پهپادها با حسگرهای پیشرفته و دوربین های با رزولوشن بالا، به طور کامل قواعد بازی را در نقشه برداری مدرن تغییر داده اند و کار جمع آوری داده ها را بسیار کارآمد و دقیق کرده اند. پهپادهای نقشه برداری نه تنها سرعت نقشه برداری را افزایش می دهند، بلکه به شما در مناطق صعب العبور و شرایط اضطراری نیز کمک می کنند. کاربردهای آنها از برنامه ریزی شهری تا کشاورزی گسترده و متنوع است.
اما انتخاب پهپاد نقشه برداری مناسب برای جمع آوری داده ها بسیار مهم است.
شما باید موارد مختلفی مانند زمان پرواز، ظرفیت حمل بار، مشخصات دوربین و سازگاری نرم افزار را در نظر بگیرید. این عوامل تأثیر مستقیمی بر کیفیت داده های شما دارند.
در این مقاله شرکت کارتال، به چگونگی استفاده از پهپاد در نقشه برداری، ویژگی هایی که هنگام انتخاب پهپاد باید به آنها توجه کرد، اهمیت سنسورهای پیشرفته و حتی مقایسه انواع مختلف پهپادهای نقشه برداری می پردازیم.
بهترین پهپاد نقشه برداری
در ادامه به مقایسه محبوب‌ترین پهپادهای نقشه برداری که امروزه در بازار موجود است، خواهیم پرداخت. این پهپادها مورد آزمایش قرار گرفتند و ما داده‌های ضروری را به همراه مزایا و معایب آنها گردآوری کرده‌ایم تا به شما در انتخاب پهپاد صحیح برای نیازهای نقشه برداری کمک کنیم.
مطالعه “ایجاد نقشه Orthomosaic با برنامه DroneDeploy”
eBee X (بهترین پهپاد بال ثابت برای نقشه برداری)
برای کسانی که به دنبال یک پهپاد بال ثابت برای نقشه برداری هستند، eBee X یک انتخاب عالی است. فناوری منحصر به فرد Endurance Extension آن حداکثر زمان پرواز 90 دقیقه را ارائه می دهد که امکان پوشش گسترده مناطق وسیع را بدون نیاز به فرودهای مکرر فراهم می کند. همچنین با قابلیت High-Precision on Demand، بدون نیاز به نقاط کنترل زمینی، به دقتی قابل توجه، تا 3 سانتی متر، دست می یابد.
این پهپاد با وزن تنها 700 گرم سبک است و حمل و نقل آن را آسان می کند. برای نقشه برداری، کشاورزی دقیق و بازرسی زیرساخت مناسب است. eBee X همچنین می تواند دوربین های تخصصی را برای بازسازی سه بعدی و نقشه برداری حرارتی حمل کند که آن را به گزینه ای همه کاره برای متخصصان نقشه برداری تبدیل می کند.
مزایا
- زمان پرواز استثنایی تا 90 دقیقه
- دقت بالا بدون نیاز به نقاط کنترل زمینی
- سبک و قابل حمل
- موجود با RTK و PPK برای دقت موقعیت یابی
- سازگار با انواع دوربین های تخصصی
- نرم افزار پیشرفته برنامه ریزی ماموریت پرواز
- حالت شبیه ساز برای آموزش و بهینه سازی
معایب
- برد کنترل محدود
- برای شرایط آب و هوایی نامناسب توصیه نمی شود.
- فاقد حسگر LiDAR
- بدنه فوم ممکن است دوام و ظرفیت حمل بار را محدود کند.
- دوربین با رزولوشن پایین
- نیاز به برنامه ریزی برای یک منطقه فرود ایمن
- پرتاب دستی بدون تجربه می تواند خطرناک باشد.
DJI Matrice 350 RTK (بهترین پهپاد RTK برای نقشه برداری)
ماتریس 350 یک پهپاد مولتی روتر قدرتمند است که نه تنها در بازرسی و ماموریت های جستجو و نجات، بلکه در کاربردهای مختلف نقشه برداری نیز عملکرد فوق العاده ای دارد. این پهپاد مجهز به آخرین فناوری RTK (حتی در محیط های چالش برانگیز)، دقت و قابلیت های ناوبری بی نظیری را ارائه می دهد. با زمان پرواز چشمگیر 55 دقیقه، می تواند مناطق وسیعی را در یک پرواز پوشش دهد.
