مقاله تهیه نقشه ازبیلت نمای ساختمان با استفاده از فتوگرامتری برد کوتاه

بخشی از مقاله

چکیده

از جمله مشکلاتی که در پروژههاي ساختمانی با آن مواجه هستیم تهیه نقشه ازبیلت ساختمان می باشد. دقت بالاي مورد نیاز در اندازهگیريهاي ساختمانی باعث شده است که به دنبال روشهاي بهینهتر در این زمینه باشیم. تهیه این گونه نقشهها بطریقه نقشهبرداري زمینی زمانبر میباشد و همچنین مرحله کارتوگرافی آن داراي دشواريهاي خاص خود میباشد. روش فتوگرامتري برد کوتاه میتواند راهکاري براي بهبود دقت و سرعت این امر باشد.

درحال حاضر دوربین هاي رقومی امکان برداشت تصاویر به تعداد زیاد دارا میباشند. لذا میتوان تصاویر متعددي از زوایاي مختلف تهیه نمود. این دوربینها عموماً غیرمتریک میباشد و براي استفاده نیاز به کالیبراسیون دارند تا محاسبات و نتایج با دقت بالایی بدست آید. در تحقیق صورت گرفته با استفاده از دوربین رقومیNIKON-D80 با فاصله کانونی تقریباً 40 میلی متر تصاویر تهیه شده است و این تصاویر با هم متقاطع می باشند. نقشه بدستآمده از نقاط شاخص با توجه یه اندازهگیريهاي زمینی صورتگرفته داراي اختلاف ماکزیمم 7 سانتیمتر میباشند که با این خطا میتوان نقشه 1:500 را تهیه نمود.

واژههاي کلیدي: نقشه ازبیلت، فتوگرامتري برد کوتاه، دوربین غیرمتریک

-1 مقدمه

در سال 1964 به منظور سامان بخشی به امر ثبت و نگهداري میراث فرهنگی، نشستی در ونیز ایتالیا برگزار شد. این نشست از نخستین پایه هاي استفاده فتوگرامتري برد کوتاه می باشد که در آن بر حفظ شکل واقعی بناهاي هنري و تاریخی تاکید شده است. سازمان آموزشی ، علمی و فرهنگی سازمان ملل متحد - - UNESCO همواره پیشنهاددهنده روشهاي فتوگرامتر ي بوده و خود نیز اقدامات وسیعی براي آموزش و گسترش این کاربرد و در برخی موارد الزام کشورها در این زمینه انجام داده است.[1]در فتوگرامتري برد کوتاه اساس کار استفاده از دوربینهاي رقومی غیرمتریک میباشد. از دهه 1970، گرایشی در فتوگرامتري برد کوتاه براي بکارگیري دوربین هاي غیر متریک پیدا شد. ارزان بودن و کارکرد آسانتر براي کاربرد در این دوربین ها از جمله دلایل این اتفاق محسوب میشود.

با پیشرفتهایی که در اوایل دهه 1980 رخ داد، دوربینها، دستگاههاي اندازهگیري فیلم و سیستمهاي پردازش داده بر مبناي کامپیوترهاي شخصی در زمینه طراحی شبکه و مثلثبندي تخصصیتر شدند و سیستمهاي فتوگرامتري برد کوتاه به ابزاري قابل رشد براي اندازهگیريهاي دقیق سهبعدي در مقیاسهاي بزرگ در کارهاي مهندسی تبدیل گشتند. با این حال عرصه استفاده از این تکنولوژي با دو عامل اصلی زمانبر بودن پروسه اندازه گیري و نیاز به تخصص بالا، محدود شده بود. تنها راه فائق آمدن بر این دو مشکل، اتوماسیون این پروسه بود که بازدهی این گونه روشها را تقویت می کرد و به استفاده آسان آن کمک مینمود.

در اواخر دهه 1980 با ظهور دوربینهاي CCD دار این آمادگی در انجمن فتوگرامتري بوجود آمد تا این سیستمها به سمت اتوماسیون هدایت گردند. اندازهگیري دقیق مختصات سهبعدي با استفاده از فتوگرامتري رقومی تا سال 1993 به علت محدودیت دوربینهاي CCD دار در زمینه رزوولوشن تحقق نیافته بود، تا این که در این سال نمونههاي اولیه سنسورهاي CCD دار با رزولوشن بالا به بازار تجاري، غالبا تحت عنوان Still Video Cameras با قابلیت ذخیره سازي تصویر به صورت On-Board عرضه شدند.[2]پس از تحولات صورت گرفته در ساخت دوربینهاي رقومی، استفاده از فتوگرامتري برد کوتاه به عنوان ابزار دقیق اندازهگیري، مورد توجه مهندسین و متخصصین رشته نقشه برداري قرار گرفته و از آن به عنوان دریچه و گذري جهت راهیابی این رشته به تمامی رشتههاي مهندسی - صنایع، پزشکی، میراث فرهنگی، تصادفات و غیره ... - استفاده شد. در فتوگرامتري برد کوتاه تنها تهیه نقشه مد نظر نمیباشد و میتوان به کاربردهاي دیگر آن از جمله موارد ذیل اشاره کرد :

•باستانشناسی و معماري - مستند نگاري سایتهاي باستانی و نماهاي ساختمانهاي قدیمی و همچنین ایجاد مدل سهبعدي از اشیاء جهت بازسازي احتمالی -

