نهر اليانغتسي هو شريان الحياة في Zhenjiang وتهديد دائم. استعدادًا للفيضانات ، وضعت السلطات المحلية خريطة كبيرة جدًا للطائرات بدون طيار.
Zhenjiang هي واحدة من أكثر الموانئ ازدحامًا في الصين. مرت أكثر من 140 مليون طن من البضائع عبر ميناء النهر الداخلي في عام 2013 وحده. نظرًا لقربها من نهر اليانغتسي والقناة الكبرى ، كانت تشنجيانغ مركزًا مهمًا للنقل لعدة قرون.
لكن الممرات المائية التي تجلب الكثير من الازدهار للمحافظة تفيض أحيانًا.
لفهم مخاطر الفيضانات بشكل أفضل ، وتعزيز البيئة على ضفة النهر والحفاظ عليها ، وفهم الطريقة التي يتم بها تطوير ضفة النهر واستخدامها ، طلبت حكومة بلدية تشنجيانغ الشعبية تصوير تقويم عالي الدقة. تم تعيين أكثر من 400 كيلومتر مربع باستخدام MMC بدون طيار و Pix4Dmapper.
يقع مكتب Zhenjiang المحلي للسيطرة على الفيضانات على مسافة قصيرة من نهر اليانغتسي. في يوليو 2019 ، تمكن الموظفون من رؤية النهر بوضوح من المكتب: ليس من النوافذ ، ولكن في صورة تقويمية ضخمة تم إنشاؤها من 21000 صورة ، تمثل 400 كيلومتر مربع.
رسم خرائط الطائرات بدون طيار على نطاق واسع لمشروع واسع النطاق
كان لدى مكتب البلدية للسيطرة على الفيضانات موجزًا واضحًا: لإنتاج صور تقويمية عالية الدقة لمسافة 100 كيلومتر من ساحل نهر اليانغتسي ، و 500 متر على الجانبين. امتدت منطقة المشروع من نهر Dadao في مدينة Jurong في الغرب إلى مدينة Xilaiqiao في مدينة Yangzhong ، بما في ذلك عدد قليل من الجزر في النهر.
كان من المقرر تعيين مساحة 400 كيلومتر مربع بمسافة أخذ عينات أرضية تبلغ 8 سم فقط.
بينما رسم خرائط الطائرات بدون طيار على نطاق واسع تم تحقيقه من قبل ، إنه تحد كبير لأي فريق. باستخدام طائرة Griflion M8 بدون طيار ، اعتقد مكتب مراقبة الفيضانات في البلدية أن لديهم الأداة المناسبة للوظيفة.
تجمع الطائرات بدون طيار للإقلاع والهبوط العمودي (VTOL) بين مزايا الطائرات بدون طيار ذات الأجنحة الثابتة والطائرات متعددة المحركات. مثل الطائرات بدون طيار متعددة المحركات ، يمكن للطائرات بدون طيار VTOL الإقلاع والهبوط في أي مكان تقريبًا ، ومع ذلك فهي تتمتع بسرعة طيران أسرع وعمر بطارية أطول مرتبط بطائرات بدون طيار ثابتة الجناحين.
اختار الفريق MMC جريفليون إم 8 طائرة بدون طيار مزودة بكاميرا عالية الدقة ونظام RTK / PPK لرسم الخرائط بدقة.
عمليات الفحص المبدئي: ضمان نتائج دقيقة
تعتبر RTK / PPK دقيقة بشكل ملحوظ ، ولكن بالنسبة لمشروع كبير ومهم ، أراد الفريق تأكيد دقة نتائجه ، وطريقة لتوضيح نجاح المشروع.
قبل يومين من بدء الطيران ، حدد فريق المشروع نقاط تحكم إضافية في جميع أنحاء منطقة المسح ، واتباعًا لأفضل الممارسات لمشروع رسم خرائط الممر ، تم وضع نقاط التحكم الأرضية بعناية في نمط تعويض أو "متعرج". تم مسح جميع نقاط التحكم الأرضية ، حتى يكون الفريق متأكدًا تمامًا من نتائجها. كان المشروع النهائي يحتوي على إجمالي 160 نقطة مراقبة ونقطة تفتيش أرضية.
