پروژه کارآموزی مراحل کار فتوگرامتری برای تهیه نقشه

مراحل کار  فتوگرامتری برای تهیه نقشه

طراحی و انجام پرواز برای عکسبرداری:

عکسبرداری به سبب اینکه عکس های مورد نیاز برای تهیه نقشه یا اندازه گیریهای در این دهه تهیه می شوند و نیز دارا بودن بالاترین هزینه (شامل هزینه هواپیما، مخارج و گروه پرواز و …) از مهمترین مراحل کار فتوگرامتری است که باید به طور دقیق و صحیح برنامه ریزی و اجرا شود تا هم با پیشگیری از تکرار عکسبرداری هزینه به حداقل برسد و هم با تهیه عکسهایی با شرایط هندسی و مقیاس مناسب و کیفیت، بتوان به دقت خواسته شده دست یافت. برای انجام عکس برداری ، مسیر حرکت هواپیما، موقعیت ایستگاههای عکسبرداری و سرعت هواپیما با توجا به نوع نقشه، دقت خواسته شده و نوع منطقه مورد نظر برای عکسبرداری و شرایط محیطی از قبل تعیین و بر روی نقشه ای پیاده می شوند که به آن راهنمای اندکس پرواز می گویند.

نقشه راهنمای پرواز در اختیار اکیپ پرواز و عکس برداری قرار داده می شود تا پرواز در امتداد و شرایط تعیین شده انجام می شود و عکسبرداری نیز در موقعیت های مناسب در نظر گرفته شده طبق شرایط هندسی انتخاب شده صورت می پذیرد .

2-1) تهیه اندکس پرواز:

تعریف اندکس عکسی: تهیه اندکس عکسی یعنی رسم نوارهای پرواز و مشخص نمودن

مراکز عکس برداری بر روی این نوارها در مقیاس چهار یا پنج برابر کوچکتر از مقیاس اسمی عکسبرداری.

هدف از تهیه اندکس (راهنمای پرواز):

هدف از تهیه اندکس عکسی ایجاد یک دید کلی بر روی کلیه نوارهای پرواز شده می باشد. بگونه ای که به کمک آن بتوان از وضعیت پرواز تعداد و موقعیت نسبی عکس های تهیه شده و وجود فضاهای خالی احتمالی بین نوارهای پرواز اطلاع یافت. لازم به ذکر است طراحی نقاط کنترل زمینی مورد نیاز هر بلوک فتوگرامتری (جهت آنجام مثلث بندی هوایی) به کمک اندکس مذکور و با مشخص نمودن حد کار بر روی آن انجام می پذیرد.

3-1 ) تعیین مسیر پرواز و پوشش عکس ها:

الف) مسیر پرواز:  برای اینکه عکس های برداشت شده کامل منطقه مورد نظر را بپوشاند منطقه را به بازیابی موازی تقسیم می کنند. هواپیما پرواز را در مسیر خطی مستقیم و افقی و موازات محور با نراول آغاز می کند. کمی قبل از ورود به محدوده منطقه عکس برداری شروع و همچنانکه ارتفاع هواپیما در مسیر پرواز تعیین شده به پیش می رود در فواصل مشخص عکس برداری می شود. پس از خارج شدن از منطقه باز هم عکس برداری ادامه می یابد یا بیرون از حد منطقه از هر طرف چند عکس در دست باشد. با اتمام عکسبرداری باند اول هواپیما دور می زند و باند دوم از منطقه در حالیکه پرواز در خطی مستقیم و افقی موازی با محور پرواز باند اول و بفاصله تعیین شده از محور پرواز باند ماقبل ادامه می یابد و عکس برداری به همین صورت تا آخر گرفته می شود.

ب) پوشش عرضی: برای اینکه منطقه ای به طور کامل توسط عکسها پوشیده شود باید عکسهای هر باند پرواز با عکسهای باندهای مجاور در قسمتی از منطقه مشترک باشد تا در اثر بروز عواملی که سبب ایجاد تنیر  در پوشش عکسها می شود بین عکسهای باندهای مجاور (گپ) ایجاد نشود تا بتوان عکسها یا نقشه باندهای مختلف را به کمک قسمت مشترک آنها به یکدیگر اتصال و ارتباط داد. قسمت مشترک عکسهای هر دو باند مجاور را پوشش عرضی گویند. زیرا در جهت عمود بر امتداد محور پرواز ( محور x) می باشد و معمولاً 20 تا 30 درصد ضلع عکس در نظر گرفته می شود.

