المسح الضوئي القائم على الطائرات بدون طيار: إحداث ثورة في جمع البيانات ورسم الخرائط

تكنولوجيا الطائرات بدون طيار مع وحدات الكاميرا تعطي منهجية جديدة للعديد من القطاعات في السنوات القليلة الماضية بما في ذلك الحصول على البيانات وتعيين. يتيح المسح بالطائرات بدون طيار المعروف أيضا باسم المسح التصويري الجوي استخدام الكاميرات لالتقاط صور عالية الدقة أو إنشاء خريطة ثلاثية الأبعاد للتضاريس أو الهياكل أو الأشياء بتكاليف أقل بكثير. هنا في هذا الدليل ، سيتم فهم الميزات والمزايا وكيف يحدث المسح بالطائرات بدون طيار ثورة في الحصول على البيانات المكانية وتحليلها.

ما هو المسح القائم على الطائرات بدون طيار؟

يمكن تفسير المسح القائم على الطائرات بدون طيار على أنه استخدام المركبات الجوية بدون طيار (UAVs) أو ، كما هو معروف أكثر شيوعا ، الطائرات بدون طيار المزودة بكاميرات عالية الدقة وأدوات استشعار أخرى لالتقاط صور لسطح الأرض. يتم ذلك لإعادة بناء الصور والتوصل إلى نماذج ، وفسيفساء تقويمية ، وسحب نقطية موحدة للغاية. يمكن استخدام البيانات الناتجة عن تطبيقات الطرق في العديد من التطبيقات ، مثل مسح الأراضي ، وفحص البنية التحتية ، ومراقبة البيئة ، والتخطيط الحضري.

تعتمد إمكانية المسح المتقدمة هذه على دمج مجموعة متنوعة من التقنيات المتطورة ، مثل:

كاميرات عالية الدقة: يمكن تجهيز الطائرات بدون طيار بأحدث ما توصلت إليه التكنولوجياوحدات الكاميرالالتقاط صور جوية مفصلة، بما في ذلك الصور الثابتة عالية الدقة ولقطات الفيديو.

الكشف عن الضوء وتحديد المدى (LiDAR): يمكن لأجهزة استشعار LiDAR المثبتة على الطائرات بدون طيار توليد بيانات سحابية ثلاثية الأبعاد عالية الدقة لإنشاء خرائط تضاريس مفصلة ونماذج ثلاثية الأبعاد.

أجهزة الاستشعار متعددة الأطياف وفوق الطيف: يمكن للطائرات بدون طيار أن تحمل أجهزة استشعار متخصصة تلتقط البيانات بأطوال موجية متعددة في الطيف الكهرومغناطيسي لاكتشاف وتحليل مواد أو نباتات أو ظروف بيئية معينة.

التصوير الحراري: يمكن أن توفر كاميرات الأشعة تحت الحمراء على الطائرات بدون طيار معلومات قيمة حول الخصائص الحرارية وظروف البنية التحتية وغيرها من البيانات المتعلقة بدرجة الحرارة.

مزايا المسح المستند إلى الطائرات بدون طيار

كفاءة التكلفة والوقت

البيانات التي يتم جمعها من المسح المستند إلى الطائرات بدون طيار أرخص وأسرع نسبيا من الطرق اليدوية الأخرى لجمع البيانات. في وقت سابق ، كان التقاط الصور الجوية يعني الاضطرار إلى استئجار طائرات مأهولة أو صور الأقمار الصناعية التي تستغرق وقتا طويلا ومكلفة للتنظيم. باستخدام الطائرات بدون طيار ، يمكن جمع بيانات مختلفة بسرعة وفعالية مما يتيح جمع البيانات بشكل متكرر وبالتالي تحديثها. تتحول هذه الكفاءة إلى مدة مشروع قصيرة وبالتالي نفقات أقل.

بيانات عالية الجودة ودقيقة

تأتي المركبات الجوية الحديثة بدون طيار مع معدات الكاميرا التي توفر دقة عالية. وبالتالي ، فإنها توفر صورا دقيقة. يمكن تجميع الصور لتوفير الفسيفساء التقويمية ، وهي صور جوية موجهة من Orth R للأرض ذات إسناد جغرافي. علاوة على ذلك ، فإن الطائرات بدون طيار قادرة على جمع البيانات من زوايا مختلفة في وقت واحد ، مما يزيد من موثوقية صنع نماذج 3D والسحب النقطية . تساعد هذه التفاصيل أيضا في صنع القرار أو التحليل في العديد من الصناعات لأنه كلما ارتفع مستوى التفاصيل كانت النتيجة صحيحة.

