วิวัฒนาการ การสำรวจทำแผนที่จากภาพถ่าย

1. งานสำรวจทำแผนที่จากภาพถ่ายด้วยวิธีการโฟโตแกรมเมตตรี

1.1 โฟโตแกรมเมตรีแอนะล็อก (Analog Photogrammetry)

ปี พ.ศ.2510  เครื่องเขียนจากภาพทรวดทรงที่มีระบบฉายเป็นแบบเชิงกล (Mechanical projection) เป็นเครื่องเขียนแผนที่ลายเส้นจากภาพถ่ายทางอากาศระบบแอนะล็อกเชื่อมต่อโต๊ะเขียนแผนที่ ใช้สำหรับจัดภาพถ่ายทางอากาศให้เป็นรูปจำลองสามมิติ และรังวัด เขียน คัดลอกรายละเอียดลายเส้นแผนที่ภายใต้การมองแบบสามมิติ

เครื่องดัดแก้ภาพถ่ายทางอากาศ(Rectifier)ใช้สำหรับดัดแก้และขยายภาพให้เป็นแผนที่ภาพดัดแก้มาตราส่วนต่างๆ โดยบันทึกลงบนฟิล์มเนกาทีฟ ขนาด A1 (60×80 ซม.)

เครื่องมองภาพสามมิติแบบกระจกเงา  (Mirror Stereoscope) เป็นเครื่องมือที่สามารถมองความสูง-ต่ำของภูมิประเทศในลักษณะสามมิติ ประกอบด้วยเลนส์ 2 อัน ปรับให้เท่ากับระยะห่างของสายตาผู้มอง ในการมองจะต้องวางภาพให้อยู่ในแนวเดียวกันและต้องเป็นภาพที่ทำการถ่ายมีพื้นที่ทับซ้อนกันประมาณร้อยละ 60 หรือที่เรียกว่า ภาพคู่สามมิติ (Stereo pairs)

1.2 โฟโตแกรมเมตรีเชิงวิเคราะห์ (Analytical  Photogrammetry)

ปี พ.ศ.2522 เครื่องเขียนแผนที่กึ่งเชิงกลและเชิงวิเคราะห์ใช้กับภาพถ่ายคู่เหลื่อม สามารถสร้างและรังวัดแบบจำลองสามมิติด้วยการคำนวณทางคณิตศาสตร์

วันที่ 13 สิงหาคม 2525 สมเด็จพระเทพรัตนราชสุดาฯ เสด็จทอดพระเนตรเครื่องมือทำแผนที่

1.3 โฟโตแกรมเมตรีเชิงเลข (Digital  Photogrammetry)

ปี พ.ศ.2539 พัฒนาการผลิตแผนที่เป็นแผนที่เชิงเลข (Digital Mapping) โดยทำการกราดภาพ (scan) ที่เป็นฟิล์มไดอาพอซิตีฟด้วยเครื่องกราดภาพ (Photo Scan) เพื่อบันทึกเป็นไฟล์ดิจิทัลและประมวลผลด้วยเครื่อง Intergraph 6800 (Digital Photogrammetry)

การประมวลผลใช้เครื่องคอมพิวเตอร์แบบมองภาพสามมิติโดยใช้โปรแกรม PCI Geometica

      1. รังวัดและคำนวณขยายจุดบังคับภาพถ่าย
      2. จัดภาพถ่ายทางอากาศให้เป็นรูปจำลองสามมิติ
      3. รังวัดแบบจำลองระดับสูงเชิงเลข
      4. ประมวลผลภาพออร์โธ
      5. วิเคราะห์ จำแนก ข้อมูลภาพ
      6. นำเสนอภาพแบบสามมิติ

2. งานสำรวจทำแผนที่ภาพถ่ายจากดาวเทียม (Satellite Image)

ภาพถ่ายหรือข้อมูลที่ได้จากการบันทึกด้วยกระบวนการสำรวจระยะไกล (Remote Sensing ) ด้วยอุปกรณ์บันทึกข้อมูล (Sensor) ที่ติดตั้งกับอากาศยาน โดยใช้หลักการของคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าเป็นสื่อบันทึกข้อมูลในลักษณะช่วงคลื่น

ปี พ.ศ.2546 นำข้อมูลภาพถ่ายจากดาวเทียมมาใช้ในการผลิตแผนที่ภูมิประเทศและแผนที่ภาพถ่าย