•کنترل و کیفیت سنجی - نظارت بر کیفیت مدل ساخته شده بر اساس نقشه طرح موجود و مق ایسه با آن جهت کنترل و تخمین میزان کار انجام شده -

•صنعت - کنترل کیفیت خط تولید با استفاده از تصاویر اخذ شده از تولیدات و تعیین ثبات و کارایی کافی قطعه مورد آزمایش طبق طراحی انجام شده -

•امور قضایی و انتظامی - مدل کردن صحنه تصادف و جرم، بازسازي لحظه وقوع حادثه جهت پیبردن به چگونگی وقوع آن و قضاوت در مورد نحوه ایجاد حادثه -

•شهرسازي - طراحی نماهاي شهري طبق بافت موجود با استفاده از مدلسازي -

•رفتار سنجی - تعیین جابجایی و تغییر شکل اشیاء و سازههاي عمرانی همانند : سد، پل و ... -

در فتوگرامتري برد کوتاه عوامل مختلفی بر روي دقت اطلاعات استخراجشده از تصویر تاثیرگذار میباشند. یکی از مهمترین این عوامل هندسه شبکه تصویربرداري و نحوه ترکیب تصاویر میباشد. بهینهسازي طراحی شبکه در بهبود اندازهگیري ها هم از نظر دقت و هم از نظر هزینه موثر بوده و سبب میشود ضمن رعایت معیارهاي اقتصادي، دقت اطلاعات بدستآمده به طور چشمگیري بهبود یابد.[3]براي تهیه نقشههاي ازبیلت از نماي ساختمان از دوربینهاي نقشهبرداري و متر استفاده میشود که این کار مستلزم انجام عملیات میدانی بعضاً سخت و زمانبر و کارتوگرافی دشواري است. با توجه به وجود چنین مشکلاتی میتوان فتوگرامتري برد کوتاه را به عنوان رافع چنین مشکلاتی مورد توجه و بحث قرار داد و با پیشنهاد این روش و تجربه در این زمینه میتوان در جهت ارتقاء، استفاده و جایگزین آن با روشهاي فعلی گام برداشت.در این پژوهش تلاش شده است با انجام تحقیقات علمی و عملی مختلف، فتوگرامتري برد کوتاه را به عنوان جایگزین قابل اعتماد معرفی کنیم.

-2 پیشینه تحقیق

میلاد موسوي، ناربه طهماسبی و همکاران - - 1390 در این مقاله روشهاي سنتی و قدیمی در تهیه نقشه جهت محاسبات احجام عملیات خاکی با روش هاي فتوگرامتري برد کوتاه مقایسه شده و دقت و سرعت هر یک از آنها مورد بررسی و ارزیابی قرار گرفت . نتایج حاصل نشان داد که فتوگرامتري برد کوتاه در محاسبات احجام عملیات خاکی قابل استفاده خواهد بود. دراین پژوهش از تارگتهاي کددار براي تناظریابی اتوماتیک استفاده شده است.[4]علیرضا شیرخانی، مسعود ورشوساز، محمد سعادت سرشت در این مقاله به بحث و بررسی توانایی فتوگرامتري در اندازهگیري سهبعدي سر ریز سد مارون واقع در جنوب ایران پرداخته شد.

در این پروژه بعد از نصب تعدادي تارگت بر بدنه سر ریز سد تصویربرداري با دوربین رقومی با قدرت تفکیک بالاي 8 مگاپیکسل انجام گرفت . بعد از انجام تستهاي مختلف در راستاي تعیین قابلیت فتوگرامتري نهایتاً در این پروژه به صحت 4/25 میلیمتر دست یافتند.[5]هادي باباپور، پرستو توکلی در این تحقیق به دلیل عدم در اختیار داشتن فایل طراحی بدنه پیکان، بر روي یک قطعه از پیکان بررسی انجامگرفت - گلگیر پیکان - . در این پروژه از دوربین Canon Pro 90 IS براي عکسبرداري استفاده گردید. بعد از نصب شبکه تارگت بر روي گلگیر و عکسبرداري آن مختصات این نقاط به روش زمینی برداشت گردیدند. بعد از محاسبات دو روش نتایج با یکدیگر مقایسه شدند و در نهایت اختلاف مختصات نقاط با یکدیگر در بهترین حالت در حدود 0/343میلی متر مسطحاتی و 0/432 میلیمتر ارتفاعی ارزیابی گردید.[6]

محمدحسن عسگري، مسعود ورشوساز در این تحقیق، بررسی فتوگرامتري در ترمیم و بازسازي ظروف سفالی یا آثار زیر خاکی کشف شده است. در اینجابراي تشکیل مدل سهبعدي قطعات و استخراج نقاط مرزي از روش فتوگرامتري برد کوتاه استفاده شد. قطعاتی را که داراي مرز مشابه هستند پیدا نموده و جهت اطمینان از ارتباط آنها از پارامترهاي هندسی - مقایسه شعاع انحناء مرز و رویه قطعات - استفاده شد و در مورد قطعاتی که داراي مرز مشابه نیستند فقط از مقایسه پارامترهاي هندسی جهت پیداکردن ارتباط استفاده گردید. بررسیهاي انجامشده نشان دادند که استفاده از روش فتوگرامتري برد کوتاه و شعاع انحناء ترکیب بسیار مناسبی براي بازسازي آثار باستانی میباشد.[7]