وضع الخطة موضع التنفيذ
في الصباح الباكر ، دمدت الطائرة بدون طيار إلى الحياة. امتدت أجنحتها البرتقالية لمسافة مترين ونصف المتر ، وقفت في مواجهة السماء.
قبل الإقلاع ، قام الطيار بتحميل المسار المخطط مسبقًا على الطائرة بدون طيار. لضمان إعادة بناء دقيقة ، وتحقيق 8 سم GSD المطلوب ، وضع الفريق 75٪ تداخل أمامي و 70٪ جانبي.
تتبع الفريق الطائرة بدون طيار حيث أنهى أول رحلة من أصل 41 رحلة مطلوبة للمشروع. بعد ساعة من الإطلاق ، عادت Griflion بأمان: بالإضافة إلى ضمان الدقة ، ساعدتها محطة RTK الرئيسية في العثور على طريقها إلى المنزل.
بعد فحص سريع ، وضع الطيار الطائرة بدون طيار في السيارة ، وتوجه إلى نقطة الإطلاق التالية. خلال الأيام التالية ، تكررت العملية 40 مرة أخرى.
معالجة البيانات اليومية
تم توزيع رحلات الطائرات بدون طيار على مدى 15 يومًا ، ولكن بالعودة إلى المكتب ، لم ينتظر الموظفون حتى اكتمال الرحلات قبل بدء العمل.
يوضح Minyi Pan من Pix4D: "نظرًا لنطاق هذا المشروع ، كان من المهم بشكل خاص بدء المعالجة مبكرًا. العودة إلى منطقة الطيران التي تمت تغطيتها بالفعل لاستعادة الصور المفقودة سيكون مضيعة للوقت والطاقة. يمكن أن يوفر العثور على أي مشكلات محتملة مبكرًا على الفريق الكثير من الوقت ".
قام أعضاء الفريق باستيراد البيانات إلى Pix4Dmapper وفحص تداخل الصورة. سمح خيار المعالجة السريعة في Pix4Dmapper للفريق بمراجعة حتى مجموعات البيانات الكبيرة بسرعة وأكد تقرير الجودة أن النتائج كانت موثوقة. مع وجود مشروع طويل الأجل واسع النطاق ، كان الطقس يمثل مشكلة. نظرًا لأن الضوء يتغير من يوم إلى آخر ، فقد تغير لمعان الصور أيضًا ، مما تسبب في ظهور النطاقات عبر النواتج المدمجة.
تتابع السيدة بان: "أحيانًا كان الطقس صافًا في ثانية واحدة ، وعاصفًا في الثانية التالية". "في هذا الجزء من الصين ، تعتبر رياح الفئة السادسة أو السابعة أمرًا شائعًا. ومع ذلك ، على الرغم من سوء الأحوال الجوية والتحديات الأخرى ، كنا سعداء للغاية بالنتائج ".
بعد 15 يومًا من الطيران ، فريق MMC غطت 400 كيلومتر مربع ، والتقطت أكثر من 21000 صورة عالية الجودة للطائرات بدون طيار ، بدقة 42 مليون بكسل. بمجرد قيام الفريق بفحص البيانات التي تمت معالجتها بسرعة ، تمت إعادة معالجتها على مستوى أعلى.
سير عمل بسيط ونتائج دقيقة
في استطلاع غير رسمي ، اتفق معظم مستخدمينا على أن المشروع "الكبير" يحتوي على أكثر من 10000 صورة.
يتألف مشروع نهر اليانغتسي من أكثر من 21000 صورة بدقة 42 ميجا بكسل لكل منها.
ومع ذلك ، على الرغم من حجم المشروع ، كانت المعالجة في Pix4Dmapper واضحة ومباشرة.
بفضل RTK / PPK ونقاط التحكم الأرضية ، تمكن الفريق من استخدام سير عمل قياسي. "يوفر" سير العمل الكلاسيكي المكون من ثلاث خطوات "معظم العمل لجهاز الكمبيوتر!" يضيف السيدة بان. تم خياطة الصور في صورة مستمرة وغير مشوهة وقابلة للقياس: صورة تقويمية.