คำสั่งกรมชลประทานที่ 615/2546 ให้จัดทำแผนที่ภาพถ่ายหรือแผนที่ภาพจากดาวเทียม เพื่อใช้ในขั้นตอนการศึกษาวางโครงการ การศึกษาความเหมาะสมของโครงการ และขั้นตอนการก่อสร้าง ข้อมูลภาพถ่ายจากดาวเทียมที่ใช้เป็นภาพดาวเทียมรายละเอียดต่ำ LANDSAT รายละเอียดปานกลาง เช่น SPOT และ THEOS และรายละเอียดสูง เช่น IKONOS   QuickBird   Worldviews เป็นต้น

เป็นดาวเทียมสัญชาติฝรั่งเศสรายละเอียดสูงคู่แฝด โคจรในวงโคจรเดียวกัน Pléiades 1A และ Pléiades 1B เป็นดาวเทียมชนิด optical ความละเอียดของภาพ 50 เซนติเมตร ทำงานร่วมกันแบบ Constellation โคจรในระดับวงโคจรเดียวกันโดยเคลื่อนที่ห่างกัน 180 องศา สามารถบันทึกภาพพื้นที่เดิมที่ต้องการได้ทุกวันเหมาะสำหรับงานแผนที่ที่ต้องการความถูกต้องสูง ทั้งงานด้านพลเรือนและการทหาร งานด้านภัยพิบัติ งานด้านการติดตามการเปลี่ยนแปลงทรัพยากรและพื้นที่ หรือแม้แต่การติดตามตรวจสอบพื้นที่ขนาดเล็ก เช่น ชายฝั่ง ชายแดน หรืองานท่อประปา คุณสมบัติเด่นของการโคจรบนระดับวงโคจรเดียวกันทำให้สามารถถ่ายภาพซ้ำบริเวณพื้นที่เดียวกันได้ทุกวัน สามารถสั่งถ่ายภาพได้วันละ 3 รอบ ทุก 8 ชั่วโมง เพื่อให้มั่นใจว่าจะได้รับภาพที่ทันต่อเหตุการณ์

ตัวอย่างภาพถ่ายจากดาวเทียม

3. งานสำรวจทำแผนที่ด้วยอากาศยานไร้คนขับ (Unmanned Aerial Vehicle : UAV)

เป็นอากาศยานที่สามารถบินด้วยระบบอัตโนมัติ โดยไม่มีนักบินประจำการอยู่บนอากาศยาน มีโปรแกรมในการควบคุมการบิน เพื่อให้สามารถบินตามเส้นทางที่กำหนดได้

ประเภทของอากาศยานไร้คนขับ (Unmanned Aerial Vehicle : UAV)

ประเภทของอากาศยานไร้คนขับที่นำมาใช้ปฏิบัติงานบินสำรวจทำแผนที่

แบ่งเป็น 3 ประเภท คือ

  1. Fixed wing UAV อากาศยานไร้คนขับแบบปีกตรึง
  2. Multi rotor UAV อากาศยานไร้คนขับที่มีลักษณะปีกหมุน
  3. VTOL (Vertical Take-Off and Landing) แบบผสม

ส่วนเทคโนโลยีภูมิสารสนเทศ เริ่มศึกษา UAV เมื่อปี พ.ศ. 2556 และเลือกศึกษาพื้นที่โครงการอ่างเก็บน้ำบางพระ จังหวัดชลบุรี

ภาพถ่ายจากอากาศยานไร้คนขับบริเวณอ่างเก็บน้ำบางพระ

ปี พ.ศ.2558-2559 ได้มีการจัดซื้ออากาศยานไร้คนขับแบบปีกตรึง (Fixed Wing) เพื่อปฏิบัติงานด้านการจัดทำแผนที่โครงการชลประทาน

Trimble รุ่น UX5 HP มีคุณลักษณะเฉพาะ

– เป็นอากาศยานชนิดปีกตรึง

– ลำตัวเครื่องบินมีน้ำหนัก 2.9 กิโลกรัม

– มีระบบบินกลับอัตโนมัติในกรณีขาดการติดต่อกับส่วนควบคุมภาคพื้นดิน

– มีระบบติดตามสัญญาณในกรณีขาดการเชื่อมต่อกับระบบควบคุม หรือไม่สามารถรับ สัญญาณ GPS

– เพดานบินสูงสุดไม่เกิน 750 เมตร

– ความเร็วการบิน 85 กิโลเมตรต่อชั่วโมง

– บินในสภาพความเร็วลมได้ 55 กิโลเมตรต่อชั่วโมง

– ระบบการสื่อสารผ่านคลื่นวิทยุ ในระยะทางไม่เกิน 5 กิโลเมตร

โปรแกรมคำนวณ Trimble Business

ปี พ.ศ.2560 ได้มีการจัดซื้ออากาศยานไร้คนขับแบบผสมชนิดปีกตรึง (Fixed Wing) ที่เพิ่ม ปีกหมุน (Multirotor) เพื่อเพิ่มความสามารถในการขึ้น-ลงทางดิ่ง

