مرحلة وضع خطة الطيران في المسح الجوي التصويري PDF

‫مرحلة وضع خطة الطيران في المسح الجوي التصويري‬ ‫خطة الطيران في مجال المسح الجوي التصويري هي بمثابة خارطة الطريق التي تحدد مسار الطائرة بدون طيار )‪(Drone‬‬ ‫وكيفية التقاط الصور بشكل دقيق وفعال لتغطية المنطقة المراد مسحها‪.‬هذه الخطة تتطلب دقة عالية وتخطي ً‬ ‫طا متقنًا لضمان‬...

‫مرحلة وضع خطة الطيران في المسح الجوي التصويري‬ ‫خطة الطيران في مجال المسح الجوي التصويري هي بمثابة خارطة الطريق التي تحدد مسار الطائرة بدون طيار )‪(Drone‬‬ ‫وكيفية التقاط الصور بشكل دقيق وفعال لتغطية المنطقة المراد مسحها‪.‬هذه الخطة تتطلب دقة عالية وتخطي ً‬ ‫طا متقنًا لضمان‬ ‫الحصول على نتائج عالية الجودة‪.‬‬ ‫أهمية خطة الطيران في المسح الجوي‬ ‫كفاءة العمل ‪:‬تقلل من الوقت والجهد المبذول في عملية المسح‪.‬‬ ‫ ‬ ‫دقة النتائج ‪:‬تضمن تغطية المنطقة المراد مسحها بشكل كامل ودقيق‪.‬‬ ‫ ‬ ‫سالمة الطيران ‪:‬تحافظ على سالمة الطائرة بدون طيار والبيئة المحيطة‪.‬‬ ‫ ‬ ‫جودة البيانات ‪:‬تساهم في الحصول على صور عالية الجودة لتكوين نماذج ثالثية األبعاد دقيقة‪.‬‬ ‫ ‬ ‫مراحل وضع خطة الطيران في المسح الجوي التصويري‬ ‫تحديد الهدف من المسح‪:‬‬ ‫‪.1‬‬ ‫‪ o‬نوع البيانات المطلوبة ‪:‬هل هي صور عادية‪ ،‬أم صور حرارية‪ ،‬أم بيانات ليزرية؟‬ ‫‪ o‬دقة البيانات المطلوبة ‪:‬ما هو حجم البكسل المطلوب في الصورة النهائية؟‬ ‫‪ o‬تغطية المنطقة ‪:‬ما هي المساحة التي يجب تغطيتها بالصور؟‬ ‫جمع البيانات األساسية‪:‬‬ ‫‪.2‬‬ ‫‪ o‬خرائط المنطقة ‪:‬لمعرفة التضاريس والمعالم الطبيعية والبشرية‪.‬‬ ‫‪ o‬الظروف الجوية المتوقعة ‪:‬الرياح‪ ،‬درجة الحرارة‪ ،‬الرطوبة‪ ،‬وغيرها‪.‬‬ ‫‪ o‬القيود الجوية ‪:‬مناطق حظر الطيران‪ ،‬مسارات الطائرات األخرى‪.‬‬ ‫تحديد معلمات الطيران‪:‬‬ ‫‪.3‬‬ ‫‪ o‬االرتفاع ‪:‬يحدد دقة الصورة وحجم المنطقة التي تغطيها كل صورة‪.‬‬ ‫‪ o‬السرعة ‪:‬تؤثر على زمن المهمة وكثافة الصور‪.‬‬ ‫‪ o‬التداخل بين الصور ‪:‬النسبة المئوية التي تتداخل فيها الصور المتجاورة لضمان تغطية كاملة للمنطقة‪.‬‬ ‫تخطيط مسار الطيران‪:‬‬ ‫‪.4‬‬ ‫‪ o‬أنواع المسارات ‪:‬خطوط مستقيمة‪ ،‬مسارات متعرجة‪ ،‬أو مزيج من االثنين‪.‬‬ ‫‪ o‬نقطة البداية والنهاية ‪:‬تحديد مكان إقالع الطائرة وهبوطها‪.‬‬ ‫‪ o‬نقاط التحول ‪:‬تحديد النقاط التي تغير فيها الطائرة اتجاهها‪.