sentinel2_2-1080x675-1

سنجش از دور و کاربردهای آن

تعریف سنجش از دور

سنجش از دور یا remote sensing عبارت است از علم و فناوری گردآوری داده ها به وسیله سنجنده هایی که بدون تماس و در فاصله دور از  اشیا و عوارض سطح زمین قرار دارند. از  استخراج اطلاعات بدست آمده توسط سنجش از دور و  پردازش آنها می ­توان برای دستیابی به اهداف مختلف از جمله نظارت بر زمین دست یافت.

مزایای استفاده از سنجش از دور

  • پوشش مکانی وسیع و گسترده
  • پوشش زمانی منظم
  • نتایج نزدیک به زمان واقعی
  • سیستم اتوماتیک
  • کارایی در ورای محدوده بینایی انسان و دوربین های عکسبرداری هوایی
  • عدم وجود مانع و کارایی برای مناطق غیر قابل دسترس
  • عدم وجود مرزهای سیاسی و محدودیت های اقلیمی

در سنجش از دور از یک ماهیت فیزیکی جهت انتقال داده­ ها بین سنجنده­ ها و عوارض استفاده می­شود. غالبا از تابش الکترومغناطیسی به عنوان حامل فیزیکی استفاده می­شود. گردآوری داده  در حیطه امواج الکترومغناطیس است. پرتو ایکس، فرابنفش، نورمرئی، مادون قرمز، ریز موج، انواع  مختلف انرژی الکترومغناطیسی هستند.

مولفه ­های اصلی

  • جم­ع آوری داده ها که شامل عوامل مختلفی مانند منبع انرژی، اتمسفر، سنجنده، اشیا و پدیده ­ها می ­شود.
  • بخش استخراج اطلاعات و پردازش داده­های جمع­آوری شده که توسط افراد متخصص انجام می ­شود.

 

انواع سنجش از دور

  • دور کاوی  فعال : در این نوع از سیستم­ ها، انرژی الکترومغناطیس توسط خود سنجنده تامین می­شود و با ارسال امواج توسط سنجنده و دریافت بازتاب آن از سطح اشیا، اطلاعات جمع آوری می­شوند.
  • دور کاوی غیرفعال : در این سیستم­ها، انرژی خورشید به عنوان منبع انرژی الکترومغناطیسی استفاده می­شود و امواج با تابیده از اشیا توسط سنجنده دریافت می­شوند.

 

 

کاربردها :

سنجش از دور در بسیاری از زمینه های علمی و یا تحقیقاتی کاربرد دارد. مثلا در علوم زمین شناسی، مطالعات تغییرات اقلیمی، هواشناسی، کشف معادن، کشاورزی، مدیریت منابع طبیعی، سیستم های اطلاعات مکانی و … از این فناوری استفاده می شود.

  •  در نقشه برداری : در نقشه برداری برای تولید نقشه های پوششی در مقیاس های مختلف، تهیه مدل رقومی زمین، به هنگام سازی نقشه های کاربری و پوششی و … از سنجش از دور استفاده می­کنیم.
  •  در زمین شناسی : در زمین شناسی برای تهيه نقشه هاي ساختار زمين وآناليزهاي زمين، نمایش جابجایی های زمین و واحدهای زمین شناسی، اکتشاف معادن، کشف و رصد بلایای طبیعی و … از سنجش دور استفاده می­شود.
  •  در کشاورزی : کشاورزی یکی از عوامل مهم در اقتصاد هر کشوری محسوب می­ شود و از این رو از اهمیت ویژه ­ای برخوردار است. امروزه استفاده از سنجش از دور در کشاورزی مدرن بسیار متداول است و در موارد متختلف از جمله پیش­بینی تولید و عملکرد محصول، برآورد کیفیت محصول، اندازه­گیری رطوبت خاک، تهیه نقشه زمین­های کشاورزی و … کاربرد دارد.
  • در مطالعه تغییرات اقلیمی : با استفاده از تصاویر چند طیفی و رقومی و با استفاده از دید گسترده­ای که این فناوری فراهم می­کند، می­توان اطلاعات بسیار زیادی را درمورد وضعیت پوشش گیاهی، منابع آبی و خاک منطقه بدست آورد. همچنین بسیاری از عوامل اقلیمی را می توان با تصاویر ماهواره ای و با پردازش این تصاویر اندازه گیری نمود و به این ترتیب، نوع اقیلم هر منطقه را مشخص و تعیین کرد. پس از شناسایی ویژگی­های اقلیمی میتوان با رصد آن­ها در دوره­های مختلف تغییرات را مشاهده کرد.