اگر D عرض باند عکسبرداری شده و  d  = ضلع عکس، L = فاصله دو محور پرواز مربوط  به دو باند مجاور و ps = درصد قسمت مشترک دو باند باشد رابطه زیر بین آنها برقرار است:

ج) پوشش طولی: اگر واحد در نظر بگیریم برای بتوان کل منطقه را با مدل ها پوشانید سپس هر دو مدل مجاور باید با یکدیگر قسمت مشترکی داشته باشند تا با تغییر پوشش بین مدلهای مجاور خلاء (گپ) ایجاد نشود. اگر پوشش عکسهای مجاور در صورت عدم وجود جابه جایی های تصویری دقیقاً مماس خواهند بود و در نتیجه پوشش هر دو عکس مجاور از هر باند که به پوشش طولی معروف است. زیرا در امتداد محور پرواز (محور x  ) می باشد. علاوه بر اینکه نباید کمتر از 50%  باشد بلکه حتماً باید بیش تر از 50% باشد. پوشش طولی معمولاً بین 60% تا 80% انتخاب می شود.

اگر D ضلع منطقه باشد و B باز هوایی و PE در صد پوشش طولی دو عکس مجاور می باشد داریم:

مساحت قسمت مشترک دو عکس با پوشش طولی PE در صد بر روی زمین برابر است با:

D2 (PE%)= سطح هر مدل

د) سطح مفید مدل و تعداد عکسها: ملاحظه می شود که به دلیل وجود قسمت مشترک بین هر دو مدل مجاور چه از نظر طولی و چه از نظر عرضی حدود مفید هر مدل حد وسط قسمت مشترک مدلها می باشد که سطح محصور بین این حدود را از نظر طولی (عرض مدل مفید) حد یین در مرکز    عکس های هوایی (بازهوایی) و از نظر عرضی (طول مفید مدل) فاصله بین امتداد محور پرواز دو باند مجاور می باشد سطح مفید مدل می نامند که به صورت زیر محاسبه می شود:

                                                                         D2 (PE %)= سطح هر مدل

                          B= D(PE – 100)%=D ](50% - PE%)2-PE%[= عرض مفید مدل

فاصله دو محور پرواز از دو باند مجاور L=D (PS –100)%= D .(      )2-D = طول مفید مدل

D2 .(PS –100)% = (PE  - 100)% = S سطح مفیدمدل

S=B.L سطح مفید مدل یا

بدین ترتیب ملاحظه می شود که قبل از انجام عکسبرداری می توان تعداد عکسها و تعداد مدل ها مورد نیاز را محاسبه کرد:                           

1+   عرض  منطقه    =      n   تعداد باندها 

    فاصله دو محور پرواز

//n  +  طول منطقه   =   / n     تعداد مدلها ی هر باند

              B   

تعیین ارتفاع پرواز

ارتفاع پرواز مورد نیاز خلبان هواپیما جهت پرواز، خلبان هواپیما جهت پرواز ارتفاع از سطح مبنای ارتفاع   (ژئوئیده یا سطح دریا) می باشد. با انتخاب مقیاس متوسط عکسبرداری و نوع دوربین عکسبرداری و فاصله کانونی f  را به دست می دهد، ارتفاع

پرواز از سطح متوسط منطقه قابل محاسبه است

و چنانچه ارتفاع متوسط منطقه( (h a vg  از سطح مبنا مشخص باشد ارتفاع متوسط منطقه را به راحتی می توان از نقشه کوچک مقیاس موجود و یا برداشتهای زمینی بدست آورد ارتفاع پرواز از سطح دریا را می توان تعیین نمود

5-1) تعیین سرعت هواپیما

سرعت هواپیما نیز مانند سایر عوامل ذکر شده قبل از عکسبرداری باید تعیین شود. سرعت

هواپیما با تعیین افزایش ارتفاع پرواز یا به عبارت دیگر با کاهش مقیاس عکس، نوع منطقه، زمان عکسبرداری، چگونگی هوا از نظر آفتابی بودن، …… متناسب است. چون فاصله هر دو ایستگاه عکسبرداری (بازهوایی) مشخص شده است . پس اختلاف زمان دو لحظه عکسبرداری مجاور هم ()  را برای پرواز با سرعت V می توان بدست آورد .

2)عکسبرداری

1-2) تعیین زمان عکسبرداری: برای تعیین زمان مناسب جهت عکسبرداری باید چند عمل زیر را با توجه به نوع نقشه مورد تقاضا در نظر گرفت:

الف) قابل رویت بودن سطح زمین: امکان مشاهده کلیه نقاط سطح طبیعی زمین عامل محدود کننده فصل و ماه   مناسب جهت عکسبرداری می باشد. چنانچه تهیه نقشه توپوگرافی مورد نظر باشد

به عبارت دیگر درختان فاقد برگ باشند تا در مناطق جنگلی و پرداخت سطح زمین را در عکس مخفی سازند و همچنین سطح زمین از سطح زمین لز برگ های فرو ریخته شده پاییزی و یا برف زمستانی پوشیده نباشد – زمان مناسب برای عکس برداری از مناطق جنگلی یا پر درخت در ایران اواخر پاییز یا اوایل بهار می باشد چنانچه منطقه جنگلی از درختان پوشیده شده باشد که سر تا سر سال دارای برگ می باشد وجود لایه نازکی برف بد نیست.

زیرا تشخیص سطح زمین پوشیده شده از درختان جنگلی را آسان می کند. در مناطق دیگر از جمله منلطق شهری مناطق بی درخت یا کم درخت که تراکم درخت کم شده در فصول دیگر هم که سطح زمین قابل رویت می باشد. عکسبرداری می تواند انجام شود.