‬‬ ‫تحديد معدات التصوير‪:‬‬ ‫‪.5‬‬ ‫‪ o‬الكاميرا ‪:‬نوع الكاميرا ودقة العدسة وحجم المستشعر‪.‬‬ ‫‪GPS: o‬لتحديد موقع كل صورة بدقة‪.‬‬ ‫‪ o‬طيار آلي ‪:‬للتحكم في الطائرة بشكل آلي وتنفيذ خطة الطيران‪.‬‬ ‫اختبار وتعديل الخطة‪:‬‬ ‫‪.6‬‬ ‫‪ o‬محاكاة الطيران ‪:‬باستخدام برامج محاكاة لتجربة الخطة قبل تنفيذها‪.‬‬ ‫‪ o‬تعديل الخطة ‪:‬إجراء تعديالت على الخطة بنا ًء على نتائج المحاكاة والظروف الميدانية‪.‬‬ ‫عوامل تؤثر على خطة الطيران‬ ‫الظروف الجوية ‪:‬الرياح القوية‪ ،‬األمطار‪ ،‬الضباب يمكن أن تؤثر على جودة الصور وتؤخر المهمة‪.‬‬ ‫ ‬ ‫التضاريس ‪:‬المناطق الجبلية أو الحضرية تتطلب خطط طيران مختلفة‪.‬‬ ‫ ‬ ‫األنظمة القانونية ‪:‬هناك قيود قانونية على الطيران بالطائرات بدون طيار في العديد من البلدان‪.‬‬ ‫ ‬  ‫مرحلة التصوير الفعلي للمسح الجوي التصويري‪:‬‬ ‫بعد االنتهاء من تخطيط وتجهيز كافة المراحل السابقة‪ ،‬يأتي دور مرحلة التنفيذ وهي مرحلة التصوير الفعلي ‪.‬هذه المرحلة‬ ‫وتركيزا شديدًا من الطيار وال ُمشغل‪ ،‬حيث يتم تنفيذ الخطة التي تم وضعها سابقًا‪.‬‬ ‫ً‬ ‫تتطلب دقة عالية‬ ‫الخطوات الرئيسية في مرحلة التصوير الفعلي‪:‬‬ ‫الفحص النهائي للمعدات ‪:‬قبل اإلقالع‪ ،‬يتم إجراء فحص شامل لجميع المعدات للتأكد من عملها بشكل صحيح‪ ،‬بما في‬ ‫‪.1‬‬ ‫ذلك الطائرة بدون طيار‪ ،‬الكاميرا‪ ،‬نظام‪ ، GPS‬وبطاريات الطيران‪.‬‬ ‫اإلقالع والوصول إلى نقطة البداية ‪:‬يتم إقالع الطائرة بدون طيار من نقطة البداية المحددة في الخطة‪ ،‬ويتم التحكم‬ ‫‪.2‬‬ ‫فيها عن بعد للوصول إلى نقطة بدء مسار التصوير‪.‬‬ ‫تنفيذ مسار الطيران ‪:‬يبدأ الطيار في تنفيذ مسار الطيران المحدد في الخطة‪ ،‬مع التأكد من االلتزام باالرتفاع والسرعة‬ ‫‪.3‬‬ ‫والتداخل بين الصور المحددة‪.‬‬ ‫التحكم في الكاميرا ‪:‬يقوم المشغل بالتحكم في الكاميرا لضمان التقاط صور واضحة ومفصلة‪ ،‬مع التركيز على الحفاظ‬ ‫‪.4‬‬ ‫على زاوية الكاميرا ثابتة للحصول على صور متجانسة‪.‬‬ ‫مراقبة حالة الطيران ‪:‬يتم مراقبة حالة الطيران باستمرار‪ ،‬بما في ذلك مستوى البطارية‪ ،‬قوة اإلشارة‪ ،‬وسرعة‬ ‫‪.5‬‬ ‫الرياح‪.‬‬ ‫التعامل مع المشاكل الطارئة ‪:‬في حالة حدوث أي مشكلة طارئة‪ ،‬يجب على الطيار اتخاذ اإلجراءات الالزمة لحماية‬ ‫‪.6‬‬ ‫الطائرة والبيانات‪ ،‬مثل الهبوط الطارئ أو العودة إلى نقطة البداية‪.‬‬ ‫إنهاء المهمة والهبوط ‪:‬عند االنتهاء من تصوير جميع الصور المطلوبة‪ ،‬يتم توجيه الطائرة إلى نقطة الهبوط‬ ‫‪.7‬‬ ‫المحددة‪.