การส ารวจท าแผนท่ี

พ.อ.ศุภฤกษ์ ชยัชนะ

E-mail:suprtsd@msn.com

www.geocities.com/sup2822911

รูปถ่ายทางอากาศ คือ รูปถ่ายต่างๆ ที่ถ่ายจากอากาศยาน เช่น เครื่องบิน เครื่องบินที่ไม่มีคนขับ บอลลูน ประโยชน์ของภาพถ่ายทางอากาศนั้นมีมากมาย เช่นใช้ผลิตแผนที่ หรือใช้ร่วมกับแผนที่เพื่อดูรายละเอียด ที่เปลี่ยนแปลงไปจากแผนที่

ชนิดของรูปถ่ายทางอากาศมี 4 ชนิดคือรูปถ่ายดิ่ง คือรูปถ่ายที่ใช้ประโยชน์มากที่สุด เพราะให้รายละเอียดที่ตรงความเป็นจริงมากสุด ภาพถ่ายดิ่งแกนกล้องจะเอียงไม่เกิน +/- 3 องศา

รูปถ่ายเฉียงน้อย คือรูปถ่ายที่เอียงเกิน +/- 3 องศา แต่ไม่เห็นเส้นขอบฟ้า

รูปถ่ายเฉียงมาก คือรูปถ่ายที่ถ่ายเอียงมากและเห็นเส้นขอบฟ้า ข้อดีคือครอบคลุมบริเวณได้กว้างกว่า รูปถ่ายดิ่ง แต่ให้รายละเอียดที่ไม่ตรงความเป็นจริง

รูปถ่ายผสม คือรูปถ่ายที่ถ่ายด้วยกล้องถ่ายภาพทางอากาศหลายตัว ให้ทั้งภาพถ่ายดิ่งและภาพถ่ายเฉียง

ภาพถ่ายไม่ใช่แผนที่เพราะ

• ภาพถ่ายทางอากาศจะมีมาตราส่วนไม่เท่ากันตลอดทั้งภาพ ตรงข้ามกับแผนที่จะมีมาตราส่วนเท่ากนัทั้งภาพ

• ภาพถ่ายทางอากาศ ไม่มีระบบแสดงพิกดัของสิ่งที่ปรากฏบนภาพถ่ายได้• ภาพถ่ายทางอากาศ จะแสดงทุกสิ่งที่ปรากฏบนผิวโลกโดยมีสิ่งที่ควบคุม

คือ ระยะสูงบิน มาตราส่วน และเทคนิดในการผลิต• ภาพถ่ายทางอากาศจะแสดงทุกสิ่งที่อยู่บนพื้นผิวโลก โดยความเป็นจริง

ภาพถ่ายที่น าไปท าแผนที่เราเรียกว่า แผนทีภ่าพถ่าย(Picto map)

ประโยชน์ของภาพถา่ยทางอากาศ

• รายละเอียดที่ปรากฏบนภาพถ่าย ช่วยให้เราเก็บข้อมูลต่างๆได้หลายชนิดในเวลาเดียวกนั

• ภาพถ่ายทางอากาศเป็นการบันทึกเหตุการณ์ต่างๆในเวลานั้น ให้คงอยู่ตลอดไป

• ข้อมูลภาพถ่ายทางอากาศสามารถน ามาเปรียบเทียบกับขอ้มูลประเภทเดียวกันในอดีตได้

รายละเอียดขอบรูปถ่าย

• หมายเลขม้วน• หมายเลขรูป• มาตราส่วน• วัน เดือน ปี ที่ท าการถ่ายรูป• ความสูงบิน• หมายเลขหรือชื่อโครงการ• หน่วยที่ผลิต• รายละเอียดอื่นๆ ที่ต้องการให้ทราบ• อื่น ๆ เช่น เวลาที่ท าการถ่ายภาพ ฟองระดับ ชนิดของเลนซ์

มาตราส่วนของภาพถ่าย

• คืออัตราส่วนระหว่างระยะในรูปถ่ายกับระยะเดียวกันในภูมิประเทศ ซ่ึงเป็นมาตราส่วนโดยประมาณ ไม่ถูกต้องแน่นอนเหมือนแผนที่