ساختار مستحکم Matrice 350 RTK تضمین می کند که می تواند در شرایط سخت مقاومت کند و آن را برای طیف وسیعی از کارهای نقشه برداری مناسب می سازد. سیستم سه گانه پشتیبان آن و فناوری ناوبری پیشرفته، دقت را تضمین می کند. علاوه بر این، این پهپاد RTK دارای یک سیستم گیمبال با کارایی بالا برای تصویربرداری پایدار در طول پرواز است و کنترل دوربین را به صورت real-time در حین پرواز ارائه می دهد. سازگاری با LiDAR (تشخیص نور و موقعیت‌یاب با استفاده از لیزر) قابلیت‌های نقشه برداری آن را به طور فزاینده ای تقویت می‌کند.
مزایا
- فناوری دقیق RTK برای نقشه برداری دقیق
- زمان پرواز طولانی مدت 55 دقیقه ای
- ساختار مستحکم برای شرایط سخت مناسب است
- سیستم گیمبال با کارایی بالا برای تصویربرداری پایدار
- حسگرهای پیشرفته تشخیص موانع برای پرواز ایمن
- کنترل دوربین به صورت real-time و سازگاری با LiDAR
معایب
- زمان پرواز محدود هنگام حمل بارهای سنگین
- فرآیند پیچیده تعویض ملخ
- باتری های بزرگ نیاز به تعویض مکرر دارند.
- گزینه های محدود داده ارتفاع در نرم افزار
- باتری های حجیم برای ماموریت های طولانی تر
DJI Phantom 4 RTK (بهترین پهپاد ارازن قیمت)
DJI Phantom 4 RTK به عنوان یک گزینه ارزان و مقرون بصرفه برای افراد مبتدی که به دنبال ورود به دنیای نقشه برداری هستند، عالی است. این پهپاد دارای چندین ویژگی قابل توجه است که توانایی های نقشه برداری آن را بهبود می بخشد. فانتوم 4 RTK با داشتن ماژول RTK یکپارچه، داده های موقعیت یابی در سطح سانتی متر را به صورت real-time ارائه می دهد که دقت مطلق متادیتای تصویر را بهبود می بخشد. این امر نتایج نقشه برداری دقیقی را تضمین می کند و آن را برای نقشه برداران و متخصصان GIS ایده آل می سازد.
علاوه بر این، سازگاری آن با دوربین های تصویربرداری حرارتی 4K و FLIR Vue 336 قابلیت آن را به بازرسی های صنعتی، عملیات جستجو و نجات و موارد دیگر گسترش می دهد. راه اندازی آسان و سیستم قابل اعتماد autopilot این پهپاد را برای مبتدیان و کارشناسان در دسترس قرار می دهد. علاوه بر این، سیستم پیشرفته تشخیص و اجتناب از موانع، ایمنی را در طول ماموریت های نقشه برداری پیچیده تضمین می کند.
مزایا
- موقعیت یابی در سطح سانتی متر به صورت real-time با RTK
- سازگاری با دوربین های تصویربرداری حرارتی 4K
- راه اندازی آسان برای تمام سطوح مهارت
- سیستم قابل اعتماد autopilot
- تشخیص و اجتناب از موانع پیشرفته
- قیمت مناسب برای امکانات ارائه شده
معایب
- زمان پرواز محدود (30 دقیقه)
- ظرفیت حمل بار محدود به 1.5 کیلوگرم
- رزولوشن پایین تر دوربین (CMOS 1 اینچی 20 مگاپیکسل)
- بدون قابلیت LiDAR
DJI Mavic 3 Enterprise (بهترین پهپاد DJI برای نقشه برداری)
برای کسانی که به دنبال قابلیت‌های نقشه‌برداری در سطح بالا هستند، DJI Mavic 3 Enterprise به عنوان بهترین پهپاد نقشه برداری شناخته می‌شود. این پهپاد مجهز به یک دوربین زوم ترکیبی پیشرفته است که حداکثر تا 56 برابر زوم ارائه می دهد و دارای یک شاتر مکانیکی برای جلوگیری از تاری تصاویر در نقشه برداری های پرسرعت است.