‬‬ ‫عوامل تؤثر على جودة الصور أثناء التصوير‪:‬‬ ‫الظروف الجوية ‪:‬الرياح القوية‪ ،‬األمطار‪ ،‬الضباب يمكن أن تؤثر على جودة الصور واستقرار الطائرة‪.‬‬ ‫ ‬ ‫إعدادات الكاميرا ‪:‬يجب ضبط إعدادات الكاميرا بشكل صحيح للحصول على أفضل جودة للصور‪ ،‬بما في ذلك توازن‬ ‫ ‬ ‫اللون األبيض‪ ،‬فتحة العدسة‪ ،‬وسرعة الغالق‪.‬‬ ‫اهتزازات الطائرة ‪:‬يجب تقليل اهتزازات الطائرة قدر اإلمكان للحصول على صور واضحة‪.‬‬ ‫ ‬ ‫تداخل اإلشارات ‪:‬يجب تجنب المناطق التي يوجد بها تداخل في إشارات ‪ GPS‬أو الراديو‪.‬‬ ‫ ‬ ‫أهمية الدقة في هذه المرحلة‪:‬‬ ‫تغطية كاملة للمنطقة ‪:‬يجب التأكد من تغطية جميع أجزاء المنطقة المراد مسحها بالصور‪.‬‬ ‫ ‬ ‫تداخل مناسب بين الصور ‪:‬يجب أن يكون هناك تداخل كافٍ بين الصور لضمان جودة النموذج ثالثي األبعاد الذي‬ ‫ ‬ ‫سيتم إنشاؤه الحقًا‪.‬‬ ‫االلتزام باالرتفاع والسرعة المحددين ‪:‬يساعد ذلك على الحصول على صور متساوية الجودة وتسهيل عملية المعالجة‬ ‫ ‬ ‫الالحقة للصور‪.‬‬  ‫مرحلة ترتيب الصور وتجميع بياناتها في المسح الجوي التصويري‬ ‫بعد االنتهاء من عملية جمع الصور الجوية‪ ،‬تأتي مرحلة حاسمة في عملية المسح الجوي وهي مرحلة ترتيب الصور وتجميع‬ ‫بياناتها ‪.‬هذه المرحلة هي األساس لبناء النموذج الرقمي ثالثي األبعاد للمنطقة المستهدفة‪ ،‬وتحليل البيانات المكانية المستخرجة‬ ‫من الصور‪.‬‬ ‫ما هي أهمية هذه المرحلة؟‬ ‫إنشاء نموذج ثالثي األبعاد دقيق ‪:‬تساعد هذه المرحلة في إنشاء نموذج ثالثي األبعاد دقيق للمنطقة المستهدفة‪ ،‬والذي‬ ‫ ‬ ‫يمكن استخدامه في العديد من التطبيقات مثل التخطيط العمراني‪ ،‬إدارة الكوارث‪ ،‬والزراعة‪.‬‬ ‫استخراج البيانات المكانية ‪:‬يمكن استخراج العديد من البيانات المكانية من الصور الجوية‪ ،‬مثل ارتفاع المباني‪ ،‬طول‬ ‫ ‬ ‫الطرق‪ ،‬ومساحة األراضي الزراعية‪.‬‬ ‫تحليل البيانات ‪:‬يمكن تحليل البيانات المستخرجة لتوفير معلومات قيمة حول المنطقة المستهدفة‪ ،‬مثل تغير استخدام‬ ‫ ‬ ‫األراضي‪ ،‬وتحديد المناطق المعرضة للخطر‪.‬‬ ‫خطوات عملية ترتيب الصور وتجميع البيانات‪:‬‬ ‫فرز الصور ‪:‬يتم فرز الصور حسب رقمها التسلسلي‪ ،‬وتاريخ التقاطها‪ ،‬والمنطقة التي تغطيها‪.‬‬ ‫‪.1‬‬ ‫التحكم في الجودة ‪:‬يتم فحص الصور للتأكد من جودتها وخلوها من أي تشوهات أو أخطاء‪.