มาตราส่วนรูปถ่าย = ระยะรูปถ่าย ระยะในภูมิประเทศ

ฟิลม์ที่ใช้ในการถ่ายรูปทางอากาศ

• ฟิลม์ PANCHROMATIC หรือฟิลม์ขาวด า• ฟิลม์สี• ฟิลม์อินฟราเรด• ฟิลม์พิสูจน์ทราบการซ่อนพราง เป็นฟิลม์พิเศษที่ให้ข่าวสารเกี่ยวกับการ

ซ่อนพลางโดยเฉพาะ ทั้งนี้เพราะพืชพันธ์ตามธรรมชาติจะปรากฏเป็น สีแดง ในขณะที่สิ่งท่ีมนุษย์สร้างขึ้นเป็นสีฟ้า

การหาทิศของรูปถ่ายทางอากาศ

• โดยอาศัยแผนที่• อาศัยเงาของรายละเอียดบนรูปถ่าย• อาศัยเข็มทิศ วิธีนี้ต้องใช้ภูมิประเทศประกอบ

แผนที่ ภาพถ่ายทางอากาศ ภาพถ่ายดาวเทียม

แผนที่ มีการฉายแสงแบบ orthoprojectionภาพถ่ายทางอากาศมีการฉายแสงแบบ central projectionภาพถ่ายดาวเทียมมีการฉายแสงแบบ multi central projection

Ortho projection

Central projection

Multi central projection

ข้อผิดพลาดของภาพถ่ายทางอากาศเมื่อจะน าไปท าแผนที่

1. ข้อผิดพลาดที่เกิดจากอาการเอียงของกล้องถ่ายภาพทางอากาศ2. Relief Displacement กรณีที่พื้นที่นั้นเป็นภูเขา

ข้อผิดพลาดเนื่องจากอาการเอียงของกล้อง

จากเงื่อนไขที่ว่า ต าแหน่งของจุดเปิดถ่าย(X0,Y0,Z0) และอาการเอียงของเครื่องบิน (Kappa,Phi,Omega) ถ้าทราบค่า parameter เหล่านี้จะท าให้การฉายแสง สร้างภาพเป็นภูมิประเทศจริง

ข้อผิดพลาดเนื่องจากความผิดเนื่องจากความสูง

Relief displacement

การท าแผนที่จากภาพถ่ายทางอากาศ

• หลักการ ถ้าเราทราบอาการเอียงของกล้องขณะบินถ่ายภาพทางอากาศ แล้วน ามาสร้างภาพให้เหมือนกับตอนบินถ่ายภาพ เราจะได้ภาพที่ฉายออกมามีสภาพเหมือนภูมิประเทศจริงที่ย่อส่วนมาคือ แผนที่นั่นเอง

องค์ประกอบของการท าแผนทีจ่ากภาพถา่ยทางอากาศ

ภาพถ่ายทางอากาศScale = ?

จุดควบคมุ ทางราบ หรือทัง้ทางราบและทางดิง่ รายละเอียดทีจ่ าเปน็

การรังวัดภาพถา่ยทางอากาศ

การเลือกภาพถ่ายทางอากาศ

• Scale มาตราส่วนภาพถ่าย scale ใหญ่ให้ราบละเอียดทีด่ีแต่ครอบคลุมพื้นที่ได้น้อยกว่า

• ภาพถ่ายแบบ สี หรือ ขาวด า ภาพสีให้การจ าแนกทีด่ีกว่า แต่ราคาแพงมากกว่า

• ขึ้นอยู่กับเคร่ืองมือเขียนแผนที่ คืออัตราส่วนขยาย และค่า c-factor ส าหรับเขียนช่วงต่างเส้นชั้นความสูง

