آیا فانتوم 4 پرو برای فتوگرامتری مناسب است؟

فانتوم 4 در 2 سال اخیر به عنوان یک پهپاد ارزان و با قابلیت های بالا از لحاظ تصویر و مدیریت پرواز همیشه گزینه ای برای فتوگرامتریست ها بوده است. به دلیل قیمت زیر 10 میلیون این پهپاد در محافل علمی نقشه برداری بحث برانگیز بوده است و عده ای از مهندسین آن را تایید می کنند و عده ای نیز مهر عدم صحت و دقت کافی بر نتایج آن می زنند. به همین علت بر آن شدیم تا نظر یکی از برترین محققین فتوگرامتری کشور را در خصوص نتایج این پهپاد برای مخاطبین سایت فتوگرامتری برد کوتاه ارائه دهیم.

در ادامه نظر جناب دکتر محمد سعادت سرشت عضو هیئت علمی دانشکده نقشه برداری و سیستم اطلاعات مکانی دانشگاه تهران را در مورد پهپاد فانتوم 4 ارائه می کنیم :

اینجانب اگرچه هنوز فانتوم نداشته و با ان پرواز نکرده ام اما تجربه شخص من در پردازش داده های فانتوم 4  نشان میدهد درصورتیکه پوشش مناسب و ارتفاع پرواز مناسب رعایت شود با تصاویر فانتوم 4 هم میتوان اقدام به تهیه نقشه نمود اما چندین اما و اگر دارد :

اول اینکه میدان دید بزرگ آن باعث سطح اعوجاجات هندسی بالاتر و ناپایداری آن موجب صحت پایینتر خودکالیبراسیون می شود. این مساله باعث باقی ماندن اعوجاجات هندسی در تصایر می شود که در حالت برجسته بینی دقت عملیات تبدیل را به شدت تحت تاثیر قرار میدهد. البته در حالت هندسه چندعکسی مانند الگوریتم تولید ابرنقطه اوضاع بهتر است. لذا جای یک برنامه بهبود خطاهای هندسی تصاویر باقیمانده از خودکالیبراسیون در اینجا خالیست!

دوم اینکه در هر بار پرواز حدود 15 هکتار مفید با احتساب پوشش ها (در سر نوارها عکس های دوران یافته را باید دور انداخت) برای اخذ تصویر 3 سانتی میتوان پرواز کرد که این مساحت کم در کل باعث سختی بیشتر عملیات پرواز، ناسازگاری بیشتر شرایط نوری عکس ها و هزینه و زمان بیشتر می شود. علاوه بر این بخاطر ارتفاع پایین پرواز، به خصوص در مراکز جمعیتی ایمنی به شدت کاهش یافته و حساسیت مردم و اعتراضات آنها به خاطر ایجاد نویز و تجاوز به حریم خصوصی به شدت افزایش می یابد و اگر عامل بدون مجوز به این عمل جسورانه اقدام کند حسابش با کرام الکاتبین است!

سوم اینکه سرعت افزایش خطاهای ارتفاعی نسبت به مسطحاتی بسیار بالا است و به تراکم بسیار بالایی از نقاط کنترل زمینی در حد 100 متر نیاز است.

چهارم اینکه نویزهای ابرنقاط و نقاط گرهی خیلی زیادتر است که به نظرم بخاطر کیفیت هندسی و رادیومتریک تصاویر است. پس به عنوان نتیجه باید گفت نمی توان گفت تهیه نقشه با فانتوم امکان پذیر نیست اما تامین شرط و شروط ان بسیار پرهزینه و حساس است و قطعا اگر به دست غیرمتخصصان انجام شود نتیجه پر از خطا خواهد بود. تنها توصیه من به علاقمندان نقشه برداری این است با با این پرنده به دنیای پهپاد ورود کنند و بعد از آشنایی عملی، به سراغ استفاده از سیستم های قویتر و اجرایی تر بروند.

در بحث ارزیابی یک روش نقشه برداری دو گام مهم وجود دارد

1- پیمایش بخوانید مثلث بندی هوایی که با rmse نقاط چک ارزیابی می شود.

2- برداشت بخوانید عملیات پردازش اتوماتیک مثل تولید ابر نقاط یا عملیات تبدیل دستی. دومی باید بر اساس مقایسه عوارض خروجی از لحاظ کامل بودن، سطح جزئیات، طبقه بندی درست، کیفیت هندسی و مانند آن مورد ارزیابی قرار گیرد.

ممکن است کیفیت مثلث بندی هوایی مثلا بخاطر به کارگیری تارگت های فراوان بالا باشد اما بخاطر تیلت های بالا یا پوشش نامناسب یا کیفیت رادیومتریک پایین تصاویر و اعوجاجات هندسی باقیمانده در آنها، کیفیت عوارض تبدیلی پایین باشد. لذا باید به هر دو مقوله توجه کافی نمود.

در ادامه چندین مثال عملی از تصاویر و خروجی ها می اوریم.

ایجاد نواحی پنهان شدید بخصوص در مناطق ساختمانی در تصویر بالا مشخص است.

حال برای مقایسه نتایج حاصل از پردازش تصاویر دوربین G9X سونی را نیز مشاهده کنید.

اعوجاجات عکسی به زیر پیکسل رسیده است و خطاهای باقیمانده همگونتر شده اند

منطقی نیست که بگوییم فانتوم از Ebee دقیقتر است. قبول دارم ارزانی فانتوم خیلی وسوسه برانگیز است اما من به شخصه برای نقشه برداری به سمت آن نمی روم. در این پروژه هم به ناچار با تیم پرواز دیگری این کار پیش رفته است.
من با فانتوم 4 با پرواز 3 سانتی به دقت مسطحاتی نقشه 1:500 رسیدم. کارفرما ده ها نقطه را به روش زمینی چک کرد و کار را تایید نمود. متاسفانه داده های چک در اختیارم قرار نگرفت. کارفرما به یک موضوع اشاره داشت و اینکه در بعضی موارد خطای 10-15 سانت در گوشه های ترسیم شده یک ساختمان مشاهده می شود که برای ان ساختمان دردسرساز است. البته در نقشه 1:500 تا خطای 25 سانت مجاز است اما خطای متوسط نباید از 10 سانت بیشتر باشد. به نظرم بخاطر کیفیت هندسی کمتر عکس ها، و مشکلات زاویه دید در برجسته بینی تصاویر با میدان دید بزرگ، حضور خطاهای موضعی پررنگتر شده است.

همین پروژه فانتوم 4 را مجددا با تعداد نقاط گرهی بالا و با حذف نقاط گرهی دو عکسی اجرا کرده بودم که نتیجه ان بشدت از قبل بهتر شده است:

قطعا. همانطورکه گفتم علاوه بر طراحی درست، چگونگی پردازش و تنظیم پارامترها خیلی مهم است و نتیجه را زیر و رو میکند.

منبع : گروه تلگرام فتوگرامتری و پهپاد نقشه برداری