حقق الفريق نتائج رائعة مع الإعدادات القياسية ووجدوا أنه بينما استغرق Pix4Dmapper بعض الوقت لمعالجة مجموعة البيانات الكبيرة هذه ، فإنه يحتاج فقط إلى تدخل بشري ضئيل.
اعتمد الفريق على rayCloud لتحديد نقاط التحكم الأرضية. بعد وضع علامة يدويًا على نقطتي ربط ، يتولى البرنامج المسؤولية ويقوم تلقائيًا بتحديد بقية النقاط. بينما قد تكون هناك حاجة إلى القليل من الضبط اليدوي ، فقد أبلغ الفريق أن الميزة "مريحة للغاية وعملية!"
تم فحص النتائج في تقرير الجودة للتأكد من توافقها مع متطلبات المشروع.
لماذا استخدام الطائرات بدون طيار لرسم الخرائط على نطاق واسع؟
قد تبدو الطائرات بدون طيار خيارًا غير عادي لمشروع بهذا الحجم. لكن الطائرات الخفيفة مكلفة للغاية للطيران وصعبة من الناحية اللوجستية. قد تبدو صور القمر الصناعي هي الحل ، لكنها لا تحتوي على الدقة المطلوبة.
بينما تمتلئ سماءنا بالأقمار الصناعية ، فإن الصور المتاحة ليست محدثة دائمًا. أحد الأمثلة الواضحة هو ملعب كرة السلة ، الذي لم يكتمل عندما تم التقاط صور الأقمار الصناعية ، ولكن من السهل تحديده في الصورة العظمية.
تتمتع Orthophotos بميزة أخرى على صور الأقمار الصناعية المخيطة: الدقة. باستثناء المناطق النادرة حيث تكون التضاريس مسطحة تمامًا ، تقدم الصور المتراكبة القطع الأثرية حيث تكون الصور غير محاذاة. تأخذ الصور التقويمية المصححة في الاعتبار ارتفاع التضاريس من خلال DSM (نموذج السطح الرقمي) لحساب ذلك. الصور التقويمية التي يتم إنتاجها باستخدام صور الطائرات بدون طيار هي أكثر دقة.
كان الفريق أكثر من راضٍ عن ألوان orthophotos ذات المظهر الطبيعي والتداخل الجيد يعني وجود فجوات قليلة جدًا.
من الصعب جدًا إعادة بناء الماء باعتباره متعامدًا. ظهرت بعض "الشقوق" في النهر ، لكن الفريق كان قادرًا على سد الثقوب بأداة السطح في rayCloud ، مما أدى إلى تحسين مظهر النموذج النهائي بشكل كبير.
تم تسليم النتيجة النهائية بعد شهر واحد فقط من أول رحلة بطائرة بدون طيار.
علق رئيس مكتب البلدية للسيطرة على الفيضانات قائلاً: "بالنسبة إلى شرح البيانات ، فإن دقة ودقة صور تقويم العظام هذه تفوق بكثير احتياجاتنا". "Pix4D ليست قوية فحسب ، بل إنها أيضًا سهلة التشغيل وسريعة البدء ولا تتطلب الكثير من المعرفة المهنية."
وتابع: "عادة ما نستخدم طائرات صغيرة بدون طيار لتصوير الأنهار والبحيرات الصغيرة ، وهي عملنا الخاص. يمكن للأفراد إجراء معالجة البيانات لإنتاج صور تقويم العظام عالية الدقة. لقد نجح هذا المشروع الذي يستخدم Pix4D لمعالجة مئات الكيلومترات المربعة من البيانات ، مما زاد من ثقتنا في قدرة معالجة مناطق كبيرة ".
ظهرت النتائج ، لكن المشروع مستمر. يخطط مكتب مكافحة الفيضانات في بلدية تشنجيانغ لتحديث الصورة العظمية لنهر اليانغتسي بانتظام وتوسيع نطاق التكنولوجيا لتشمل المزيد من الأنهار والبحيرات في تشنجيانغ. مع هذا المشروع كنموذج ، يأمل الفريق أن تبدأ المزيد من المدن برامج مماثلة للطائرات بدون طيار. بالإضافة إلى تحسين قدرة المنطقة على الصمود في وجه الفيضانات ، فقد يعني ذلك أنه قد تم في النهاية رسم خرائط لكل 6300 كيلومتر من نهر اليانغتسي.