‬‬ ‫‪.2‬‬ ‫تحديد النقاط المرجعية ‪:‬يتم تحديد نقاط مرجعية مشتركة بين الصور المتجاورة‪ ،‬وهي نقاط يمكن التعرف عليها‬ ‫‪.3‬‬ ‫بسهولة في أكثر من صورة واحدة‪.‬‬ ‫ربط الصور ‪:‬يتم ربط الصور مع بعضها البعض باستخدام النقاط المرجعية‪ ،‬بحيث يتم إنشاء نموذج ثالثي األبعاد‬ ‫‪.4‬‬ ‫متكامل للمنطقة‪.‬‬ ‫إنشاء سحابة النقاط ‪:‬يتم إنشاء سحابة نقاط ثالثية األبعاد من خالل عملية تسمى التصوير المتري‬ ‫‪.5‬‬ ‫)‪ ،(Photogrammetry‬حيث يتم قياس المسافات بين النقاط المرجعية واستخدامها لتحديد موقع كل نقطة في الفضاء‬ ‫ثالثي األبعاد‪.‬‬ ‫إنشاء النموذج الرقمي الرتفاع األرض ‪ (DEM):‬يتم إنشاء نموذج رقمي الرتفاع األرض يمثل التضاريس بدقة‪.‬‬ ‫‪.6‬‬ ‫إنشاء النموذج ثالثي األبعاد ‪:‬يتم إنشاء نموذج ثالثي األبعاد للمنطقة المستهدفة باستخدام سحابة النقاط ونموذج ارتفاع‬ ‫‪.7‬‬ ‫األرض‪.‬‬ ‫إنشاء الخرائط والرسومات ‪:‬يمكن إنشاء خرائط ورسومات مختلفة من النموذج ثالثي األبعاد‪ ،‬مثل خرائط الكنتوري‪،‬‬ ‫‪.8‬‬ ‫وصور ثالثية األبعاد‪ ،‬وقواطع‪.‬‬ ‫البرامج المستخدمة في هذه المرحلة‪:‬‬ ‫‪Pix4D:‬برنامج متخصص في معالجة الصور الجوية وإنشاء النماذج ثالثية األبعاد‪.‬‬ ‫ ‬ ‫‪Agisoft Metashape:‬برنامج آخر شائع يستخدم في نفس الغرض‪.‬‬ ‫ ‬ ‫‪DroneDeploy:‬منصة سحابية تتيح للمستخدمين معالجة الصور الجوية وإنشاء الخرائط‪.‬‬ ‫ ‬ ‫التحديات التي قد تواجهها هذه المرحلة‪:‬‬ ‫جودة الصور ‪:‬إذا كانت جودة الصور منخفضة أو تحتوي على تشوهات‪ ،‬فإن ذلك يؤثر على دقة النموذج النهائي‪.‬‬ ‫ ‬ ‫ظروف اإلضاءة ‪:‬تغير ظروف اإلضاءة بين الصور يمكن أن يؤثر على عملية الربط بين الصور‪.‬‬ ‫ ‬ ‫التضاريس المعقدة ‪:‬المناطق ذات التضاريس المعقدة مثل المناطق الجبلية أو الحضرية تتطلب معالجة أكثر تعقيدًا‪.‬‬ ‫ ‬  ‫مرحلة ربط الصور والتثليث الجوي في المسح الجوي التصويري‬ ‫مرحلة ربط الصور والتثليث الجوي هي الخطوة الحاسمة التي تتحول بها مجموعة من الصور الجوية الفردية إلى نموذج ثالثي‬ ‫األبعاد دقيق للمنطقة المستهدفة‪.‬هذه العملية تشبه إلى حد كبير بناء لغز ثالثي األبعاد‪ ،‬حيث يتم ربط كل قطعة (صورة) بالقطعة‬ ‫المجاورة لها لتكوين الصورة الكاملة‪.‬‬ ‫ما هو التثليث الجوي؟‬ ‫التثليث الجوي هو عملية تحديد المواقع النسبية والمطلق لنقاط على سطح األرض باستخدام الصور الجوية‪.‬يتم ذلك من خالل‬ ‫تحديد نقاط مشتركة بين الصور المتجاورة (نقاط التحكم) وحساب المسافات والزوايا بين هذه النقاط‪.