ب) ارتفاع خورشید: عامل دیگری تعیین کننده وقت و فصل مناسب جهت عکسبرداری است ارتفاع خورشید در مناطق مختلف جغرافیایی می باشد. در زمانی که ارتفاع خورشید بیش از 30 درجه باشد انجام عکسبرداری مناسب است. هر چه ارتفاع خورشید کمتر باشد طول سایه بلندتر می شود. و چنانجه طول سایه بیش از بلندی عارضه باشد هم در ایجاد دید برجسته بینی اختلال موجود می آید و هم این که تعدادی عوارض که در سایه قرار می گیرند غیر قابل رویت می شوند  در صبح زود و در موقع غروب که ارتفاع خورشید کمتر از 30 درجه می شود نباید انجام گیرد. عکسبرداری در فصول و زمانی هم که به علت بالا بودن ارتفاع خورشید عوارض فاقد سایه هستند صحیح نمی باشد.

ج) چگونگی هوا : عکسبرداری باید در روزی انجام شود   که اولاً  باد شدید نوزد.

زیرا در صورت وجود  جریان  هوا و باد تند خلبان مشکل می تواند هواپیما را در مسیر  و ارتفاع پرواز تعیین شده و یا در واقع شرایط هندسی در نظر گرفته شده  برای عکسبرداری را حفظ کند. ثانیاً در روز عکسبرداری آسمان باید فاقد ابر، گردو خاک، دود و مه و رطوبت باشد. اگر 10% از آسمان هم پوشیده از ابر باشد برای عکسبرداری مناسباست. در صورت وجود ابر بیش از 10% ولی با تراکم کم چنانچه ارتفاع ابر بیش از ارتفاع پرواز باشد عکسبرداری مجاز می باشد.

-2) انتخاب نوع دوربین عکسبرداری: انتخاب نوع دوربین عکسبرداری به نوع منطقه از نظر کوهستانی بودن، نوع و کاربرد نقشه، مقیاس نقشه  و دقت خواسته شده برای نقشه بستگی دارد.

در جدول صفحه بعد  نسبت  برای دوربین های مختلف بازتاب به ضلع cm  23 آورده شده است.

       B/H

 نوع دوربین

       40 %  

         N.A

        60 %

         W.A

        04/1

        S.W.A

      اندازه قاب

        23*23

در مناطق یا شیب های تند  عکس های تهیه شده با دوربین با زاویه خیلی باز  به علت کمتر بودن ارتفاع پرواز دارای جا به جایی تصویری بیشتری از عکس های هم مقیاس برداشته شده با دوربین با زاویه باز برای عکسبرداری از مناطق کوهستانی و بر دوربین  S.W.A  این است که امکان معرفی فاصله کانونی آن در اکثر دستگاههای فتوگرامتری  به راحتی وجود ندارد.

3-2) انتخاب مقیاس عکس:  مقیاس متوسط عکس برداری از مهمترین عواملی است که در این مرحله باید انتخاب شود زیرا در صورت عکسبرداری در مقیاس کوچکتر از مقیاس مناسب دقت حاصله کمتر از دقت مورد نظر خواهد شد و چنانچه مقیاس عکس تهیه شده بزرگ تر از مقیاس مناسب باشد حجم کار افزایش یافته و در نتیجه مدت زمان  و هزینه های غیر ضروری بیش از حد مورد نیاز صرف خواهد شد. پس در هر یک از این موارد هدف اصلی در استفاده از روش های فتوگرامتری  که حفظ دقت مورد نیاز متقاضی در تهیه نقشه با صرف حداقل هزینه در کوتاهترین زمان ممکن می باشد تأمین می شود. مقیاس عکس با توجه به مقیاس نقشه ما فاصله منحنی های تراز مورد نظر است و امکانات اجرایی قابل دسترس از جمله دستگاه های موجود جهت انجام قرائتها مثلث بندی یا تبدیل باید انتخاب شود.

مقیاس عکس در مقایسه با مقیاس نقشه و دقت ارتفاعی و مسطحاتی خواسته شده به شرح زیر می باشد:

الف) مقیاس عکس به مقیاس نقشه باید در حد امکانات دستگاهی موجود باشد. در دستگاههای تبدیل مکانیکی می توان نقشه ای در مقیاس حداکثر 8 برابر مقیاس عکس تهیه نمود.

ب)می دانیم که فاصله ارتفاعی منحنی میزان های تعیین شده در واقع معرف دقت ارتفاعی نقشه می باشد. هر چه دقت ارتفاعی بیشتر شود فاصله منحنی های تراز کمتر انتخاب می شود و حداکثر خطای   ارتفاعی نباید از نصف فاصله ارتفاعی دو منحنی تراز مجاور بیشتر باشد.

ج) دقت مسطحاتی مورد نیاز عامل موثر دیگری در انتخاب مقیاس عکس می باشد.