چالش های پیمایش جزایر فارو
تطبیق پذیری پهپادها در مجمع الجزایر دورافتاده و ناهموار

نوشته:  Wim van Wegen 

جزایر فارو که در شمال اقیانوس اطلس قرار دارند و تقریباً از اسکاتلند، ایسلند و نروژ فاصله دارند، مجمع الجزایری ناهموار و صخره ای را تشکیل می دهند. هوای خنک و ابری، همراه با بادهای شدید و بارش باران شدید در تمام طول سال، به این معنی است که این یک محیط بررسی چالش برانگیز است. مقامات نقشه برداری در جستجوی بهترین روش برای ثبت این محیط خیره کننده به پهپادها روی آورده اند. این مقاله داستان نقشه برداری و بررسی یک نقطه واقعا نفس گیر در زمین را بیان می کند.

آب و هوا همیشه یک عامل در 18 جزیره و اطراف آن است که جزایر فارو را تشکیل می دهند. باد یا باران بیش از حد، خبر بدی برای نقشه‌برداران است. در گذشته، Umhvørvisstovan (آژانس محیط زیست فارو، که مسئول نقشه برداری و نظارت بر پیشرفت در سراسر جزایر، از جمله نقشه برداری خطوط ساحلی است) از هواپیما برای گرفتن تصاویر مورد نیاز برای نقشه برداری و نقشه برداری استفاده می کرد.

با این حال، این بدون محدودیت نبود، زیرا هواپیما باید چند روز قبل از شرکت های فتوگرامتری در دانمارک یا ایسلند رزرو می شد. این اغلب با توجه به آب و هوای متغیر در منطقه دشوار بود – به ویژه در دوره هایی که اکثر شرکت ها مشغول ثبت تصاویر در جاهای دیگر بودند.

روی آوردن به نقشه برداری هوایی بدون خدمه

بنابراین در سال 2015، Umhvørvisstovan تصمیم گرفت به جای هواپیماها با وسایل نقلیه هوایی بدون سرنشین (پهپادها یا “پهپادها”) کار کند. تیم بررسی محلی در مورد نقاط قوت فتوگرامتری هواپیماهای بدون سرنشین تحقیق کردند و دریافتند که داده‌های جغرافیایی گرفته‌شده توسط پهپاد می‌توانند با کار و تلاش کمتری نسبت به فتوگرامتری مبتنی بر هواپیما، عکس‌های ارتوفوتوگرافی تولید کنند.

مزایای صرفه جویی در نیروی کار به عنوان یک مزیت مهم در نظر گرفته شد، زیرا تنها شش کارمند برای انجام تمام مسئولیت های نقشه برداری در Umhvørvisstovan وجود دارد. سه نفر از آنها بر روی نقشه برداری و نقشه برداری در خشکی کار می کنند، در حالی که سه نفر دیگر روی نمودارهای دریایی برای کشتی ها و کشتی ها کار می کنند (به زیر مراجعه کنید).

مزیت دیگر این است که هنگام استفاده از هواپیماهای بدون سرنشین، آسمان صاف ضروری نیست. در واقع، تا زمانی که پهپاد بتواند زیر ابرها کار کند، گاهی اوقات نتیجه با پوشش ابر بهتر است. با این حال، آب و هوای بد در اوایل سال جاری به این معنی بود که Umhvørvisstovan تا نیمه دوم مه 2021 قادر به جمع‌آوری داده‌ای با استفاده از پهپادها نبود.

حتی در شرایط آرام‌تر، مه گاهی اوقات مشکل ایجاد می‌کرد – به‌خصوص زمانی که در پایین‌ترین حد ممکن بود. ارتفاع پرواز پهپاد مه می‌تواند حسگر زمینی را فعال کند، در نتیجه سیستم ایمنی پهپاد را فعال می‌کند، بدون ذکر این واقعیت که تصاویر جمع‌آوری‌شده هنگام پرواز در مه غیرقابل استفاده هستند.

بنابراین در سال 2015، شرکت دانمارکی COWI که قبلاً تجربه گسترده ای در نقشه برداری هواپیماهای بدون سرنشین داشت، یک خلبان هواپیمای بدون سرنشین را به جزایر فارو فرستاد که وظیفه جمع آوری تصاویر پایتخت (تورشاون) و دومین شهر بزرگ (کلاکسویک) را داشت. این پروژه با موفقیت فاروئی ها را در مورد قابلیت های پهپادها برای برنامه های نقشه برداری متقاعد کرد و کمتر از یک سال بعد تیم شروع به خرید پهپادها برای خود کرد. پس از مدتی تحقیق، آنها در نهایت دو پهپاد بال ثابت FX-61 را با نصب Pixhawk از شرکت دانمارکی Nordic Drone خریداری کردند. بعداً، در سال 2020، یک eBee X برای تکمیل ناوگان خریداری شد.