گردآورنده : یاسمن قبادی نیا ، مبینا نادری

unnamed

GIS و کاربرد های آن

GIS چیست ؟

GIS را به اختصار Geographic information system (سیستم اطلاعات جغرافیایی)  می گوییم.

GIS یک سیستم رایانه ای است که قابلیت های ورودی و مدیریت ، پردازش و تحلیل و خروجی داده ها را در رابطه با داده های زمین مرجع فراهم می آورد.

با استفاده از این سیستم می توان تمام اطلاعات جمع آوری شده را تفکیک ، تجزیه و تحلیل کرد و به مجموعه ای از اطلاعات توصیفی و مکانی دست پیدا کرد.

GISیک سامانه برای مدیریت و ارزیابی اطلاعات جغرافیایی می باشد که هدف آن پس از اخذ اطلاعات ، ذخیره، بازیابی، به هنگام سازی، پردازش ، انتقال و نمایش داده ها به منظور حمایت از راه حل ها برای حل یک مشکل می باشد.

GIS

ویژگی‌ های سامانه اطلاعات جغرافیایی

  • اطلاعات توصیفی برای پردازش اطلاعات در تمامی سیستم ها لازم است. این سامانه علاوه بر اطلاعات توصیفی امکان ورود اطلاعات پیکسلی و برداری از منابعی مانند نقشه، تصویر ماهواره ای و هوائی ، GPS ، تجهیزات نقشه برداری و غیره را دارد.
  • امکان پرسش و پاسخ های داده ها برای کاربر وجود دارد.
  • این سامانه امکان ارائه نتایج در قالب نقشه، گزارش، جدول و نمودار را دارد.

مزایای استفاده از GIS

  • دسترسی سریع و قابل اطمینان به داده های مورد نیاز در یک حجم وسیع
  • امکان ارائه و به تصویرکشیدن اطلاعات مکانی و موضوعی در قالب نقشه و جدول و یا نمودار
  • ویرایش و بهنگام نمودن داده‌ها ونیز امکان استفاده از داده‌های موجود در جهت اهداف مختلف و براساس نیازهای گوناگون کاربران
  • زمینه‌ای برای شناساندن و معرفی قابلیت‌ها و پتانسیل‌های متعدد
  • زمینه ی تشخیص خلأ‌های مطالعاتی مناطق مختلف جغرافیایی

مزایای استفاده از GIS

داده های جغرافیایی

داده ها یا اطلاعات جغرافیایی ، داده هایی هستند که نقشه ها و تصاویر ماهواره ای نمونه از آن ها می باشد. به طور کلی به دو گروه داده های برداری و پیکسلی تقسیم می شوند:

داده های برداری:  در این مدل، موقعیت هر نقطه به وسیله مختصات آن و توسط نقاط ، خطوط و سطوح به‌طور دقیق با یک جفت مختصات در یک سیستم مختصات معین ارائه می‌شود.

داده های پیکسلی: داده های حاصل از اسکن و تصاویر ماهواره ای می باشد.

کاربرد های GIS

  • زمین شناسی

تهیه نقشه‌ها و حوادث و بلایای طبیعی ، لغزش زمین، آتشفشان، سیل، سونامی و … با استفاده از تجزیه و تحلیل اطلاعات زمین شناسی از بدیهی‌ترین موارد استفاده از GIS است.

  •  نقشه های مکان یابی

انتخاب مکان های مناسب برای اجرای پروژه های مهندسی همچون احداث سدها ، خطوط راه آهن و جاده ، خط لوله و توسعه ساختمان سازی می باشد.

  •  منابع آب و آبخیزداری

بررسی آب های سطح زمین و کشف منابع آب های زیرزمینی

  •  کشاورزی و کاربری اراضی

تعداد زیادی از سازمان های مربوط به کاربری اراضی و کشاورزی همچون جهادکشاورزی از تکنیک های GIS استفاده می کنند. به عنوان مثال حفاظت از وضعیت ناامن غذا به صورت تشخیص علت اصلی از طریق ماهواره ، جمع آوری و ذخیره داده های GIS .

  •  سرویس های اضطراری

همانند اورژانس جاده ای ، آتش نشانی و پلیس

  • جنگل داری و مدیریت حیات وحش

با بهره گیری از این سامانه ، می توان نقشه جنگل ها را بصورت دائم به روزرسانی کرده تا از این طریق هرگونه حادثه همچون آتش سوزی ، قطع درختان و .. به مراجع مربوطه اطلاع رسانی شود.