مطالعه “معرفی پهپاد DJI MAVIC 3 Enterprise”
این پهپاد را می توان با یک ماژول RTK اختیاری ارتقا داد که دقت را به سانتی متر می رساند. همچنین حداکثر برد کنترل 15 کیلومتر را داراست. Mavic 3 Enterprise در پروازهای مسافت طولانی برتری دارد و حتی در حداکثر مسافت نیز سیگنالی پایدار را حفظ می کند. سیستم DJI AirSense با هشدار به خلبان در مورد هواپیماهای نزدیک، ایمنی را در طول ماموریت ها تضمین می کند و امنیت کلی را افزایش می دهد.
مزایا
- دوربین زوم با رزولوشن بالا و شاتر مکانیکی
- ماژول RTK اختیاری برای دقت در سطح سانتی متر
- برد کنترلی طولانی (15 کیلومتر) برای پوشش گسترده
- سیستم DJI AirSense برای ایمنی بیشتر
- پشتیبانی از دوربین حرارتی با قابلیت های زوم پیشرفته
- اجتناب از موانع همه جهته برای امنیت بیشتر
معایب
- سنسور 20 مگاپیکسلی با رزولوشن پایین تر نسبت به برخی رقبا
- توانایی محدود برای حمل حسگرهای LiDAR با کیفیت نقشه برداری
- قیمت بالاتر برای نقشه برداری در سطح حرفه ای
کاربردهای نقشه برداری با پهپاد چیست؟
نقشه برداری با پهپاد کاربردهای متنوعی از جمله املاک و مستغلات، معدن، امنیت، کشاورزی و واکنش اضطراری مانند آتش سوزی دارد. کشف کنید که پهپادها چگونه هر یک از این بخش ها را متحول می کنند.
هنگام انتخاب پهپاد به چه نکاتی توجه کنیم؟
انتخاب پهپاد نقشه برداری ایده آل مستلزم در نظر گرفتن عوامل مختلف است. ما شما را در تصمیم گیری آگاهانه بر اساس موارد زیر راهنمایی می کنیم:
انواع پهپاد
اولین تصمیمی که باید بگیرید این است که آیا به یک پهپاد بال ثابت یا مولتی روتر نیاز دارید.
بال ثابت
- این پهپادها برای کارهای نقشه برداری در مناطق وسیع ایده آل هستند. آنها می توانند زمین های قابل توجهی را پوشش دهند و به طور معمول در مقایسه با پهپادهای چند روتوره زمان پرواز طولانی تری دارند. اگر در حال نقشه برداری از مزارع کشاورزی وسیع یا انجام عملیات نقشه برداری بر روی سایت های ساختمانی بزرگ هستید، یک پهپاد بال ثابت ممکن است بهترین انتخاب باشد.
مولتی روتر
- پهپاد مولتی روتر مانند کوادکوپترها و هگزاکوپترها همه کاره هستند و می توانند در جای خود معلق بمانند. آنها برای نقشه برداری دقیق تر و با جزئیات بیشتر در مناطق کوچکتر مناسب هستند. اگر نیاز به گرفتن داده های دقیق برای نقشه برداری املاک یا مدل سازی سه بعدی دارید، یک پهپاد مولتی روتر گزینه مناسبی است.
مطالعه “مولتی روتر چیست؟”
ترکیبی VTOL
- پهپادهای ترکیبی VTOL مزایای هر دو طرح ثابت بال و چند مولتی روتر را ترکیب می کنند. آنها می توانند مانند یک پهپاد مولتی روتر به صورت عمودی بلند شده و فرود آیند، اما همچنین برای استقامت و پوشش بیشتر به پرواز با بال ثابت نیز تغییر وضعیت دهند. پهپادهای ترکیبی VTOL برای کاربردهایی که انعطاف پذیری و کارایی در آنها مهم است، مانند ماموریت های نقشه برداری برد بلند با قابلیت پوشش مناطق وسیع و فرود در فضاهای محدود، عالی هستند.
مطالعه “معرفی پهپاد های وی تول (VTOL) یا عمود پرواز”
کیفیت دوربین و ظرفیت حمل بار
کیفیت داده های نقشه برداری شما به شدت به قابلیت های دوربین پهپاد بستگی دارد. در اینجا مواردی که باید در نظر بگیرید آورده شده است:
-
رزولوشن
- به دنبال پهپادهایی با دوربین های با رزولوشن بالا (مثلاً 20 مگاپیکسل یا بیشتر) باشید تا تصاویر دقیقی را ثبت کنید. این برای تولید نقشه ها و مدل های سه بعدی دقیق ضروری است.
