فتوگرامتری چیست؟

در این مطلب قصد داریم شما با فتوگرامتری ( Photogrammetry ) یا نقشه برداری هوایی و مراحل تهیه نقشه به روش فتوگرامتری یا نقشه برداری هوایی آشنا کنیم پس در ادامه همراه پورتال جامع مهندسین ایران باشید.

فتوگرامتری یا نقشه برداری هوایی چیست؟

علم و فن اندازه‌گیری و تفسیر عکس به منظور جمع‌آوری اطلاعات برای تهیه نقشه، فتوگرامتری یا نقشه برداری هوایی نامیده می شود.

تاریخچه فتوگرامتری

بررسی های اولیه اصول پرسپکتیو در سال 1480 توسط لئوناردو داوینچی انجام گرفت. در سال 1851 پایه گذاری علم فتوگرامتری به وسیله لائوسدت ( Laussedat) صورت گرفت و در سال 1858 ایشان اولین عکس هوایی به وسیله بالن را تهیه و سپس از آن نقشه توپوگرافی تهیه کرد. او در سال 1859 محاسبه مختصات نقاط با استفاده از زوج عکس را به کمیسیون آکادمی علوم پاریس ارائه داد و در ادامه نیز اولین فتوتئودولیت در سال 1867 توسط ایشان اختراع گردید و به همین دلایل وی را می توان پدر علم فتوگرامتری نامید.

در سال 1858 در آلمان مایدن باور(A. Meydenbaver) اولین انستیتوی فتوگرامتری را تاسیس کرد و اولین آزمایش موفق خود را تحت عنوان Photogrammetry پشت سرنهاد. در سال 1889 اولین کتاب جامع فتوگرامتری و در سال 1896 اولین دستگاه تبدیل تصویر به نقشه ( Stereoscopical ) اختراع گردید. در سال های 1901 تا 1970 با اختراع دستگاه های پیشرفته و شناخت کاربردهای گوناگون ، این دانش به سرعت توسعه یافت و در دهه 1980 نیز شروع عصر فتوگرامتری تحلیلی و در ادامه فتوگرامتری رقومی بود.

ریشه کلمه فتوگرامتری

ریشه کلمه فتو گرامتری از سه کلمه یونانی فتوس یعنی نور ، گراما یعنی نوشته شده و مترون یعنی اندازه گیری ، گرفته شده است . به بیان ساده تر می توان گفت:

نقشه برداری هوایی چگونه انجام می‌شود؟

در فتوگرامتری با استفاده از هواپیما یا پهپاد تصاویری از منطقه مورد نظر تهیه می‌شود. برای اینکه امکان استخراج ارتفاعات از روی عکسها وجود داشته باشد عکسها باید دارای پوشش طولی و عرضی مناسب باشند. این عکسها پس از طی مراحل مختلف و انجام محاسبات و پردازشهای لازم، تبدیل به نقشه می‌شوند. تهیه نقشه با استفاده از نرم‌افزارهای خاص تبدیل عکس به نقشه انجام می‌شود. تهیه نقشه، با نظارت سازمان نقشه برداری کشور و یا سازمان جغزافیایی نیروهای مسلح انجام می‌پذیرد. تهیه نقشه مطابق با استانداردهای ملی تولید نقشه انجام می‌شود. این استانداردها توسط سازمان نقشه برداری کشور تهیه شده است.

مراحل تهیه نقشه به روش فتوگرامتری یا نقشه برداری هوایی

در ادامه با 10 مرحله تهیه نقشه به روش فتوگرامتری آشنا خواهیم شد.

تعیین محدوده تهیه نقشه و طراحی خطوط پرواز

در این مرحله با توجه به محدوده مورد نیاز و مقیاس مورد نظر و ارتفاع پرواز و لزوم پوششهای طولی و عرضی عکسها خطوط پرواز طراحی می‌گردد.

پرواز و عکسبرداری هوایی

در این مرحله مطابق با طرح خطوط پرواز عکسبرداری هوایی انجام شده و عکسها بصورت آنالوگ و یا بصورت رقومی تهیه می‌شوند.