  • علوم نظامی

GIS با به کارگیری تکنولوژی شبیه سازی توزیعی محیط غیرواقعی میدان های رزم را به وجود آورد. شبیه سازی توزیعی امکان هرگونه فعل و انفعالات به صورت همزمان در موقعیت های مختلف را فراهم آورده تا با همکاری یکدیگر استراتژی جنگی مناسب طراحی کرده و واکنش سلاح های آینده را پیش از تولید مورد آزمایش و ارزیابی قرار دهند که این امر به کارکنان نظامی امکان می دهد تا به صورت مستقیم در فرآیند تولید سلاح های جدید دخیل باشند.

  •  برنامه ریزی شهری

جمع آوری، به روزرسانی و توزیع دیتاهای مربوط به شهرها به شکل سازماندهی شده ، بر روی تصمیمات و برنامه ریزی های اقتصادی موثر می باشد.
نمایش کمترین مسافت بین مناطق شهری ، تعیین قابلیت اراضی ، مدل سازی آلودگی آب و هوا و فرسایش خاک از جمله امکانات مورد استفاده کاربران ، برنامه ریزان و تصمیم گیرندگان شهری و منابع طبیعی قرار گرفته است.

  •  علوم بهداشتی و پزشکی

بسیاری از امور در زمینه مراقبت‌ و برنامه‌ریزی‌های سلامت، با مسأله مکان در ارتباط هستند. همچون تصمیم‌گیری در مورد اینکه بر اساس تعداد، تراکم و مشکلات بهداشتی مردم مراکز بهداشتی باید در چه مکان‌هایی احداث شوند و بر اساس نیازهای بهداشتی چه نوع خدماتی را باید ارائه کنند.

  •  علوم قضایی

بخش‌های قضایی برای بررسی ، ردیابی و کنترل جرایم از فناوریGIS بهره می گیرند.
ماموران پلیس جهت کنترل جرایم می توانند افراد مظنون را در فاصله یک هزار متری از مدارس با استفاده از لایه‌ های اطلاعاتی مختلف ردیابی کند.

کاربرد GIS

گرد آورنده: مبینا نادری ، فاطمه سلطانی

7ae49e0b-e8ac-4ef7-a95a-585338669fd2

سامانه هدی

سامانه هدی

سامانه هدی سامانه کنترل و بهبود دقت ناوبری است که بخش اول آن یعنی ارسال تصحیحات DGPS برای خشکی برای چند شهر مهم از جمله تهران، تبریز، همدان، مشهد، اهواز و بوشهر راه اندازی شده است. این تصحیحات در فرمت RTCM ارسال می شود و با استفاده از اين سيستم مي‌توان دقت تعيين موقعيت آني را از 10 متر به چند سانتي‌متر بهبود داد. كه اين دقت مطلوب اجراي پروژه‌هاي عمراني، سازه‌هاي دريايي، كشتيراني و هواپيمايي است.در ایران نیز برای کاهش خطای سامانه GPS سامانه ملی «هدی» و برای داشتن یک سامانه موقعیت یابی بومی  LPS در حال توسعه است.

اهداف پروژه ملی هدی بهبود و کنترل دقت موقعیت یابی و ناوبری در خشکی،دریا وهوا با استفاده از سیستم های GNSS می باشد.

سامانه هدی در خشکی

هدف از اجرای این مرحله،تولیدتصحیحات آنی برای کاربران GPS درسطح خشکی بوده به طوریکه قادر به موقعیت یابی دقیق و آنی بادقت تضمین شده باشند.

از مهم ترین فعالیت های صورت گرفته در این مرحله عبارت است از:

  • توسعه ایستگاههای دائمی به منظور جمع آوری و پایش اطلاعات ماهواره های GPS
  • توسعه نرم افزار مدلسازی خطاهای GPS و تولید اطلاعات لازم به منظور بهبود دقت و اعلان هشدار به کاربران
  • توسعه نرم افزار مدیریت، کنترل و ارسال تصحیحات GPS به کاربران

این سامانه در خشکی در دوبخش پیاده سازی و اجرا گردید:

  1. ایجاد شبکه ملی DGPS درسطح کشور برای تأمین دقت در حدمتر برای کاربران
  2. ایجاد شبکه RTK در سطح استان تهران برای تامین دقت در حد چند سانتی متر برای کاربران

بخش فعال در دریا و هوا، در فاز اجرایی و در مرحله ایجاد ایستگاه های مرجع به سر می برد.در حوزه دریایی نیز سامانه مشابهی با نام خلیج فارس در حال توسعه است. که از تعدادی ایستگاه های دائمی و احتمالاً تعدادی ایستگاه موقتی بهره خواهد برد.