السلامة وإمكانية الوصول

على سبيل المثال ، يقلل استخدام الطائرات بدون طيار للمسح من الحاجة إلى جعل الناس يذهبون إلى التضاريس الخطرة و / أو الصعبة. ومع ذلك ، هناك مجال آخر أثبتت الطائرات بدون طيار فائدته وهو الاستشعار وجمع البيانات خاصة في المناطق التي يتعذر الوصول إليها أو التي تشكل خطرا على حياة الإنسان. تخلق إمكانية الوصول هذه العديد من الفرص في مجالات مثل تقييم الإنشاءات ومراقبة الكوارث ودراسة البيئة. يمكن أن تغطي المناطق التي يصعب الوصول إليها أو تستغرق الكثير من الوقت والجهد والموارد للوصول إليها.

تطبيقات المسح القائم على الطائرات بدون طيار

مسح الأراضي ورسم الخرائط

اتخذ المسح الجوي باستخدام الطائرات بدون طيار بعدا جديدا في مجال مسح ورسم خرائط الأرض. تتم الطرق التقليدية للمسح في بعض الأحيان عن طريق القياسات المباشرة وتنطوي على الكثير من الوقت في هذا المجال. وبالتالي يمكن تغطية المناطق واسعة النطاق في أوقات أقصر نسبيا مقارنة بما لو كانت على الأرض ويمكن استخدام البيانات التي تم الحصول عليها لإنتاج الخرائط الطبوغرافية و DTMs والخطوط الكنتورية. هذه البيانات حاسمة للغاية في تخطيط وتطوير الهيكل الحضري للإنشاءات الجديدة وإدارة موارد الأراضي.

فحص البنية التحتية وصيانتها

إنها مهمة حاسمة لفحص البنى التحتية مثل الجسور والمباني وخطوط الكهرباء وغيرها من الأوراق المالية ، لكنها تستهلك الوقت وتتطلب موارد. تسمح الرموز الشريطية التي تتكون من صور عالية الكثافة وحرارية بتقييم سريع وفعال للهياكل ، بالإضافة إلى اكتشاف مشاكل في الهياكل مثل الشقوق والتآكل وتشوهات الحرارة. تعني هذه الممارسات أنه يمكن إجراء فحص البنية التحتية بمسؤولية وقبل أن تصبح خطة للفشل أو أي شيء قريب من ذلك.

الزراعة الدقيقة

يمكن أن يكون المسح القائم على الطائرات بدون طيار مفيدا جدا للمزارعين لتحسين غلة المحاصيل ومراقبة صحة النبات واكتشافها في المرحلة الأولية.

تتيح المستشعرات متعددة الأطياف تحديد الاختلافات الطفيفة في حالة النباتات واحتياجاتها الغذائية من أجل تطبيق الموارد في الأماكن والكمية الصحيحة.

الاعتبارات والتحديات

في حين أن فوائد المسح المستند إلى الطائرات بدون طيار عديدة ، فمن الضروري مراعاة العوامل والتحديات المحتملة التالية:

الامتثال التنظيمي:

يتم تنظيم تشغيل هذه الأنظمة الجوية للأغراض التجارية والصناعية من خلال تدابير وتوجيهات مختلفة يجب الامتثال لها لتجنب المساس بهذه الأنظمة والعمليات.

أمن البيانات والخصوصية:

نظرا لأن التطبيق يتضمن جمع وتخزين صور عالية الدقة بالإضافة إلى نماذج 3D ، فمن المهم التأكد من وجود بروتوكولات ومعايير أمنية كافية للبيانات ، دون أن ننسى اللوائح الدولية المتعلقة بخصوصية المستخدم.

التدريب والصيانة المستمرة:

يتضمن التنفيذ العملي لأنظمة المسح الضوئي ، استنادا إلى تقنية الطائرات بدون طيار ، تدريب المشغلين والفحوصات المنتظمة لأداء المعدات لتقليل العقبات التشغيلية وفشل المعدات.

