بخشی از مقاله
چکیده
با توجه به حجم عظیم عوارض باستانی مستندنگاري نشده در کشور، در معرض خطر بودن این عوارض و از طرفی هزینه بالاي مستندنگاري بناها و سایت هاي باستانی و محدودیت منابع مالی، نیاز به روشی سریع، ساده و کم هزینه براي مستندنگاري آنها می باشد . سیستم رقومی فتو توتال استیشن از آنجا که نیازي به نقطه کنترل ندارد میتواند بعنوان ابزاري سریع، ساده و کم هزینه براي اخذ تصاویر زمین مرجع از سایتها و بناهاي باستانی بکار گرفته شود. به این ترتیب، بدون انجام هیچگونه پیش پردازشی، می توان از این تصاویر توجیه شده براي تهیه نقشه جهت مستندنگاري آثار میراث فرهنگی استفاده نمود.
کالیبراسیون هندسی روي کیفیت هندسی محصول نهایی بسیار تأثیر گذار است از اینرو مهمترین بخش این سیستم، کالیبراسیون آن میباشد . آزمون هاي انجام شده نشان داد مختصات سه بعدي استخراج شده توسط سیستم فتو توتال استیشن دقتی در حد چند میلیمتر دارد که کارآیی این سیستم را براي امور مستندنگاري آثار باستانی نشان می دهد.
-1 مقدمه
در یک پروژه استاندارد علمی، مستندنگاري و گردآوري اطلاعات، جایگاه ویژه اي دارد که توسط متخصصان آشنا و در همه علوم انجام می گیرد. به طوري که در واقع مستندنگاري جزو مراحل پایه و نخستین در هر پژوهشی است. در حقیقت بدون گذر از این مرحله، نمی توان پروژه را با موفقیت به پایان رساند. با وجود سایتها و بناهاي باستانی بسیار در کشور و در معرض خطر بودن آنها در مقابل حوادث طبیعی از قبیل سیل و زلزله و ... بعلت وجود محدودیتهاي زمانی و بودجهاي سازمان میراث فرهنگی، در اکثر موارد هیچگونه اطلاعات مستندنگاري کاملی از آنها در دست نمیباشد.
سیستم فتوتوتال استیشن که در این تحقیق به ارائه آن می پردازیم سیستمی است که با سرعت بالا، هزینه کم و دقت مناسب، به ایجاد آرشیوي از تصاویر فتوگرامتري پرداخته تا در فرصت مناسب و حتی بعد از گذشت زمان طولانی و یا بروز حادثه، امکان مستندسازي عوارض باستانی بدون مراجعه به سایت وجود داشته باشد.
هر چند توتال استیشن ها امروزه سیستم هایی کارآمد و مناسب براي امور نقشه برداري می باشند اما در مقابل زمانبر بودن، عدم توانایی نقشه برداري پیوسته از سطوح، قابلیت اطمینان پایین به نتایج - از آنجا که معمولاً نقاط برداشت شده از یک ایستگاه مشاهده می شوند و درجه آزادي نداریم - و همچنین نداشتن اطلاعات تصویري از مهمترین ضعف هاي توتال استیشن ها می باشد.
در سمت دیگر در روش فتوگرامتري برد کوتاه این ضعف ها را نداشته اما به منظور به دست آوردن پارامترهاي توجیه داخلی و خارجی تصاویر که از طریق آنها و اندازه گیري عوارض مورد نظر روي تصاویر بتوانیم مختصات سه بعدي این عوارض را به دست آوریم،نیاز به نصب تارگت و اخذ تعداد نسبتاً زیادي تصاویر همگرا داریم تا بتوانیم شبکه مستحکمی داشته باشیم که این امر نیز چندان ساده نمی باشد. از این رو در این مقاله تلفیق این دو سیستم به منظور رفع ضعف هاي هر یک و ایجاد سیستمی تلفیقی که دقت و کارآیی بالایی در مستند نگاري عوارض باستانی داشته باشد، تحت عنوان سیستم رقومی فتو توتال استیشن پیشنهاد شده است.