 

کاربرد های سامانه هدی :

  • تسریع در انجام پروژه های عمرانی اعم از راه سازی، تهیه نقشه،سد سازی و…
  • کاهش هزینه در تهیه، بازنگری و به روز رسانی نقشه های ثبتی املاک و رفع تعارضات و دعاوی قضایی املاک(طبق دستور العمل سازمان نقشه برداری)
  • تهیه نقشه های شهری و کاداستربزرگ مقیاس و دقیق
  • به روز رسانی نقشه ها و داده های مکانی در سیستم های اطلاعات جغرافیایی (GIS) و مدیریت بحران
  • تهیه نقشه های وچارت های دقیق دریایی به منظور طراحی و اجرای پروژه ها و سازه های دریایی و ناوبری دریایی
  • موقعیت­ یابی درطرح هاوپروژه ­های دریائی ازقبیل ایجاد واحداث سکوهای نفت وگاز ولوله­ گذاری در کف دریا
  • ناوبری و موقعیت­ یابی دقیق شناورها در محدودۀ پوشش مخصوصاً در بنادر و لنگرگاه ­ها
  • کاهش چشم­ گیر هزینه­ های تولیدات کشاورزی با استفاده کشاورزی دقیق و مکانیزه و امکان یکپارچه سازی اراضی کشاورزی جهت انجام امور کاشت، داشت و برداشت
  • به روز رسانی نقشه ­ها و داده­ های مکانی در سیستم های اطلاعات جغرافیایی(GIS) و مدیریت بحران

 

گرداورنده: زکیه عبدلی

m

شمیم

شمیم

شمیم ” شبکه مدیریت یکپارچه مالکیت ها ” توسط سازمان ثبت و املاک کشور راه اندازی شد . دقت تعیین موقعیت در (RTK)تحت شبکه وابسته به فاصله گیرنده Rover از نزدیک‌ترین ایستگاه مرجع است. بر این اساس، دقت قابل حصول با استفاده از سامانه شمیم در شرایط محیطی آسمان باز برابر با 1cm + 1ppm است. تراکم مناسب ایستگاه‌های یک شبکه GNSSاز شرایط مهم در ارائه دقت مناسب برای تعیین موقعیت است. عمدتاً فاصله بین ایستگاه‌های مرجع یک شبکه    GNSS ایده‌آل حدود 70 کیلومتر در نظر گرفته می‌شود. سامانه شمیم از نظر تراکم در برخی مناطق دچار ضعف بوده و دقت مطلوب 10 سانتی‌متر را فراهم نمی‌کند.

شمیم

معماری سامانه شمیم شامل سه بخش است :

  1. شبکه ایستگاه های مرجع GNCC: شبکه سامانه شمیم متشکل از 144 ایستگاه در سراسر کشور است. به طوری که ایستگاه‌ها در فواصلی بین 60 تا 190 کیلومتر نسبت به یکدیگر نصب شده‌اند.
  2. مرکز اراِئه سرویس و پشتیبانی: سرور مرکزی سامانه شمیم در این بخش قرار دارد. داده‌های مشاهداتی ایستگاه‌ها از طریق شبکه به سرور ارسال می شود. پس از پردازش در سرور مرکزی، تصحیحات مربوطه جهت تعیین موقعیت آنی دقیق به گیرنده‌های Rover متصل به سامانه ارسال می‌شود.
    مسئولیت پشتیبانی از سرور مرکزی و ایستگاه‌های مرجع جهت بررسی و برطرف نمودن مشکلات سخت‌افزاری و نرم‌افزاری اعم از معیوب شدن گیرنده‌های مرجع GNSS، قطع شدن ارتباط ایستگاه‌ها با سرور مرکزی، اختلال در ارسال تصحیحات به کاربران و … بر عهده بخش ارائه سرویس و پشتیبانی است.
  3. بخش کاربران: سامانه شمیم به 3 گروه از کاربران : کارمندان سازمان اداره ثبت اسناد واملاک کشور، افراد برون سازمانی که اسامی انها از طریق سازمان اداره ثبت اسناد و املاک استان به اداره کل کاداستر سازمان مبنی بر تعریف انها در نظام جامع ارسال می شود و گروه سوم عموم افرادی که فعالیت نقشه برداری انجام میدهند ، خدمات می دهد.

دقت سامانه شمیم در برداشت های ماهواره ای

با توجه به شرایط بدون در نظر گرفتن تصحیحات دقت گیرنده های GNSS از 3 تا 30 متر متغیر است.