كيفية أداء مهام مسح أفضل للطائرات بدون طيار

لزيادة فعالية المسح المستند إلى الطائرات بدون طيار ، ضع في اعتبارك النصائح التالية:

التخطيط والإعداد: من المهم أيضا التخطيط لمسار رحلتك وأهدافك قبل أن تبدأ الطيران بالطائرة بدون طيار. اعتمادا على الظروف ، يمكن للمرء أن ينظر في تأثير الظروف الجوية ، وقيود المجال الجوي ، وخصائص المهمة المطروحة. تأكد من أن المعدات والبطاريات وبطاقة الذاكرة جاهزة قبل العملية التي تخطط لها.

المعايرة والاختبار: قم بإجراء إعدادات أولية على الطائرة بدون طيار وأجهزة الاستشعار قبل تحليق الطائرة بدون طيار لتجنب التقاط بيانات غير دقيقة. اختبار الطيران لتأكيد تشغيل الجهاز ، وإصلاح المشاكل التي قد تكون هناك. وينبغي اتباع هذه المبادئ التوجيهية لضمان أن تكون البيانات المقدمة ذات جودة عالية ودقيقة؛ ستساعد الصيانة والمعايرة المتكررة في تحقيق هذا الهدف.

التقاط التداخل: من المهم جدا أنه عند التقاط الصور ، يجب عليك التأكد من وجود تداخل كاف بين الصور المتتالية. هذا التداخل أمر بالغ الأهمية لأنه يساعد في خياطة السليمة، وبناء orthomosaics، وبناء نماذج 3D. من الناحية المثالية ، يجب أن تكون التداخلات المعايرة الأمامية والجانبية بنسبة 70٪ أو أعلى.

الأسئلة المتكررة (FAQ)

Q1: ما نوع الكاميرا التي يجب أن أستخدمها للمسح الضوئي المستند إلى الطائرات بدون طيار؟

A1: كل هذا يتوقف على حالة الاستخدام الخاصة بك ومقدار التفاصيل التي ترغب في التقاطها وبأي طريقة. استخدم الكاميرات ذات حجم المستشعر الكبير وعدد الميجابكسل العالي للحصول على صور عالية الدقة. تحتوي بعض الطائرات بدون طيار على نمطية لتثبيت أجهزة استشعار متخصصة مثل الكاميرا الحرارية أو الكاميرا متعددة الأطياف لحالات الاستخدام الفريدة.

Q2: ما مدى دقة النماذج والقياسات ثلاثية الأبعاد الناتجة عن المسح المستند إلى الطائرات بدون طيار؟

ج٣: تعتمد كيفية ومدى دقة نموذج 3D وكذلك القياسات على عدد من العوامل من بينها جودة الصور من الكاميرا ودقة GPS على متن الطائرة بدون طيار بالإضافة إلى برامج المعالجة المستخدمة. على نطاق واسع ، يمكن أن يوفر المسح المستند إلى الطائرات بدون طيار دقة دون السنتيمتر ، وهو أمر جيد لأي شيء من مسح الأراضي إلى فحص البنية التحتية.

Q3: هل يمكن استخدام الطائرات بدون طيار لرسم خرائط لمناطق واسعة؟

A3: نعم ، في الواقع ، الطائرات بدون طيار قادرة على رسم خرائط لمناطق واسعة بطريقة فعالة للغاية من خلال استخدام برامج تخطيط الطيران المستقلة. يتيح لك ذلك تحديد المنطقة التي تريد تغطيتها وإنشاء خطوط طيران تلقائيا يمكنها تغطيتها بالكامل. بسبب تكنولوجيا الطائرات بدون طيار ، أصبح رسم خرائط مساحات كبيرة من الأرض أسرع وأكثر اقتصادا مقارنة بالطرق السابقة.

استنتاج

المسح بالطائرات بدون طيار هو تقنية مبتكرة تغير تصورنا لطريقة جمع البيانات وتحليلها واستخدامها في مختلف المجالات. يتيح مسح الطائرات بدون طيار إجراء المسوحات ومراقبة البيئة وفحص البنية التحتية باستخدام الصور الجوية عالية الدقة ورسم الخرائط 3D وأجهزة الاستشعار المتخصصة. علاوة على ذلك ، مع تطور هذه التكنولوجيا وتصبح ميسورة التكلفة ، سيجد المسح المستند إلى الطائرات بدون طيار مجالات جديدة للتطبيق ، مما يمكننا في النهاية من إدارة الموارد بكفاءة واتخاذ القرارات بناء على بيانات موثوقة فقط.