-2 سیستم رقومی فتو توتال استیشن
سیستم رقومی فتو توتال استیشن عبارتست از یک دوربین رقومی که بر روي تلسکوپ یک توتال استیشن نصب شده است - شکل . - 1 مهمترین مزیت استفاده از این سیستم تلفیقی، امکان اخذ تصاویر از سایتهاي باستانی با توجیه داخلی و خارجی معلوم بوده که موجب افزایش سرعت و کاهش هزینههاي عملیاتی و محاسباتی در مستندنگاري خواهد شد. ذکر این نکته الزامی است که براي انجام توجیه خارجی تصاویر اخذ شده با سیستم فتو توتال استیشن، نیازي به نقطه کنترل نبوده و توجیه خارجی این تصاویر از طریق مشاهدات دوربین نقشهبرداري و اعمال پارامترهاي کالیبراسیون بین تلسکوپ و دوربین رقومی، بطور مستقیم انجام میشود.
همچنین پارامترهاي توجیه داخلی دوربین رقومی نیز در مرحله اي جداگانه با روش خودکالیبراسیون معمول در فتوگرامتري بردکوتاه برآورد میگردد. به این ترتیب تصاویر با توجیه داخلی و خارجی معلوم از محلهاي موردنظر با پوششهاي مناسب اخذ شده و آرشیو میشوند تا در هنگام نیاز، به نرم افزارهاي فتوگرامتري رقومی معرفی شده و عوارض موردنظر در تصاویر جهت مستندنگاري استخراج شوند.
یکی از مهمترین عوامل موثر بر دقت در این سیستم تلفیقی، گذشته از کالیبراسیون داخلی دوربین رقومی، کالیبراسیون خارجی آن، یعنی تعیین پارامترهاي انتقالی و دورانی بین سیستم مختصات دوربین رقومی و سیستم مختصات تلسکوپ دوربین نقشهبرداري میباشد. در این مقاله ابتدا مدلسازي ریاضی کالیبراسیون دوربین رقومی ارائه شده است. سپس آزمون هاي زیر براي ارزیابی کارآیی این سیستم انجام شده است:
ارزیابی صحت پارامترهاي کالیبراسیون سیستم
ارزیابی صحت مختصات سه بعدي استخراج شده
-3 تعریف کالیبراسیون در سیستم رقومی فتوتوتال استیشن
منظور از کالیبراسیون سیستم رقومی فتوتوتال استیشن، کالیبراسیون داخلی و خارجی دوربین رقومی میباشد. کالیبراسیون دوربین رقومی نسبت به دوربین نقشهبرداري را میتوان به سه روش انجام داد، روش پیش کالیبراسیون داخلی و خارجی جداگانه، پیشکالیبراسیون داخلی و خارجی همزمان، و خودکالیبراسیون دوربین رقومی در سیستم رقومی فتوتوتال استیشن. [1 ] براي رسیدن به دقت بالا بهترین روش این است که با روش پیش کالیبراسیون پارامترهاي توجیه داخلی دوربین رقومی را به دست آورده و سپس دوربین رقومی را روي تلسکوپ توتال استیشن نصب کرد تا به صورت مجزا پارامترهاي کالیبراسیون خارجی دوربین رقومی به دست آید.
-1-3 کالیبراسیون داخلی دوربین رقومی
در روش پیش کالیبراسیون توجیه داخلی، دوربین رقومی موردنظر با روشهاي معمول در فتوگرامتري بردکوتاه کالیبره میشود.[2] پارامترهاي توجیه داخلی دوربین، موقعیت مرکز تصویر و انحراف از مدل ریاضی پرسپکتیو مرکزي را توصیف می کنند. در کالیبراسیون داخلی دوربین رقومی، پارامترهاي توجیه داخلی دوربین شامل آفست نقطه اصلی، اعوجاج شعاعی و مماسی عدسی، کشیدگی و عدم تعامد تصویر برآورد می گردد.