این میزان خطا برای کارهای دقیق نقشه برداری مناسب نبوده و معمولا در ناوبری به کار برده می شود.

اما با دریافت تصحیحات از تعیین موقعیت آنی (RTK) این میزان خطا می تواند از 1 تا 20 سانتی متر کاهش پیدا کند. در صورت استفاده از تعیین موقعیت آنی (RTK) دقت گیرنده rover به فاصله ازی نزدیک ترین ایستگاه مرجع وابسته است.در صورت استفاده از بروزترین دستگاه GNSS و گیرنده Rover می توان خطاهایی در حد 8mm + 0.5ppm انتظار داشت.

در حال حاضر براس سامانه شمیم دقتی در حد 10mm+1ppm در نظر گرفته می شود.

در تعریف دقت ها دو نوع ثابت و متغیر داریم . دقت ثابت به معنای این است که در شرایط کاملا ایده آل حداکثر دقت چقدر است، دقت ثابت سامانه شمیم 10mm میباشد.

دقت متغیر سامانه شمیم 1ppm می باشد ، منظور از دقت متغیر این است که به ازای هر 1 کیلومتر  فاصله rover از نزدیک ترین ایستگاه مرجع دقت تعیین موقعیت به اندازه 1 میلی متر کاهش پیدا می کند.دقت ذکرشده در فضای باز زیر آسمان محقق می شود.

گردآورنده: هادی اصغری، مبینا نادری، زکیه عبدلی

 

rover-base-sets-south-g1hr842-scaled-e1597568273130

سامانه سمت

سامانه سمت ، آغازگر روش های نوين موقعيت يابی آنی دقيق در ايران

 

سامانه ی موقعیت یابی تهران که به اختصار “سمت” نامیده شده است. به منظور بهره برداری هرچه بهتر “شبکه سمت” برای تعیین موقیعت دقیق و آنی و 24ساعته در سطح شهر تهران می باشد. سامانه ای متشکل از 6 ایستگاه مرجع که یکی در مرکز شهر و مابقی ایستگاه هادر مناطق مرزی تهران پیاده سازی شده است. همچنی برای اتصال بین ایستگاه ها از بستر ارتباط اینترنتی (GPRS)   استفاده می شود.

با توجه به کاربرد دیتوم WGS1984  به عنوان مبنای تعیین موقعیت مختصات جغرافیایی در کشور در شبکه سمت نیز از همین مبنای مختصاتی استفاده شده است.

در این سامانه دقت تعیین موقعیت انی (RTK) با سرعت حرکت 120 کیلومتر برساعت در حدود 80 سانتیمتر تجربه شده است. حرکت اشیا متحرک با دقت دسی متر و بصورت انلاین قابل دسترسی است. در نتیجه طرح پرواز یک وسیله پرنده و یا طرح حرکت یک متحرک که از قبل طراحی شده است را میتوان توسط سامانه سمت تعقیب کرد.

RTK یک تکنیک تعیین موقعیت ماهواره ای است که با استفاده از یک یا چند ایستگاه معلوم تعریف می شود. این ایستگاه ها به عنوان ایستگاه های زمینی مشاهدات ماهواره ای به کار گرفته می شوند و تجهیزات بصورت موقت یا دائمی روی انها نصب می باشد قادرند در بازه زمانی کوتاه از طریق ارتباطات رادیویی سرویس پیام کوتاه و یا اتصالات بیسیم و اینترنتی تصحیحات محاسبه شده بر اساس مشاهدات خود را برای گیرنده های ماهواره ای متحرک و مستقر بر نقاط مجهول (ROVER) ارسال نمایند. در نتیجه موقعیت ایستگاه مجهول با دقت بالایی بدست خواهد آمد.

 RTKشامل دو حالت ایستگاهی و شبکه ای می باشد که مزایای RTK  شبکه ای نسبت به حالت ایستگاهی عبارتند از :

  • پوشش کامل منطقه
  • دسترسی به دقت سانتی متری در حداقل زمان ممکن
  • به حداقل رساندن وابستگی دقت تصحیحات به فاصله گیرنده از ایستگاه اصلی
  • دستیابی به دقت یکنواخت در نقاط داخل شبکه
  • نیاز به ایستگاههای اصلی کمتر و درنتیجه کاهش هزینه
  • کاهش تعداد Short Line و بهبود صحت بسته شدن شبکه های نقشه برداری . توانایی اتصال به نقاط کنترل بسیار دور ،که در شرایط عادی غیر ممکن به نظر می رسد
  • توانایی برداشت آسان مرزهای طبیعی نامنظم به عنوان یک عملیات کنترلی بسیار دقیق

دقت تعیین موقعیت مسطحاتی (DGPS)بهتر از 2سانتمتر و ارتفاعی بهتر از 4 سانتیمتر در تهران و شعاع 20 کیلومتری پیرامون آن برای اندازه گیری های مورد نیاز کلیه پروژه های مهندسی مناسب می باشد. در روش اندازه گیری با سامانه سمت موانع بین یک امتداد مانعی در اندازه گیری طول ان امتداد نیست  در صورتی که عموم تجهیزات نقشه برداری به دو دید مستقیم دو نقطه نیاز دارند.

