بررسی کارایی تصاویر پرنده بدون سرنشین برای تولید مدل رقومی سطح

Abstract

در سال‌های اخیر به دلیل برتری از نظر هزینه و زمان نسبت به سایر روش‌ها شاهد پیشرفت روزافزون کاربرد پرنده‌های بدون سرنشین در کاربردهای متنوعی از جمله علوم زمین، منابع طبیعی، مطالعات محیطی، برنامه‌ریزی شهری می‌باشیم. در کنار این مزایا، استفاده از پرنده‌های بدون سرنشین‌ با چالش‌هایی مانند هندسه ناپایدار تصویربرداری، عدم استفاده از دوربین‌های متریک و متغیر بودن پارامترهای تصاویر همراه است. در این پژوهش تکنیک‌های علم بینایی کامپیوتر برای پردازش تصاویر تهیه شده توسط هواپیمای بدون سرنشین بررسی و کارایی این تصاویر و تکنیک‌ها برای تولید مدل رقومی ارتفاع با قدرت تفکیک مکانی بالا بررسی شده است. بدلیل وجود شرایط ذکر شده برای تصویربرداری و عدم وجود پارامترهای توجیه داخلی و خارجی از عملگر SIFT برای استخراج نقاط گره‌ای در مناطق مشترک تصاویر استفاده شده است. توجیه نسبی و مطلق تصاویر به ترتیب با استفاده از نقاط گره‌ای و نقاط کنترل زمینی انجام شده است. از الگوریتم تناظریابی سه بعدی متراکم، ابر نقاط متراکم ایجاد و با درونیابی به روش مثلث‌بندی نامنظم، سطح رقومی منطقه تشکیل شده است. در نهایت با استفاده از نقاط چک زمینی، دقت زمین مرجع کردن و مدل رقومی سطح نهایی ارزیابی شده است. تعداد 5853 نقطه گره‌ای به صورت اتوماتیک توسط عملگر SIFT استخراج و تصاویر با دقت مسطحاتی 12/21 سانتی‌متر زمین مرجع شدند. سپس با تولید میلیون‌ها نقطه و مثلث‌بندی نامنظم، مدل رقومی ارتفاعی با دقت ارتفاعی 25/19 سانتی‌متر تولید شد. نتایج این پژوهش نشان می‌دهد که بدلیل هندسه ناپایدار تصویربرداری و متغیر بودن پارامترها برای تصاویر، تلفیق الگوریتم SIFT با تکنیک‌های بینایی کامپیوتر در پردازش تصاویر پهباد برای استخراج نقاط گره‌ای و توجیه دقیق تصاویر ضروری است.