چاپ عکسها و تهیه اندکس

در گذشته که دوربینهای عکسبرداری هوایی بصورت آنالوگ بودند عکسها چاپ می‌شدند ابعاد عکسهای آنالوگ 23 در 23 سانتیمتر بود. با وجود دوربینهای رقومی نیازی به چاپ عکسها نمی‌باشد. عکسها معمولا دارای 60 درصد پوشش طولی و 20 درصد پوشش عرضی هستند. پس از تهیه عکسها اندکس مدلها تهیه می‌شود. مدل فصل مشترک دو عکس مجاور می‌باشد.

طراحی نقاط کنترل زمینی

عکسهای تهیه شده فاقد مختصات زمینی می‌باشند. برای مختصات دار کردن عکسها باید نقاط کنترل زمینی طراحی شده و در مراحل بعدی مختصات دار شوند تعداد و فواصل نقاط کنترل زمینی با توجه به دقت نقشه و مقیاس عکس و نقشه تعیین می‌گردد.

عملیات نقشه برداری زمینی جهت تعیین موقعیت نقاط کنترل

در این مرحله با مراجعه به منطقه مورد نظر اقدامات زیر صورت می گیرد:

• شناسایی منطقه
• ساختمان نقاط ماندگار (ایجاد روپرها)
• انتخاب نقاط کنترل دقیق بطوریکه روی زمین و عکس با مشاهده استروسکپی کاملاٌ مشخص باشد
• تعیین موقعیت دقیق نقاط کنترل مسطحاتی وارتفاعی واتصال آنها به شبکه های ژئودزی وترازیابی سراسری کشور

گویا سازی عکسها

یک سری از عکسهای تهیه شده جهت گویا سازی عوارض مورد استفاده قرار می‌گیرند. اطلاعات مختلف و متنوعی مانند نوع عارضه ، اسامی خیابانها و اماکن و … در این مرحله بر روی عکس ثبت می‌گردد. این اطلاعات در مرحله تبدیل مورد استفاده عامل تبدیل جهت ترسیم نقشه قرار می‌گیرد.

مثلث بندی هوائی و محاسبات

منظور از مثلث بندی هوایی تکثیر نقاط مختصات دار زمینی است. به طوری که برای هر مدل (زوج عکس) حداقل 6 نقطه مختصات دار ایجاد شود. این مرحله نیاز به تجربه و تخصص داشته و لیست مختصات نقاط جهت ایجاد مدلها در این مرحله تهیه می‌شود.

تبدیل

هدف از این مرحله ترسیم عوارض از روی عکسهای اصلاح شده و مختصات دار می‌باشد که شامل مراحل زیر است :

• توجیه داخلی: منظور از توجیه داخلی توجیه و تطبیق سیستم مختصات عکس با سیستم مختصات دستگاه فتوگرامتری می‌باشد.
• توجیه نسبی: توجیه و تطبیق سیستم مختصات عکسها نسبت به یکدیگر و تشکیل مدل توجیه نسبی نامیده می‌شود .
• توجیه مطلق: توجیه مطلق، تطبیق سیستم مختصات مدل با سیستم مختصات زمینی می‌باشد.
• ترسیم عوارض: پس از انجام توجیهات لازم عامل تبدیل با بهره گیری از تجربه و تخصص و اطلاعات عکسهای گویا نقشه‌ها را ترسیم می‌نماید.

ادیت

نقشه‌های تولید شده در مرحله تبدیل نقشه‌های ویرایش نشده می‌باشد و تنها هندسه عوارض بر روی نقشه ترسیم شده است در مرحله ادیت، ویرایش نقشه و رفع خطاهای ترسیم انجام می‌شود.

کارتوگرافی

برای اینکه نقشه‌های تولید شده گویا و دارای ظاهر بهتر و قابل استفاده تر باشد، در مرحله کارتوگرافی با استفاده از نمادها و ابزارهای نمایشی مناسب شکل و قالب بهتری به نقشه‌ها داده می‌شود. در قسمت کارتوگرافی نقشه ها شیت بندی شده، راهنمای نقشه به آنها اضافه می‌شود. راهنمای اتصال نقشه‌ها نیز در این مرحله تهیه می‌شود. نمادها و خطوط مختصات دار و نوشته های فارسی نیز به نقشه اضافه می‌شود.