در روش های اندازه گیری با GPS  از دو گیرنده ماهواره استفاده می شود. یکی از دستگاه ها به عنوان ایستگاه مرجع و دیگری به عنوان گیرنده سیار به کار می رود . حداقل سامانه سمت میتواند نقش ایستگاه مرجع را داشته باشد. در نتیجه یکی از گیرنده های GPS  در هر اندازه گیری حذف میشود در نتیجه باعث کاهش 50 درصدی هزینه ها میشود. همچنین برای افزایش دقت می بایست از GPSهای مولتی فرکانس استفاده نمود.

مزیت مهم این سامانه  تولیدمختصات درسیستم UTM می باشد. درنتیجه داده های برداشت شده مستقیما به عنوان داده های نهایی نقشه های UTM  قابل استفاده است.

 

گردآورنده : هادی اصغری،زکیه عبدلی

 

دوربین نقشه برداری

انواع دوربین های نقشه برداری

انواع دوربین های نقشه برداری

به طور کلی دوربین های نقشه برداری به دو نوع تقسیم می شود:

  • ترازیاب (نیوو)
  • زاویه یاب (تئودولیت)

دوربین نیوو یکی از دوربین های نقشه برداری

دوربین نیوو برای اندازه گیری اختلاف دو نقطه نسبت به هم یا نسبت به یک سطح مبنای معین به کار برده می شود.

دوربین نیوو شامل موارد زیر می باشد:

  • خود دوربین
  • تراز دوربین
  • سه پایه

عدسی های دوربین نیوو دو نوع اند:

  • شیئی
  • چشمی

بر روی عدسی شیئی دو تار به نام رتیکول بر هم عمود هستند و در صورت تراز بودن دوربین با خط افق، کاملا افقی و عمودی هستند. تراز شامل یک تراز کروی است و سه پایه هم شامل سه پایه متحرک و دو تراز لوبیایی در طرفین است. در وسط سه پایه یک شاغول کوچک برای عمودی بودن سه پایه قرار دارد.

طرز کار دوربین نیوو

دوربین را در محلی قرار می دهیم که به نقاطی که برای برداشت در نظر داریم دید داشته باشد.

ابتدا مانند همیشه یه نقطه را در نظر می گیریم و سه پایه را تراز می کنیم. پس از تراز کردن سه پاپه با استفاده از تراز استوانه ای دوربین را تراز می کنیم. شاخص را روی نقطه مورد نظرمان قرار می دهیم با دوربین روی آن نشانه روی می کنیم. محل عمود تارهای رتیکول روی شاخص را می خوانیم. با استفاده از متر لیزری یا ابزار های دیگر طولیابی فاصله بین دوربین تا شاخص را اندازه گیری می کنیم.

این عملیات را برای همه ی نقاط انجام می دهیم. در زیر نمونه یک نیوو شرکت ProNivo را مشاهده می نمایید.

 

نیوو

دوربین تئودولیت یکی از دوربین های نقشه برداری

این دوربین در ابزار ها و انواع عدسی ها و همچنین انواع تراز ها همانند دوربین نیوو است.

طرز کار دوربین تئودولیت

ابتدا یک نقطه را که به تمامی نقاط اشراف دارد را به عنوان ایستگاه در نظر می گیریم. پس از تراز کردن سه پایه و دوربین فردی را به همراه ژالن و شاخص به نقطه مورد نظر می فرستیم. با استفاده از تراز نبشی ژالن و شاخص را تراز کرده و به سمت آن قراولروی می کنیم.

برای بدست آوردن زاویه افقی بین نقاط رو یک نقطه قراولروی می کنیم و زاویه لمب افق آن را یادداشت می کنیم. همین عمل را روی یک نقطه دیگر انجام داده و زوایای بدست آورده را از هم کم می کنیم

برای بدست آوردن زاویه عمودی بین نقاط ابتدا دوربین را روی خط افق تراز می کنیم. با دوربین روی یک نقطه قراولروی کرده و زاویه مورد نظر را یادداشت می کنیم ممکن است زیر یا بالای سطح افق باشد.