‬‬ ‫خطوات ربط الصور والتثليث الجوي‪:‬‬ ‫تحديد نقاط التحكم ‪:‬يتم تحديد نقاط على الصور يمكن التعرف عليها بسهولة في أكثر من صورة واحدة‪ ،‬مثل تقاطعات‬ ‫‪.1‬‬ ‫الطرق‪ ،‬زوايا المباني‪ ،‬أو أي ميزات فريدة‪.‬‬ ‫قياس المسافات والزوايا ‪:‬يتم قياس المسافات والزوايا بين نقاط التحكم في كل صورة‪.‬‬ ‫‪.2‬‬ ‫ربط الصور ‪:‬يتم ربط الصور مع بعضها البعض بنا ًء على القياسات التي تم الحصول عليها في الخطوة السابقة‪.‬يتم‬ ‫‪.3‬‬ ‫استخدام برامج متخصصة لتنفيذ هذه العملية‪.‬‬ ‫إنشاء نموذج ثالثي األبعاد ‪:‬بعد ربط الصور‪ ،‬يتم إنشاء نموذج ثالثي األبعاد للمنطقة المستهدفة‪.‬يعتمد هذا النموذج‬ ‫‪.4‬‬ ‫على المعلومات المكانية التي تم استخالصها من الصور‪.‬‬ ‫تحسين النموذج ‪:‬يتم تحسين النموذج ثالثي األبعاد من خالل إضافة المزيد من نقاط التحكم وإجراء تعديالت على‬ ‫‪.5‬‬ ‫المعلمات‪.‬‬ ‫أهمية هذه المرحلة‪:‬‬ ‫دقة النموذج ثالثي األبعاد ‪:‬تعتمد دقة النموذج ثالثي األبعاد بشكل كبير على دقة عملية ربط الصور والتثليث‪.‬‬ ‫ ‬ ‫استخراج البيانات ‪:‬يمكن استخراج العديد من البيانات المكانية من النموذج ثالثي األبعاد‪ ،‬مثل ارتفاع المباني‪ ،‬طول‬ ‫ ‬ ‫الطرق‪ ،‬وحجم األحواض المائية‪.‬‬ ‫تحليل البيانات ‪:‬يمكن تحليل البيانات المستخرجة لتوفير معلومات قيمة حول المنطقة المستهدفة‪.‬‬ ‫ ‬ ‫التحديات التي قد تواجهها هذه المرحلة‪:‬‬ ‫جودة الصور ‪:‬جودة الصور تؤثر بشكل كبير على دقة عملية ربط الصور والتثليث‪.‬‬ ‫ ‬ ‫التغطية السحابية ‪:‬وجود الغيوم يمكن أن يحجب بعض المناطق عن الرؤية ويجعل عملية تحديد نقاط التحكم صعبة‪.‬‬ ‫ ‬ ‫التضاريس المعقدة ‪:‬المناطق ذات التضاريس المعقدة مثل المناطق الجبلية أو الحضرية تتطلب معالجة أكثر تعقيدًا‪.‬‬ ‫ ‬ ‫البرامج المستخدمة في هذه المرحلة‪:‬‬ ‫‪Pix4D:‬برنامج متخصص في معالجة الصور الجوية وإنشاء النماذج ثالثية األبعاد‪.‬‬ ‫ ‬ ‫‪Agisoft Metashape:‬برنامج آخر شائع يستخدم في نفس الغرض‪.‬‬ ‫ ‬ ‫‪DroneDeploy:‬منصة سحابية تتيح للمستخدمين معالجة الصور الجوية وإنشاء الخرائط‪.‬‬ ‫ ‬  ‫مرحلة تحديد الظواهر الجغرافية في المسح التصويري الجوي‬ ‫بعد االنتهاء من عملية معالجة الصور الجوية وإنشاء النموذج الرقمي ثالثي األبعاد للمنطقة المستهدفة‪ ،‬تأتي مرحلة حيوية في‬ ‫عملية المسح الجوي وهي مرحلة تحديد الظواهر الجغرافية ‪.‬هذه المرحلة تتطلب خبرة في مجال الجغرافيا والجيولوجيا وتفسير‬ ‫الصور الجوية‪ ،‬حيث يتم تحليل النموذج الرقمي للتعرف على مختلف العناصر الطبيعية والبشرية الموجودة في المنطقة‪.