لیدار را انتخاب میکنیم که:

1. نقشه برداری در شرایط سخت و نقشه های پیچیده و پوشش های انبوه گیاهی
2. گرفتن جزئیات سازه ها؛ مانند خطوط انتقال برق یا لبه های سقف ها
3. پروژه هایی که دقت و جزئیات در آن ها دارای اهمیت است.

در شرایطی فتوگرامتری را انتخاب میکنیم که:

1. اطلاعات متناسب با نیاز ما از روی عکس قابل دسترسی باشند. یعنی به حداقل پردازش نیاز باشد.
2. نقشه‌ها و مدل‌هایی که درک آن‌ها برای چشم غیر مسلح انسان نیز امکان پذیر و راحت است.
3. مجموعه داده هایی که نیاز به ارزیابی بصری دارند.