อัตราส่วนขยายของเครื่องมือเขียนแผนที่

ค่า c-factor

C-factor = ค่าความสูงบิน ช่วงเส้นชัน้ความสูง

ตารางเลือกมาตราส่วนของภาพถ่ายเพื่อท าแผนที่

ส าหรับข้อพิจารณาภาพ ortho

วิธีการหาจุดควบคุมหรือ ground control

ลักษณะพึง่ประสงค์ของจุดควบคุม

- ต้องเป็นจุดที่คมชัด เห็นเด่นชัด และชี้จ าแนกได้ง่าย- อยู่ในต าแหน่งภาพที่เหมาะสม

ข้อควรค านึงเกี่ยวกบัการปรับแก้ภาพถ่ายทางอากาศ• ระบบพิกัดที่จะใช้ ขึ้นอยู่กับ

– ขนาดพื้นที่ที่จะจัดท า ถ้าพื้นที่ไม่กว้างมากขนาดทั้งประเทศควรใช้พิกัด กริด

– ถ้าพ้ืนที่กว้างมากให้ใช้พิกัด ภูมิศาสตร์• พื้นหลักฐานที่จะใช้

– ให้ดูว่า ข้อมูลทุยติภูมิ ใช้พื้นหลักฐานอะไร– ถ้าอ้างอิงจากแผนที่ ให้ดูว่า แผนที่ระวางน้ันใช้พื้นหลักฐานอะไร

• L7017 ใช้พื้นหลักฐาน indian 1975

• L7018 ใช้พื้นหลักฐาน WGS84

• ความผิดพลาดที่ยอมให้ได้• ลักษณะพื้นที่ที่จะท าแผนที่ เป็นภูเขาต้องใช้การปรับแก้แบบมีระบบ เพื่อแก้

ความผิดพลาดเนื่องจากความสูง

ข้อก าหนดเรื่องความถูกต้องของแผนที่

• ทางราบ

ร้อยละ 90 ของลักษณะรายละเอียดทางราบ ต้องมีต าแหน่งในแผนที่ต่างจากต าแหน่งจริงได้ไม่เกิน 0.8 มม. ในแผนที่มาตราส่วน 1: 20 000 หรือใหญ่กว่าและไม่เกิน 0.5 มม. ในแผนที่ทีม่ีมาตราส่วนเล็กกว่า 1: 20

000

• ทางดิ่ง

ร้อยละ 90 ของจุดทดสอบค่าระดับสูงจะต้องมีค่าระดับความถูกต้องอยู่ในเกณฑ์คร่ึงหนึ่งของช่วงเส้นชั้นความสูง

ตัวอย่าง

แผนที่ 1: 50 000 ตามมาตรฐานแล้วต้องมีเกณฑ์ความถูกต้องทางราบ = 0.5 x 50 000 = 25 000 มม. หรือ 25 เมตรทางสูง = 1 x 20 = 10 เมตร 2

ฉะนั้นความถูกต้องของจุดควบคุมหรือ Ground control ต้องมีความถูกต้องมากกว่า เกณฑ์ความถูกต้องมาตรฐานของแผนที่(กรณใีช้ภาพถ่ายทางอากาศหรือภาพถ่ายดาวเทียมเพื่อการท าแผนที่)

• โดยทั่วไป ทางราบ จะเท่ากับ คร่ึงหนึ่งของเกณฑ์ ความถูกต้องมาตรฐานของแผนที่

• โดยทั่วไป ทางดิ่ง จะเท่ากับ 1 ของช่วงเส้นชั้นความสูง 5

ความถูกต้องของเครื่องรับสัญญาณ GPS ในแบบต่างๆ

• แบบ น าหน (navigator) ทั่วๆไป = 5-20 เมตร(ทางราบ)• แบบ น าหน ที่มีความละเอียด = 3-5 เมตร(ทางราบ)• DGPS ต่ ากว่า 1 เมตร• แบบท าการรังวัด โดยวิธี ความต่างเฟส ในเครื่องแบบ 1 ความถี่ 2 cm +/- 2

ppm

แบบสองความถี่ 1 cm +/- 1 ppm (ทางราบ ที่มีเส้นฐานไม่เกิน 20

KM)