รุ่น PIGEON – C ขึ้นลงทางดิ่ง VTOL (Vertical Take-Off and Landing)

   PIGEON – C คุณลักษณะเฉพาะ

– ใช้ระบบขึ้น-ลง แบบทางดิ่ง

– น้ำหนักพร้อมบิน 8 กิโลกรัม

– ความยาวปีก 250 เซนติเมตร

– Sensor Sony Alpha 5100 A7R RX1mII

– วัสดุตัวลำ Composites

– มีระบบกล้องนำทาง FPV system

– ระบบสื่อสาร 20 กิโลเมตร

– ระยะเวลาในการบินประมาณ 60 นาที ครอบคลุม พื้นที่ 12 ตร.กม. ที่ความสูง 900 เมตร GSD 13 เซนติเมตร

4. งานสำรวจด้วยกล้องสำรวจแบบกราดภาพ 3 มิติ พร้อมอุปกรณ์ (3D LASER Scanner)

ปี พ.ศ.2558 จัดหาเครื่องมือสำรวจด้วยกล้องสำรวจแบบกราดภาพ 3 มิติ (3D Laser Scanner)

 Leica Geosystem P20 มีคุณลักษณะเฉพาะ

  – สแกนจุดรังวัดแบบอัตโนมัติ อัตรา 1,000,000 จุด/นาที

  – วัตถุระยะทางไกลสุด 120 เมตร

  – ความคลาดเคลื่อนของระยะไม่เกิน 4 มิลลิเมตร

  – มุมมองสแกนวัตถุแนวราบไม่น้อยกว่า 360 องศา แนวดิ่งไม่น้อยกว่า 270 องศา

  – ข้อมูล แบบ 3D Point Cloud

ปี พ.ศ. 2562  “ธารทิพย์ 01-33”

โครงการพัฒนาอากาศยานไร้คนขับสำหรับผลิตแผนที่ภาพถ่ายทางอากาศ เพื่อการชลประทาน Development of UAVs Mapping for Irrigation ซึ่งได้รับการสนับสนุนงบประมาณในการพัฒนาจากสำนักวิจัยและพัฒนา โดยได้รับเกียรติจาก ดร.ทองเปลว กองจันทร์ ตั้งชื่อให้ว่า “ธารทิพย์ 01-33” ซึ่งเป็นอธิบดีคนที่ 33 ของกรมชลประทาน และเป็นงานวิจัยอากาศยานไร้คนขับลำที่ 1

คุณลักษณะเฉพาะ

– ความยาวปีก 200 เซนติเมตร

– น้ำหนักพร้อมบิน 3.5 กิโลกรัม

– วัสดุตัวลำ Composites EPP foam

– ระยะสัญญาณสื่อสาร 10 กิโลเมตร

– มีระบบกล้องนำทาง FPV System

– Sensor Sony Alpha 5100 A7R RX1mII Map02 ความละเอียดภาพสูงสุด 1 เซนติเมตร

– ระยะเวลาในการบินประมาณ 60 นาที ครอบคลุม พื้นที่ 10 ตร.กม. ที่ความสูง 900 เมตร

– Take-off โดยการโยนขึ้นด้วยมือ Hand launch

– ลงจอดโดยใช้ส่วนอกกระแทก Belly Landing

ปี พ.ศ. 2563 เทคโนโลยีการทำแผนที่โดยใช้ไลดาร์บนอากาศยานไร้คนขับชนิดหลายใบพัด

คุณลักษณะเฉพาะ

– โครงสร้างอากาศยานเป็น Carbon Frame Structure

– มีใบพัดจำนวน 8 ใบพัด

– มีระบบปัญญาประดิษฐ์ช่วยควบคุมเสถียรภาพ ในกรณีที่มอเตอร์ไม่เกิน 2 ตัวหยุดทำงาน

– ความเร็วการบินไม่ต่ำกว่า 20 กิโลเมตรต่อชั่วโมง

– มีระบบการสื่อสารได้ไกลมากกว่า 2 กิโลเมตร

– จำนวน Point clouds ในการวัด 420,000จุด/วินาที

– การสะท้อนกลับ (return) ของแสงเลเซอร์ 3 ระดับ

– มีระบบบันทึกภาพช่วงคลื่นตามองเห็น (RGB) ความละเอียด 20 ล้านพิกเซล

– มีระบบวัดพิกัดแบบเฉื่อย (INS=GNSS+IMU)

ผลลัพธ์ คือ ค่าระดับความสูงภูมิประเทศอยู่ในรูปแบบ Point clouds และ DEM

รูปตัดตามขวาง