-
قابلیت های زوم و تصویربرداری حرارتی
- برخی از پهپادهای نقشه برداری دارای دوربین های زوم و تصویربرداری حرارتی هستند. اینها برای کارهایی مانند جستجو و نجات و نقشه برداری حرارتی ارزشمند هستند.
-
ظرفیت حمل بار
- اگر نیاز به سنسورهای اضافی مانند LiDAR یا دوربین های چند طیفی دارید، مطمئن شوید که پهپاد از ظرفیت حمل بار لازم برخوردار است.
-
زمان پرواز و برد
زمان پرواز و برد کنترل پهپاد را در نظر بگیرید. زمان پرواز طولانی تر برای پوشش مناطق وسیع تر بدون نیاز به تعویض مکرر باتری مفید است. کنترل گسترده به شما امکان می دهد پهپاد را از فاصله ایمن هدایت کنید. برای داشتن انعطاف پذیری بیشتر، به دنبال گزینه هایی با حداقل 30 دقیقه زمان پرواز و برد کنترل چند کیلومتری باشید.
-
دقت RTK و GPS
- برای نقشه برداری و بررسی دقیق، پهپادهای مجهز به Real-Time Kinematic (RTK) و GPS بسیار ارزشمند هستند. فناوری RTK دقت در سطح سانتی متر را ارائه می دهد و اطمینان می کند که داده های نقشه برداری شما بسیار قابل اعتماد هستند. این ویژگی به ویژه برای کاربردهایی مانند کشاورزی و ساخت و ساز که در آن دقت حرف اول را می زند، مهم است.
مطالعه “نقشه برداری با پهپاد RTK یا PPK”
-
سهولت استفاده
هنگام انتخاب پهپاد نقشه برداری ، سطح تخصص خود را در نظر بگیرید. برخی از مدل ها دارای حالت های پرواز مستقل و سیستم های اجتناب از موانع هستند که آنها را برای مبتدیان مناسب می کند. کاربران پیشرفته ممکن است پهپادهایی را ترجیح دهند که کنترل دستی را برای انعطاف پذیری بیشتر امکان پذیر می سازند.
-
نرم افزار و پردازش داده
پهپاد نقشه برداری تنها بخشی از فرآیند هستند. شما همچنین به نرم افزار قدرتمندی برای پردازش و تجزیه و تحلیل داده ها نیاز خواهید داشت. هنگام انتخاب پهپاد، مطمئن شوید که با نرم افزاری های محبوب نقشه برداری و GIS سازگار است.
مطالعه “انواع ماموریت یا میشن در نرم افزار PIX4Dcapture”
-
کاربرد
انتخاب پهپاد خود را با نیازهای خاص خود مطابقت دهید.
کشاورزی: پهپادهایی با دوربین های چند طیفی را برای تجزیه و تحلیل سلامت محصول مناسب است.
ساخت و ساز: به دنبال پهپادهای ساختمانی با دوربین های با رزولوشن بالا برای بررسی سایت و ردیابی پیشرفت پروژه باشید.
معادن: پهپادهای مقاومی را در نظر بگیرید که قادر به کار در محیط های سخت باشند.
املاک: روی پهپادهایی با کیفیت دوربین خوب برای عکاسی ملک و مدل سازی سه بعدی تمرکز کنید.
مطالعه “آموزش نقشه برداری هوایی با نرم افزار PIX4DCAPTURE”
چه عواملی بر دقت نقشه برداری هوایی با پهپاد تاثیر می گذارد؟
دقت نقشه برداری با پهپاد به عوامل متعددی بستگی دارد. در این تاثیر ارتفاع، تنظیمات دوربین و نقاط کنترل زمینی بر دقت نقشه برداری و همچنین نحوه بهینه سازی آنها را بررسی می کنیم.