فاصله افقی و مایل دو نقطه را هم با استفاده از فرمول می توان یافت. در زیر نمونه یک تئودولیت شرکت South را مشاهده می نمایید.

تئودولیت

دوربین توتال استیشن

این دوربین از ترکیب دو دوربین تئودولیت و نیوو ساخته شده است. این دوربین به طور همزمان ارتفاع، فاصله افقی و زاویه را اندازه گیری می کند. به طور کلی یه دو گروهاپتیکی و دیجیتالی تقسیم می شوند.

با اینکه دوربین های دیجیتالی امروزه رایج تر است ولی به طور کل دوربین های اپتیکی از دیجیتالی دقیق تر است.

یکی از مهم ترین مزیت های این دوربین امکان خروجی داده ها می باشد که می توان با استفاده از نرم افزارهای تخصصی آن هاغ را به نقشه تبدیل کرد. این مزیت دشواری های روش دستی را برطرف کرده است.

در زیر نمونه یک توتال استیشن شرکت South را مشاهده می نمایید.

توتال استیشن

1212

GPS چیست و چه کاربردی دارد

سامانه موقعیت یاب جهانی GPS

سامانهٔ موقعیت‌یابی جهانی (Global Positioning System) سامانه ای برای یافتن موقعیت جهانی است . این سامانه از 24 ماهواره تشکیل شده است که زمین را دور میزنند در هر مدار  4 ماهواره قرار دارد. در این مقاله سعی داریم شما را با اهداف و کاربردهای سیستم موقعیت جهانی و همچنین ابزارهای آن علی الخصوص GPS مولتی فرکانس آشنا کنیم.

ماهواره های GPSدر یک مدار معین زمین را دوبار در روز دور میزنند. وسیگنال های اطلاعاتی را به زمین ارسال می کنند. دریافت کننده GPS مولتی فرکانس این اطلاعات را گرفته و برای محاسبه مکان دقیق کاربر از روش های هندسی استفاده می کند. در اصل دریافت کننده GPS  زمان ارسال سیگنال از ماهواره را  با زمان دریافت سیگنال مقایسه می کند. اختلاف بازگو کننده ی میزان فاصله ی ماهواره از دریافت کننده ی GPS است. با اندازه گیری فاصله از تعدادماهواره هادریافت کننده میتواند مکان کاربر را مشخص کرده. و ان را روی نقشه ی الکترونیکی واحد نمایان کند.

یک دریافت کننده GPS با سیگنال هایی که از حداکثر سه ماهواره دریافت می کند می تواند مسیر حرکت و مختصات دو بعدی ( طول وعرض) مکان را محاسبه کند. با در نظر گرفتن چهار ماهواره یا بیشتر دریافت کننده می تواند مختصات سه بعدی ( طول عرض ارتفاع ) مکان کاربر را مشخص می کند. زمانی که مکان کاربر مشخص شد GPS   می تواند سایر اطلاعات نظیر : سرعت مسیر فاصله پیموده شده فاصله تا مقصد و …. را محاسبه کند.

 

بخش های اساسی در GPS مولتی فرکانس :

  1. بخش فضایی
  2. بخش کنترل
  3. بخش کاربری

 

انواع کاربرد GPS مولتی فرکانس :

  • نقشه برداری
  • پروژ های عمرانی
  • کوه نوردی
  • کایت سواری
  • قایق رانی
  • کشتی رانی
  • تجاری
  • ردیابی
  • عملیات نجات هنگام وقوع سیل

 

multi-frequency gps receiver

دسته بندی GPS های نقشه برداری از نظر تعداد فرکانس

  • جی پی اس تک فرکانس : امروز استفاده نمی شود زیرا زمان بر است.
  • جی پی اس دو فرکانس : سرعت بالا برخلاف تک فرکانس نیازی نیست زمان زیادی صرف جمع اوری و ذخیره سازی اطلاعات مورد نیاز خود کنید.
  • جی پی اس مولتی فرکانس: جی پی اس مولتی فرکانس به GPS  ایستگاهی و یا GPS  معروف هستند.

 

روش های برداشت با GPS

هرGPS میتواند در هر شرایط اب و هوایی و در هر ساعتی از شبانه روز کار کند .اطلاع و آگاهی از قابلیت های گیرنده های ماهواره ای قبل از شروع به کار بسیار مهم است. در کار با GPS دید بین نقاط ضروری نیست. ؛ با استفاده از GPS  میتوان مشاهدات بیشتری با نیروی انسانی کمتر برداشت کرد .با این وجود باید از محدودیت های GPS  نیز آگاه بود.

