تصویر هوایی

تاریخ بازبینی ۱۳۹۴/۰۶/۳۰

کشیدن از روی تصاویر راهی آسان و قدرتمند برای مشارکت در OSM است. استفاده از تصاویر برای رسم نقاط، خطوط و اشکال روی زمین دیجیتالی‌کردن (digitizing) نامیده می‌شود. اغلب می‌توان آن را از کار جمع‌آوری میدانی داده، که ground-truthing نامیده می‌شود، جدا دانست. دیجیتالی‌کردن تصاویر می‌تواند اسکلت نقشه‌های OSM را فراهم کند، که کار ground-truthing را روی زمین برای افراد راحت‌تر می‌کند. در این فصل، کمی بیشتر دربارهٔ نحوهٔ کار تصاویر هوایی خواهیم آموخت.

دربارهٔ تصاویر

لغت تصوير هوایی (Aerial imagery) توصیف عکس‌هایی است كه از آسمان گرفته می‌شوند. این تصاویر ممکن است به‌وسیلهٔ هواپیما، هواپیمای بدون سرنشین، هلیکوپتر یا حتی بادبادک و بالن گرفته شوند، اما رایج‌ترین منبع تصویربرداری، ماهواره‌های در حال چرخش در مدار زمین هستند.

در فصل مربوط به GPS، آموختیم ده‌ها ماهواره در مدار زمین در حال چرخش هستند که اجازه می‌دهند گیرنده‌های GPS طول و عرض جغرافیایی ما را شناسایی کنند. علاوه بر این ماهواره‌های GPS، ماهواره‌هایی نیز هست که از زمین عکس می‌گیرند. این عکس‌ها سپس دستکاری می‌شوند تا در نرم‌افزار GIS (نقشه‌کشی) مورداستفاده قرار گیرند. تصویر هوایی بینگ از عکس‌های ماهواره‌ای ساخته شده است.

وضوح

تمام عکس‌های دیجیتال از یکسری پیکسل تشکیل شده‌اند. اگر روی یک عکس بسیار زوم کنید، متوجه می‌شوید که تصویر شروع به تارشدن می‌کند، و در نهایت خواهید دید که یک تصویر از هزاران مربع کوچک ساخته شده است که هر کدام رنگی متفاوت دارد. این موضوع در همهٔ مواردی که عکس با دوربین دستی، تلفن همراه یا ماهوارهٔ مدار زمین گرفته شده، صدق می‌کند.

Image resolution

Resolution یا وضوح، به تعداد پیکسل‌های عرضی در تعداد پیکسل‌های ارتفاعی تصویر گفته می‌شود. پیکسل بیشتر به معنای وضوح بالاتر است، به این معنی که می‌توانید جزئیات بیشتری در عکس ببینید. در دوربین‌های دستی رزولوشن اغلب با واحد مگاپیکسل اندازه‌گیری می‌شود. هر چه دوربین شما قادر باشد مگاپیکسل بیشتری ضبط کند، تصاویرتان وضوح بیشتری دارند.

تصاویر هوایی نیز به همین صورت هستند، با این فرق که معمولاً دربارهٔ رزولوشن آن‌ها به‌طور متفاوت صحبت می‌کنیم. در عکس‌های هوایی اندازه‌گیری امر مهمی است، زیرا هر پیکسل نشان‌دهندهٔ یک فاصلهٔ مشخص روی زمین است. ما معمولاً یک تصویر را با عبارتی مانند «تصویر با وضوح دو متر» (two meter resolution imagery) توصیف می‌کنیم، یعنی هر پیکسل متناظر با دو متر روی زمین است. تصویری با وضوح یک متر وضوحی بالاتر از این دارد و وضوح ۵۰ سانتیمتری از آن نیز بالاتر خواهد بود. این به‌طور کلی محدودهٔ تصاویری است که بینگ ارائه می‌کند، هرچند که در مکان‌های مختلف متفاوت است و در بسیاری از جاها حتی بدتر از دو متر است، در این صورت شناسایی اشیای درون تصویر دشوار می‌شود.

Comparison of low and high resolution imagery

هرچه وضوح تصویر هوایی بالاتر باشد استفاده از آن برای کشیدن نقشه آسان‌تر است.

زمین‌مرجع (ژئورفرنس) کردن

هر پیکسل یک تصویر هوایی، یک اندازه‌ دارد و یک موقعیت جغرافیایی نیز دارد. همانطور که در بالا ذکر شد، علت این امر این است که تصاویر هوایی ژئورفرنس شده‌اند.

یک پیکسل در یک تصویر هوایی، درست همانند یک نقطهٔ GPS دارای طول و عرض جغرافیایی است. با این حال، همانطور که وضوح ضعیف می‌تواند چالش‌هایی برای نقشه‌کشی ایجاد کند، تصاویری که بد ژئورفرنس شده باشند نیز در رسم صحیح نقشه اختلال ایجاد می‌کنند.

بیایید چند لحظه فکر کنیم ژئورفرنس‌کردن چگونه است و چرا انجام آن چالش‌برانگیز است. وقتی کسی تصویری را ژئورفرنس می‌کند، ابتدا چند پیکسل را که مکان‌های کاملاً شناحته شده‌ای هستند روی تصویر شناسایی می‌کند. اگر یک عکس مربع‌شکل داشته باشیم، ابتدا مختصات چهارگوشهٔ آن را شناسایی می‌کنیم و با استفاده از آن‌ها می‌توانیم تصویر را در محل صحیح قرار دهیم.

این کار به‌نظر خیلی ساده است. اما توجه کنید که: زمین گرد است؛ لنزهای دوربین گرد هستند؛ و با این حال عکس‌ها مسطح و دو‌بعدی‌اند. این یعنی هنگامی که یک عکس مسطح روی زمین گرد تصویر می‌شود، همیشه مقداری کشش و اعوجاج در تصویر پدید می‌آید. تصور کنید می‌خواهید پوست پرتقال را صاف کنید. هیچگاه به‌صورت کاملاً مستطیلی در نخواهد آمد. به دلیل همین مشکل، ممکن است تمام پیکسل‌های یک تصویر هوایی در بهترین مکان قرار نگیرند.

خوشبختانه، برخی از افراد بسیار هوشمند، الگوریتم‌های هوشمندانه‌ای را برای حل این مشکل طراحی کرده‌اند و بنابراین تصاویری که در بینگ مشاهده می‌کنید بسیار به واقعیت نزدیک هستند. در اغلب مکان‌ها، اشتباه قابل‌توجهی وجود ندارد و مطمئناً برای ساخت نقشه‌ها مناسب است. شایع‌ترین مناطق برای نادرست‌بودن جانمایی تصاویر، مناطق تپه‌ای و کوهستانی است. در فصل تصحیح آفست تصاویر خواهیم دید که چگونه این مشکل را اصلاح می‌کنیم.

 بازگشت به ابتدای صفحه