צילום אווירי מעוגן RTK מרחפן: למוצרי מיפוי מדוייקים במיוחד

רבות כבר דובר (כולל אצלנו בבלוג) אודות היכולת להפיק אורתופוטו מעוגן גיאוגרפית מצילום רחפן.
ביצוע צילום אווירי מעוגן על ידי רחפן מאפשר הפקת תוצרים ברזולוציה גבוהה של 1-3 ס"מ לפיקסל,
זאת בזכות גובה טיסה נמוך, מצלמה איכותית, וחיישן
GPS המובנה בגוף הרחפן ומסנכרן נתוני מיקום לתמונות המצולמות. 

אך האם תצלומים אוויריים מרחפן הם גם מספיק מדוייקים כאשר נרצה למפות אובייקטים נקודתיים הנמצאים עשרות מטרים מתחת לכלי הטיס שלנו שמשייט לו בשמיים? מה משפיע על דיוק גיאוגרפי של צילום אנכי? והאם הGPS של רוב הרחפנים עומד במבחן רמת הדיוק? התשובות בפוסט שלפנכם.

מה הוא אורתופוטו?
אורתופוטו מרחפן (ובכלל) הוא אוסף תמונות סטילס אנכיות בעלות נתוני מיקום גיאוגרפי, אשר צולמו בחפיפה מסויימת ומחוברות על ידי טכנולוגיית עיבוד תמונה לקובץ TIF גיאוגרפי מיושר ומעוגן המהווה רקע ובסיס למיפוי ולדיגיטציה בתוכנות GIS (מערכת מידע גיאוגרפית).

יכולות הצילום האווירי של רחפנים מעניקות בסיס נהדר למוצרי מיפוי רבים. בתהליך קצר הנמשך שעות ספורות, מקבל הלקוח אורתופוטו באיכות מדהימה, המעניק אפשרות לניתוח שטח עדכני ומדויק ולביצוע סקרי מיפוי של אובייקטים שונים על פני הקרקע כמו כבישים, מבנים, פיקוח פרויקטים ומעקב התקדמות באתרי בניה.

 צילום אורתופטו ע"י רחפן המשמש כשכבת רקע מעוגנת בפרויקט GIS עירוני.  ביצוע: "מכנף"- טכנולוגיות מיפוי ושירותים אוויריים בע"מ

 
עד כמה מדוייק הרחפן שלכם?

עד כאן, נשמע נהדר וגם נראה נהדר. אך יש עוד נתון אחד חשוב מאוד שמשפיע על איכות התוצר והוא הדיוק הגיאוגרפי של הצילום.
תזוזת המצלמה והרחפן תוך כדי טיסה, חפיפה לא מושלמת בין התמונות וGPS פשוט יחסית בעל דיוק סביר בלבד, גורמים לכך שהתמונה הסופית יוצאת עם עיוות גיאוגרפי מסויים

נגיד זאת שוב, לרוב היישומים הגיאוגרפים הרגילים זה בהחלט טוב ומספיק. הטסת הרחפן בגובה נמוך ושמירה על עקרונות הטסה למשימת מיפוי יעשו ברוב המקרים את העבודה וכאשר נוריד את האורתופוטו מהרחפן ו"נלביש" אותו על מפה של GOOGLE או OSM היישור הגיאוגרפי יראה תקין. 

אך אם נרצה לבצע מדידות מדויקות או למקם אובייקטים על מפה בדיוק גיאוגרפי של סביב ה1 ס"מ כמו שמקובל בעולם המדידות המקצועי, נצטרך להוסיף כלי נוסף לארגז הכלים שלנו- GPS  מקצועי ומדוייק שייתן לנו קריאת מיקום אמיתית ומדוייקת וישפר את איכות המפה המופקת מצילום הרחפן.

 

עיגון אורתופוטו באמצעות בקרה קרקעיות (GCP), מגדל העמק מאי 2018  ביצוע: "מכנף"- טכנולוגיות מיפוי ושירותים אוויריים בע"מ

 
GPS בעל תיקון מיקום דיפרנציאלי

RTK  (REAL Time Kinematic) היא טכניקת ניווט לוויני המשמשת לשיפור הדיוק של נתוני המיקום הנגזרים ממערכות מיקום מבוססות לוויין. בשוק העולמי מוכרות כמה  מערכות RTK כגון, GLONASS  GNSS, גלילאו ו- BeiDou.

מקלט הRTK משתמש בתחנות קבע הפרושות ברחבי כדור הארץ ומיקומם אמיתי וידוע ברמת דיוק גבוהה ביותר. מדידת המיקום מתבצעת על ידי דקירת נקודות בשטח, שליחת הקארדינאטות שלהם בצורה אוטומטית לתחנות הקבע וקבלת התיקונים בחזרה למקלט. על ידי ניצול תיקונים אלה, מערכת ה- GPS יכולה לתקן את המיקום של האנטנה לכדי דיוק של 1 סנטימטר ופחות.
טכנולוגיה זאת הנקראת גם DGPS (דיפרנציאלי GPS) מספקת תיקונים בזמן אמת למשתמש ומייצרת מפה ברמת דיוק גבוהה וללא עיוותים גיאוגרפיים המתאימה למדידות, תכנון הנדסי של כבישים ומבנים ולמיפוי של אובייקטים מדוייקים כמו תשתיות וקדסטר (גושים וחלקות בתחום התכנון והבנייה).

 

 קרדיט: U.S. National Oceanic and Atmospheric Administration


למה צריך RTK?

צילום אווירי מעוגן RTK מתבצע באופן שונה, כאשר בנוסף לעיגון הגיאוגרפי הרגיל המתבצע ע"י חיישן הGPS של הרחפן, מתווספות לתהליך נקודות בקרה קרקעיות (ground control points) אשר נדגמות פיזית בשטח ע"י מכשיר הRTK והקארדינטות שלהם עוברות תהליך של תיקון דיפרניאלי.
כך מתקבל תצלום אורתופוטו מעוגן בדיוק גיאוגרפי גבוהה וכעת, כל נקודה קו או פוליגון שנסמן על גבי המפה, יופיעו בדיוק גיאוגרפי של סנטימטרים בודדים, עד רמה של 1 ס"מ לפיקסל.

צילום אווירי וסקרי מיפוי המתבצעים באמצעות GPS RTK הינם מדוייקים בהרבה מהמקובל כיום בשוק המיפוי ע"י רחפנים ומעניקים ללקוח אפשרות לבצע מיפוי ופוטוגרמטריה ברמה גבוהה לצרכי מדידות ותכניות.
כמו תחומים רבים שקשורים לרחפנים ולהתפתחות העתידית שלהם, גם בנושא המיפוי המדוייק צפויות התפתחויות רבות, כאשר כבר היום אנחנו רואים רחפנים עם מערכת RTK מובנית אשר אמורה לשפר את דיוק התוצרים המופקים מרחפנים ולתת תוקף לשימוש בכלי טייס בלתי מאויישים לצורכי מיפוי ומדידות מדוייקים.