با روشن کردن دستگاه، موقعیت شما توسط ۳ ماهواره که در نزدیک ترین مدار به شما قرار دارند شناسایی و محاسبه شده و موقعیت شما را بر روی نقشه روی دستگاه نشان می دهد. اگر دستگاه گیرندهGPS  شما قوی تر باشد و با ۴ ماهواره ارتباط برقرار کند درصد خطای آن کاهش یافته و موقعیت شما را دقیق تر شناسایی می کند.

درختان ، ساختمان های بلند ، تیربرق و کابل های برق فشار قوی می توانند مشکلات عدیده ای برای GPS بوجود آورند . علاوه بر این GPS برای نقشه برداری با فضای سرپوشیده یا indoor  به کار نمی رود،و در کارهای ساختمانی و indoor یک توتال استیشن اپتیکی مناسب نتایج بهتری خواهد داشت .

اصلی ترین روش های برداشت عبارت است از :

  1. استاتیک
  2. استاتیک سریع
  3. کینماتیک
  4. ایست-رو

روش استاتیک

این روش برای تعیین مختصات نقاط مبنای نقشه برداری با دقت بالا در حد میلیمترمورد استفاده قرار میگیرد که اصلی ترین تکنیک نقشه برداری با  GPS مولتی فرکانس می باشد. در این روش باید حداقل دو دستگاه بطور همزمان شروع به اندازه گیری نمایند تا امکان محاسبه طول بین نقاط فراهم شود و نهایتا مختصات نقاط فراهم میشود. به طور مثال برای مشاهده یک طول باز بلند گیرنده مرجع را در یک نقطه قرار دهید و در گام بعدی گیرنده دوم  (rover) را در انتهای دیگر طول باز قرار دهید .

سپس زمان مساوی برای ذخیره داده را تنظیم کنید و باروشن کردن گیرنده عملیات برداشت را آغاز کنید. با توجه به طول بیس لاین ، تعداد ماهواره های در معرض دید ،  هندسه یا ارایش نسبی ماهواره ها طول زمان برداشت متفاوت است . زمانی که داده ها را جمع اوری کردید گیرنده base ایستگاه اول را خاموش کنید و به بیس لاین بعدی بروید(دراینجا گیرنده ای که در ایستگاه اول به عنوان base عمل میکرد به گیرنده روور تبدیل می شود و برعکس) و این پروسه را برای طول باز جدید تکرار کنید

این روش برای فواصل طولانی بسیار دقیق است اما نسبت به روش های دیگر زمان بر است. برای فواصل بلند ( بیش از 20 کیلومتر)، شبکه های ژئودتیک، یا مطالعات پلیت تکتونیک (تکتونیک صفحه ای)، از مشاهدات استاتیک استفاده می شود. اگر گیرنده روور دیگری به مرحله برداشت اضافه کنیم سرعت و دقت و استحکام بالا می رود.

روش استاتیک سریع

این روش برای فواصل تا 15 کیلومتر کاربرد دارد ، یک گیرنده روی نقطه ای ثابت است به عنوان ایستگاه مرجع موقتی عمل میکند و گیرنده دوم روی نقاط دیگر حرکت می کند و در مدتی کوتاه با ماهواره ها در تماس است و جابجا می شود . این روش را میتوان در مورد نقشه برداری های کنترلی ، انبوه سازی و نقشه های تفضیلی به کار برد. و همچنین می توان بجای پیمایش و مثلث بندی های سنتی از ان استفاده کرد.

روش RTK

روش RTK  فرایندی است که در ان تصحیح های سیگنال GNSS بصورت انی (real time) از یک ایستگاه گیرنده جی پی اس مولتی فرکانس با موقعیت معلوم، برای یک یا چندین گیرنده متحرک فرستاده می شود. به این معنا که با استفاده از مشاهده های کوتاه مدت امکان تعیین موقعیت دینامیک فراهم شده و با استفاده از سیگنال های فاز حامل، موقعیت مکانی ایستگاه سیار با دقتی در حد چند سانتیمتر تعیین می گردد.

در روش RTK  دو حالت داریم : اساس کار به این شکل است که هم‌زمان که گیرنده روور از طریق اینترنت از سامانه‌ای نظیر شمیم یا هدی تصحیحات دریافت می‌کند یا از طریق رادیو به گیرنده بیس متصل هست، از ماهواره‌های L-Band هم تصحیحات دریافت می کند.

 

 

گردآورنده : زکیه عبدلی