ارتوموزاییک چیست؟
Orthomosaic از تصاویر همپوشان ساخته میشود و اثر پرسپکتیو و ناهمواری سطح تا حدی با استفاده از مدل هندسی/ارتفاعی اصلاح میشود تا تصویر در سیستم مختصات پروژه قرار گیرد. Pix4D در مستندات PIX4Dmatic توضیح میدهد که Orthomosaic بر پایه DSM و تصاویر تولید میشود.
کاربرد رایج آن مشاهده یکپارچه محدوده، رقومیسازی دوبعدی، اندازهگیری فاصله و مساحت و استفاده در GIS است. با این حال کیفیت اندازهگیری به صحت ژئورفرنس، مدل سطح و کیفیت محلی تصویر وابسته است.
Point Cloud چیست؟
Point Cloud مجموعه بزرگی از نقاط دارای مختصات سهبعدی است که ساختار سطح و عوارض را بازنمایی میکند. در فتوگرامتری، این نقاط از تطبیق مشاهدات چند تصویر و محاسبه هندسه سهبعدی ایجاد میشوند. Point Cloud میتواند پایه تولید Mesh، مدل سطح، اندازهگیری سهبعدی یا Classification باشد.
مزیت اصلی آن این است که به جای یک سطح 2.5D، مجموعهای از نقاط فضایی ارائه میدهد. البته تراکم زیاد بهتنهایی به معنی دقت بالا نیست؛ Noise، Outlier و بخشهای کمبافت یا بازتابی میتوانند کیفیت محلی را کاهش دهند.
DSM چیست؟
Digital Surface Model نمایش ارتفاع سطح قابل مشاهده در هر موقعیت افقی است. مستندات Pix4D آن را مدل 2.5D معرفی میکند که برای هر موقعیت X/Y یک مقدار Z دارد و عوارض روی زمین مانند ساختمان و پوشش گیاهی میتوانند بخشی از سطح آن باشند.
DSM برای تحلیل سطح، اختلاف ارتفاع، محاسبه برخی حجمها، تولید Orthomosaic و شناخت ساختار عوارض مناسب است؛ اما نباید آن را بهطور خودکار «مدل زمین برهنه» دانست.
DTM چیست؟
Digital Terrain Model هدف متفاوتی دارد: نمایش سطح زمین پس از حذف یا فیلتر عوارضی مانند ساختمان و پوشش گیاهی. Pix4D تصریح میکند که کیفیت DTM با Classification مناسب Point Cloud بهتر میشود و نقاط Ground/Road Surface نقش اصلی دارند.
در مناطق پوشیده از گیاه یا ساختمان متراکم، تصویربرداری هوایی ممکن است اصلاً مشاهده کافی از سطح واقعی زمین نداشته باشد. در چنین وضعی هیچ الگوریتمی نمیتواند اطلاعاتی را که در داده موجود نیست با قطعیت بازسازی کند؛ DTM باید با محدودیت داده و روش Classification تفسیر شود.
تفاوت این خروجیها در یک نگاه
| خروجی | ماهیت | کاربرد اصلی | محدودیت مهم |
|---|---|---|---|
| Orthomosaic | تصویر دوبعدی ژئورفرنسشده | نمایش، GIS، اندازهگیری 2D | کیفیت به مدل سطح و هندسه وابسته است |
| Point Cloud | مجموعه نقاط سهبعدی | مدلسازی، اندازهگیری 3D، Classification | Noise و خلأ داده ممکن است وجود داشته باشد |
| DSM | مدل 2.5D سطح عوارض | ارتفاع سطح، حجم، پایه Orthomosaic | ساختمان/پوشش گیاهی را شامل میشود |
| DTM | مدل 2.5D زمین فیلترشده | تحلیل Terrain و خطوط تراز | وابسته به مشاهده زمین و Classification |
برای هر پروژه کدام خروجی مناسب است؟
محصول باید از سؤال پروژه انتخاب شود. اگر هدف ترسیم و مشاهده دوبعدی است Orthomosaic ممکن است کافی باشد. برای هندسه سهبعدی سازه یا سطح، Point Cloud یا Mesh اهمیت بیشتری دارد. برای تحلیل ارتفاع عوارض DSM و برای Terrain، DTM مناسبتر است.
در بسیاری از پروژهها چند خروجی با هم تحویل میشوند، اما وجود فایل بیشتر ارزش فنی ایجاد نمیکند مگر اینکه هر محصول نیاز مشخصی را پاسخ دهد و روش کنترل کیفیت آن معلوم باشد.
چرا هر تصویر هوایی یک محصول قابل اندازهگیری نیست؟
یک Mosaic ظاهراً زیبا میتواند از نظر هندسی مشکل داشته باشد. برای محصول قابل اندازهگیری باید موقعیت و Orientation تصاویر، Tie Pointها، مدل سطح، سیستم مختصات و کنترل مستقل بررسی شوند. Edgeهای تیز، سطوح بازتابی، آب، درختان متحرک و بافتهای تکراری از نمونه عواملی هستند که میتوانند کیفیت محلی بازسازی را کاهش دهند.
مراحل ایجاد محصول از برداشت تا کنترل کیفیت در مقاله نقشهبرداری پهپادی چگونه انجام میشود؟ تشریح شده است.
کنترل کیفیت خروجی
- پوشش و خلأهای داده در Point Cloud یا Raster بررسی شود.
- Artifactهای Orthomosaic و Seamهای غیرعادی بازبینی شوند.
- سیستم مختصات و واحد ارتفاع با نیاز پروژه تطبیق داده شود.
- در صورت نیاز، Check Point مستقل برای ارزیابی دقت استفاده شود.
- DTM با Classification و واقعیت زمینی مقایسه شود.
- Resolution فایل با دقت هندسی اشتباه گرفته نشود.
خدمت مرتبط
برای پروژههایی که نیازمند Orthomosaic، Point Cloud، DSM، DTM یا مدلسازی سهبعدی هستند، خدمات نقشهبرداری با پهپاد و مدلسازی سهبعدی مسیر اجرایی است. برای فهم طراحی برداشت و تولید این محصولات نیز دوره نقشهبرداری هوایی و فتوگرامتری را ببینید.
منابع برای مطالعه بیشتر
- Pix4D — What is a point cloud, DSM, DTM and orthomosaic?
- Pix4D — Generating a Digital Terrain Model
- Pix4D — Orthomosaic in PIX4Dmatic
جمعبندی: این محصولات جای یکدیگر را نمیگیرند. انتخاب درست زمانی ممکن است که از ابتدا بدانیم پروژه به تصویر دوبعدی، هندسه سهبعدی، مدل سطح یا مدل زمین نیاز دارد و کیفیت همان خروجی را با روش مناسب کنترل کنیم.