هنگام شروع یک ماموریت نقشه برداری با پهپاد، برای دستیابی به سطح دقت مورد نظر (سانتیمتر)، در نظر گرفتن دقیق چندین پارامتر ضروری است:
-
رزولوشن تصویر
- کیفیت داده های نقشه برداری شما با رزولوشن تصاویر گرفته شده توسط پهپاد شروع می شود. تصاویر با رزولوشن بالاتر منجر به داده های بهتر می شوند. برای دستیابی به این هدف، از دوربینی با رزولوشن پیکسل بالا استفاده کنید. حداقل 12 مگاپیکسل مورد نیاز است و 20 مگاپیکسل برای نقشه برداری دقیق ایده آل در نظر گرفته می شود.
-
ارتفاع
- ارتفاعی که پهپاد شما در آن پرواز می کند نقش اساسی در دقت دارد. پرواز در ارتفاع بالاتر به شما امکان می دهد مناطق وسیع تری را به سرعت پوشش دهید، اما با دقت کمتر. برعکس، پرواز در ارتفاع پایین زمان بیشتری می برد اما به طور قابل توجهی دقت نقشه برداری را بهبود می بخشد. بنابراین، برای کارهای نقشه برداری دقیق، ارتفاع پایین تر ترجیح داده می شود.
-
همپوشانی تصویر
- همپوشانی تصاویر یکی دیگر از پارامترهای حیاتی است. همپوشانی بیشتر، احتمال وجود شکاف در داده ها را که ناشی از چرخش دوربین، شیب، تغییرات ارتفاع پرواز و تغییرات زمین است، کاهش می دهد. در حالی که همپوشانی بیشتر باعث افزایش زمان پرواز می شود، اما برای بهبود دقت، ارزش این معاوضه را دارد.
- همپوشانی تصاویر یکی دیگر از پارامترهای حیاتی است. همپوشانی بیشتر، احتمال وجود شکاف در داده ها را که ناشی از چرخش دوربین، شیب، تغییرات ارتفاع پرواز و تغییرات زمین است، کاهش می دهد. در حالی که همپوشانی بیشتر باعث افزایش زمان پرواز می شود، اما برای بهبود دقت، ارزش این معاوضه را دارد.
-
شرایط محیطی
عوامل محیطی می توانند تأثیر قابل توجهی بر دقت نقشه برداری هوایی با پهپاد داشته باشند. در اینجا به دو مورد از مهم ترین ملاحظات اشاره می کنیم:
-
-
شرایط آب و هوایی
روزهای نقشه برداری خود را با دقت انتخاب کنید. در صورت امکان از پرواز در باد شدید، تشکیل ابرهای متراکم یا مه دود خودداری کنید. در حالی که بسیاری از پهپادها می توانند بادهای شدید را تحمل کنند، اما برای نقشه برداری دقیق بهتر است از بادهای بیش از 7 متر بر ثانیه دوری کنید.
-
موانع
در محیط های شهری، سازه های بلند مانند آسمان خراش ها می توانند سیگنال های GNSS (Global Navigation Satellite System) را مسدود کنند که منجر به تداخل چند مسیر (multi-path interference) و داده های نادرست می شود. به چنین مواردی توجه داشته باشید و بر اساس آن پروازهای خود را برنامه ریزی کنید.
-
-
نقاط کنترل زمینی
نقاط کنترل زمینی برای دستیابی به دقت بالای نقشه برداری ضروری هستند. این نشانگرهای مرجع که در سراسر منطقه نقشه برداری قرار داده شده اند، مختصات دقیق و شناخته شده ای را روی زمین ارائه می دهند. در ادامه نکاته که در مورد GCP ها بدانید آورده شده است:
-
-
تعداد
-
تعداد GCP هایی که استفاده می کنید موضوعی برای مطالعه است. در حالی که GCP های بیشتر می توانند به طور قابل توجهی دقت نقشه برداری را افزایش دهند، بازدهی آنها در نهایت کاهش می یابد. ضروری است که منطقه و زمین را در نظر بگیرید. به عنوان یک دستورالعمل کلی، هدف گذاری برای حداقل پنج GCP در سایت خود داشته باشید.
-
-
پراکندگی
استقرار استراتژیک GCP ها اهمیت دارد. تحقیقات نشان داده است که توزیع یکنواخت GCP ها در یک شبکه مشبک مثلثی به طور موثر می تواند تأثیر آنها را بر دقت نقشه برداری دو برابر کند. علاوه بر این، برای دستیابی به نتایج مطلوب، قرار دادن GCP ها در گوشه های سایت و در بالاترین و پایین ترین نقاط را در نظر بگیرید.
-