انعطاف پذیری و سایر مزایا

برای Umhvørvisstovan، مزیت کلیدی پهپادها انعطاف پذیری آنهاست. یکی دیگر از مزایای عمده نقشه برداران فاروئی این واقعیت است که نقشه برداری پهپاد مستلزم یک گردش کار نسبتاً کوتاه است، از جمع آوری داده ها تا محصولات نهایی. این بدان معنی است که تصاویر به سرعت در دسترس هستند، به علاوه نقشه برداران از کنترل هر مرحله از فرآیند قدردانی می کنند. اکنون، در صورت وجود هرگونه خطا یا داده‌های غیرقابل اعتماد، نقشه‌برداران می‌توانند خطاها را تصحیح کنند یا خودشان به سرعت داده‌های جدید را جمع‌آوری کنند، بدون اینکه به دیگران وابسته باشند.

سهولت استفاده و نتایج با کیفیت بالا

در مکانی منحصر به فرد مانند جزایر فارو، واقع در وسط اقیانوس اطلس، نقشه برداری هوایی از جزایر به دور از یک پروژه پیمایشی پیشرو است و مستلزم پیشگامی های زیادی است. برای انجام ماموریت های چالش برانگیز به طور موثر و ایمن، دانستن توانایی ها و همچنین محدودیت های پهپاد و نحوه واکنش آن در شرایط مختلف مهم است. استفاده Umhvørvisstovan از پهپادها بدون اشتباه نبوده است، اما آنها در نهایت تیم را قادر می سازند تا تجربیات ارزشمند زیادی را به دست آورد.

هدف اصلی نقشه برداری از تمام مناطق شهری در جزایر است و نقشه هایی که از تصاویر گرفته شده ایجاد می شود عمدتاً برای برنامه ریزی زمین و برای ثبت ملی استفاده می شود. .شهرداری Tórshavn حتی پهپاد مخصوص به خود را دارد تا بتواند نقشه شهر را با نرخی بالاتر از توانایی آژانس تهیه کند. از سال 2017، Umhvørvisstovan 117130 تصویر با وضوح بالا جمع آوری کرده است که به طور متوسط ​​تقریباً 30000 در سال است. نقشه های مبتنی بر پهپاد دارای میانگین فاصله نمونه برداری از زمین 3 سانتی متر هستند که به طور قابل توجهی بالاتر از قبل است.

هر دو پهپاد در ناوگان Umhvørvisstovan – پهپاد Phantom FX-61 با بال ثابت مجهز به دوربین Pixhawk و SenseFly eBee X با دوربین Aerial X – برای پروژه‌های مختلف بسیار خوب عمل کرده‌اند. تیم متوجه شد که این دو سیستم مزایا و معایبی دارند.

اکوسیستم SenseFly بسیار قوی و کاربرپسند است، در حالی که تنظیمات Pixhawk و Mission Planner از مزیت تعمیر و نگهداری سریع مانند در مورد فرود سخت یا هنگام تعویض سروو برخوردار است. هر دو پهپاد همچنین نشان داده‌اند که می‌توانند به خوبی با شرایط اغلب بادی و متلاطم بالای جزایر فارو کنار بیایند.

برای پردازش، این تیم از زمانی که کار با پهپادها را آغاز کردند، از Pix4D استفاده کردند. آنها دریافته اند که این نرم افزار فتوگرامتری/نقشه برداری بسیار موثر و قوی است که نتایج با کیفیت بالا را همراه با سهولت استفاده ارائه می دهد.

نقشه برداری از یک جزیره کوچک

اخیرا، Umhvørvisstovan جزیره کوچک Svínoy (با اندازه 2.34 کیلومتر مربع) را نقشه برداری کرد. ماموریت جمع آوری داده ها به سه پرواز تقسیم شد که در مجموع 1997 تصویر بر اساس برنامه ریزی دقیق پرواز برای صرفه جویی در وقت خلبان جمع آوری شد. باد، مطمئناً طبق استانداردهای فاروئی، در طول پروازها ملایم بود. اگرچه مقداری آشفتگی وجود داشت و چیدمان زمین چالش برانگیز بود، eBee X توانست با خیال راحت در برخی از فضاهای مسطح در Svínoy بلند شود و فرود بیاید.

داده‌های گرفته‌شده در Pix4Dmatic پردازش شدند، که کمی بیش از ده ساعت طول کشید تا کل مجموعه داده‌ها خرد شود. سپس نقشه نهایی ویرایش و حاشیه نویسی شد تا جزئیات مهمی مانند خطوط ساحلی، مسکن – از جمله نام جاده ها و آدرس ها – و همچنین مزارع و زمین های کشاورزی اضافه شود. نقشه به دست آمده برای دانلود رایگان به عنوان یک منبع دسترسی آزاد در دسترس است.