‬‬ ‫أهمية هذه المرحلة‬ ‫فهم طبيعة المنطقة ‪:‬تساعد في فهم طبيعة المنطقة المستهدفة وتوزيع الموارد الطبيعية فيها‪.‬‬ ‫ ‬ ‫دعم اتخاذ القرارات ‪:‬توفر معلومات دقيقة لدعم عملية اتخاذ القرار في مجاالت مختلفة مثل التخطيط العمراني‪ ،‬إدارة‬ ‫ ‬ ‫الموارد الطبيعية‪ ،‬وتقييم األخطار‪.‬‬ ‫إنشاء قواعد بيانات جغرافية ‪:‬يمكن استخدام البيانات المستخرجة إلنشاء قواعد بيانات جغرافية مفصلة‪.‬‬ ‫ ‬ ‫خطوات تحديد الظواهر الجغرافية‪:‬‬ ‫التصنيف المرئي ‪:‬يتم فحص الصور الجوية والنموذج ثالثي األبعاد بشكل مرئي للتعرف على الظواهر الجغرافية‬ ‫‪.1‬‬ ‫المختلفة‪ ،‬مثل المباني‪ ،‬الطرق‪ ،‬األنهار‪ ،‬الغابات‪ ،‬األراضي الزراعية‪ ،‬وغيرها‪.‬‬ ‫التصنيف اآللي ‪:‬يمكن استخدام تقنيات الذكاء االصطناعي مثل التعلم اآللي لتصنيف الصور بشكل آلي وتحديد‬ ‫‪.2‬‬ ‫الظواهر الجغرافية بدقة أكبر‪.‬‬ ‫قياس المعلمات ‪:‬يتم قياس المعلمات المختلفة للظواهر الجغرافية‪ ،‬مثل مساحة األراضي الزراعية‪ ،‬طول الطرق‪،‬‬ ‫‪.3‬‬ ‫وارتفاع المباني‪.‬‬ ‫تحليل العالقات المكانية ‪:‬يتم تحليل العالقات المكانية بين الظواهر الجغرافية المختلفة لفهم التفاعالت بينها‪.‬‬ ‫‪.4‬‬ ‫إنشاء خرائط موضوعية ‪:‬يتم إنشاء خرائط موضوعية تعرض توزيع الظواهر الجغرافية المختلفة في المنطقة‪.‬‬ ‫‪.5‬‬ ‫أنواع الظواهر الجغرافية التي يمكن تحديدها‪:‬‬ ‫الظواهر الطبيعية ‪:‬التضاريس‪ ،‬األنهار‪ ،‬البحيرات‪ ،‬الغابات‪ ،‬التربة‪ ،‬الصخور‪.‬‬ ‫ ‬ ‫الظواهر البشرية ‪:‬المباني‪ ،‬الطرق‪ ،‬السكك الحديدية‪ ،‬المزارع‪ ،‬المدن‪.‬‬ ‫ ‬ ‫الظواهر المتعلقة باالستخدامات األرضية ‪:‬األراضي الزراعية‪ ،‬األراضي الحضرية‪ ،‬األراضي الرعوية‪ ،‬المناطق‬ ‫ ‬ ‫المحمية‪.‬‬ ‫التحديات التي قد تواجهها هذه المرحلة‪:‬‬ ‫جودة الصور ‪:‬جودة الصور تؤثر بشكل كبير على دقة تحديد الظواهر الجغرافية‪.‬‬ ‫ ‬ ‫التغطية السحابية ‪:‬وجود الغيوم يمكن أن يحجب بعض المناطق عن الرؤية‪.‬‬ ‫ ‬ ‫التغيرات الموسمية ‪:‬التغيرات الموسمية في النباتات يمكن أن تؤثر على تحديد أنواع االستخدامات األرضية‪.‬‬ ‫ ‬ ‫أهمية الدقة في هذه المرحلة‪:‬‬ ‫دقة البيانات ‪:‬تعتمد دقة القرارات التي يتم اتخاذها على دقة البيانات المستخرجة‪.‬‬ ‫ ‬ ‫مصداقية النتائج ‪:‬يجب أن تكون النتائج التي يتم الحصول عليها قابلة للتكرار وموثوقة‪.‬‬ ‫ ‬