หมายเหตุ ความสูงจะมีความคลาดเคลื่อนเป็นสองเท่าของทางราบ

ต าแหน่งที่เหมาะสมของจุดควบคุมหรือ ground

control บนภาพถ่ายทางอากาศ (อย่างน้อย 4 จุดและขึ้นอยู่กับสมการ polynomial ที่ใช้)

การ mark ต าแหน่งจุดควบคุม

การเขียน description ลงบนหลังภาพถ่ายทางอากาศ

วิธีการปรับแก้ภาพถา่ยทางอากาศ

การปรับแกเ้ชิงเรขาคณิต (geometric correction) นั้น มีวัตถุประสงค์เพื่อขจัดความเพี้ยนเชิงเรขาคณิตของภาพ ซึ่งกระท าโดยการสร้างความสัมพันธ์ระหว่างระบบพิกัดภาพ และระบบพิกัดภูมิศาสตร์ โดยใช้ข้อมูลปรับเทียบของเครื่องวัด ข้อมูลต าแหน่ง และข้อมูลการทรงตัวที่มีการวัดไว้ จุดควบคมุภาคพื้นดิน สภาพบรรยากาศ ฯลฯ

วิธีการปรับแก้

• แบบมีระบบ– จ าเป็นต้องทราบค่า parameter ของภาพถ่ายทางอากาศ หรือภาพถ่ายดาวเทียม– โดยมากจะใช้งานร่วมกับข้อมูลความสูงภูมิประเทศหรือ DTM เพื่อขจัดความผิด

เนื่องจากความสูงหรือ relief displacement

– เป็นการปรับแก้สมการที่เรียกว่า collinearity

– ผลผลิตที่ได้คือ ภาพแบบ orthophoto

• แบบไม่มีระบบ– ไม่ใช้ค่า parameter ของภาพถ่ายทางอากาศหรือ ภาพถ่ายดาวเทียม– ส่วนมากจะใช้ค่า สมการ polynomial เป็นตัวปรับแก้ ถ้า order 1 ต้องการ จุด

ควบคุม อย่างน้อย 4 จุด order 2 ต้องการจุดควบคุมอย่างน้อย 6 จุด– ไม่ได้แก้ขัอผิดพลาดจากความสูง ใช้บริเวณ พื้นที่ทีเ่ป็นพืน้ราบ ผลผลิตที่ได้คือ ภาพแบบ

rectify

สมการ polynomialOrder 1

x0 = b1 + b2x1 + b3y1

y0 = a1 + a2x1 + a3y1

Order 2

x0 = b1 + b2x1 + b3y1 + b4x12 + b5x1y1 + b6y1

2

y0 = a1 + a2x1 + a3y1 + a4x12 + a5x1y1 + a6y1

2

โดยที่ x0 y0 คือพิกัดภาพถ่ายและ x1 y1 คือพิกัดของจุดควบคุมหรือจุดบนภูมิประเทศ

สมการ collinearity

วิธี resampling หรือ การจัดข้อมูลใหม่

- nearest neighbor- bilinear interpolation- cubic convolution

ขั้นตอนการท าแผนที่จากภาพถ่ายทางอากาศ

• วางแผนขั้นต้น• บินถ่ายภาพ

• วางแผนงานสนามเพื่อหาค่าพิกัด(control point)และแปลภาพ• ออกสนามเพื่อหาค่าพิกัดของจุด control point และแปลภาพ• เขียนแผนที่จากภาพถ่ายทางอากาศโดยอาศัยข้อมูลจากงานสนาม• ประกอบระวาง• พิมพ์แผนที่

การพิจารณารายละเอียดรปูถา่ยหรือการแปลรปูถา่ยใช้หลักการดังต่อไปนี้

• ขนาด• รูปร่าง• เงา• ความเข็มสี• ความสัมพันธ์ของต าแหน่ง การพิจารณารายละเอียดรูปถ่าย ถ้าใช้เครื่องมือ stereoscopic

จะท าใหก้ารสามารถมองเห็นภาพทรวดทรงได้ ท าให้การพิจารณา รายละเอียดดีขึน้