همگام شدن با آخرین هنر در نقشه برداری

یک درس مهم برای Umhvørvisstovan این بوده است که به اشتراک گذاشتن تجربیات با دیگر خلبانان پهپاد راهی موثر برای یادگیری و آماده ماندن برای چالش های پیش بینی نشده است. در این زمینه، تیم کوچکی از متخصصان زمین‌فضایی جزایر فارو روابط نزدیکی با سایر خلبانان پهپاد دارند – به‌ویژه در کشورهای شمال اروپا. در این شبکه از خلبانان پهپاد، آنها گرد هم می آیند تا در مورد چالش ها بحث کنند، در مورد مسائل به یکدیگر کمک کنند و نحوه عملکرد کشورشان از نظر نقشه برداری و سایر موارد را به اشتراک بگذارند.

تیم Umhvørvisstovan مشتاق همگام شدن با امکاناتی است که فناوری جدید به ارمغان می آورد و شرکت در کنفرانس ها در صنعت نقشه برداری و GIS را به عنوان راه ارزشمند دیگری برای یادگیری در مورد آخرین روندها و پیشرفت ها می دانند. با وجود موقعیت ایزوله، زیرساخت ارتباطی جزایر فارو بسیار مدرن است. بنابراین، در عصر فناوری امروزی که اطلاعات با سرعت رعد و برق حرکت می‌کنند، به‌روز ماندن در مورد جدیدترین فناوری نقشه‌برداری برای تیم نسبتاً آسان است و بدون شک پروژه‌های نقشه‌برداری موفق‌تری را انجام خواهند داد. در آینده.

قدردانی

نوشتن این مقاله بدون کمک فوق العاده آندریاس کلاین آرنبیرگ، خلبان هواپیمای بدون سرنشین در Umhvørvisstovan ممکن نبود.

هیدروگرافی جزایر فارو

از آنجایی که جزایر فارو در اقیانوس اطلس واقع شده اند، نقشه برداری ساحلی و هیدروگرافیک نیز ستون مهمی برای مقامات است. مسئولیت هیدروگرافی و نقشه برداری در ژانویه 2020 از مقامات دانمارکی به مقامات فارو واگذار شد. بستر دریای فارو 300000 کیلومتر مربع را پوشش می دهد و می تواند تا عمق 3.6 کیلومتری در شمال برسد. با این حال، یک کشور کوچک گاهی اوقات می تواند یک مزیت باشد. اداره هیدروگرافی و اداره زمین و نقشه برداری در جزایر فارو در واقع در یک بخش در Umhvørvisstovan هستند. این بدان معناست که خشکی و دریا دقیقاً در کنار یکدیگر قرار دارند که فرصت‌های همکاری بزرگی را ارائه می‌دهد.

دفتر هیدروگرافی در Umhvørvisstovan تنها شامل سه نفر از کارکنان است که بر روی هیدروگرافی، نقشه برداری و مدیریت تمرکز دارند. این مسئولیت شامل هشت نمودار کاغذی دریایی و 21 نمودار ناوبری الکترونیکی است. علاوه بر این، هاوستووان (موسسه تحقیقات دریایی فارو) اخیراً یک کشتی تحقیقاتی جدید به طول 54 متر را راه اندازی کرده است که یک سیستم چند پرتوی Kongsberg EM712 را در خود جای داده است. Umhvørvisstovan مسئول عملیات این است و داده های آب متوسط ​​تا عمیق را جمع آوری می کند. Landsverk (سازمان راه های فاروئی) مسئول جمع آوری داده های سطح و داده های عمق سنجی برای نظارت بر تغییرات در بنادر و بنادر است.

نقشه برداری موبایل با… گوسفند!

چند سال پیش، مجمع الجزایر فارو یکی از معدود مکان هایی بود که در نمای خیابان گوگل در دسترس نبود. از آنجایی که به نظر می‌رسید گوگل قصدی برای نقشه‌برداری از جزایر فارو برای آینده قابل پیش‌بینی ندارد، یکی از کارمندان هیئت گردشگری جزایر فارو راه‌حل خود را ارائه کرد. به جای «نمای خیابان»، او ترتیبی داد تا یک چوپان محلی و گوسفندانش با اتصال دوربین‌هایی به گوسفندها، «نمای گوسفند 360» را تولید کنند تا از محیط اطراف هنگام حرکت آنها عکس بگیرند. از آنجایی که این جزایر بیشتر از گوسفندان جمعیت دارند، این راه حل نقشه برداری سیار از نظر سادگی بسیار عالی بود.

پس از شنیدن پروژه Sheep View، گوگل با اشتیاق پاسخ داد و جزایر فارو را با نمای خیابان Trekker و دوربین های 360 درجه عرضه کرد. این امر به ساکنان و گردشگران این امکان را داد تا به گوسفندان در ثبت تصاویر مجمع الجزایر زیبا کمک کنند. به لطف این تلاش‌ها، Google Street View اکنون جزایر فارو را شامل می‌شود.

برای اطلاعات بیشتر اینجا را ببینید.

این مقاله در ابتدا در GIM International منتشر شده است.