الفهرس 
UNMANNED AERIAL PHOTOGRAMMETRYOnly 14 pages are availabe for public view
 |  | from | 169 |  |  |
| | | from | 169 | | |
Abstract
يلعب المسح الطبوغرافي دوراً مهماً في العديد من تطبيقات دراسة سطح الأرض، ويعد استخدام الطرق التقليدية لتغطية مساحات كبيرة أمراً غير مناسب؛ حيث يحتاج المزيد من الوقت والتكلفة بالإضافة إلى بعض المخاطر أثناء العمل. علي الجانب الآخر، ُيعد استخدام مرئيات الأقمار الصناعية أمراً غير مناسب؛ حيث ُتعطي درجة وضوح مكانية منخفضة، ولذلك فإن استخدام الطائرات بدون طيار كمنصات للتصوير الجوي هو أحد الحلول المثلي للحصول على نماذج أسطح رقمية وخرائط طبوغرافية بدقة مكانية مناسبة.تواجه عملية معالجة وتحويل الصور الجوية إلي نماذج وخرائط رقمية ثلاثية الابعاد بعض العوائق، من أهم تلك العوائق هي تغطية الصور لأسطح مستوية خالية من المعالم (featureless) والتي تعيق عملية استخراج النقاط من الصور وربطها ببعضها البعض للحصول علي سحابة نقطية ثلاثية الابعاد والتي تعد نواة لتكوين واستخراج النماذج الرقمية المختلفة، لذا ستتناول هذه الرسالة إمكانية استخدام صور الطائرات بدون طيار فوق الاسطح المستوية الخالية من المعالم (featureless) ودقة النماذج المنتجة بواسطتها وإمكانية التغلب علي ذلك العائق وذلك في مرحل العمل الحقلي والتقاط الصور ومرحلة المعالجة والتحليل.بالإضافة إلى بناء واستبناط صيغ ومعادلات رياضية للتنبؤ بدقة السحابة النقطية المنتجة من صور الطائرات بدون طيار فوق الأسطح المستوية مع تغير كلا من ارتفاع الطيران ونسب التداخل بين الصور، وأختبار دقة هذه الصيغ.
الأهــــــــداف
تهدف الرسالة إلي:
1- دراسة إمكانية استخدام الصور الجوية باستخدام الطائرات بدون طيار فوق المناطق المستوية الخالية من المعالم (featureless) لإنتاج النماذج الرقمية والخرائط الطبوغرافية المختلفة وتقييم دقة هذه النماذج والخرائط.
2- دراسة كيفية التغلب على عائق المناطق المستوية الخالية من المعالم (featureless) في كلا من العمل الحقلي ومرحلة التحليل والمعالجة وتحديد أفضل التقنيات والطرق للحصول على أفضل النتائج.
3- في العمل الحقلي، دراسة تأثير كلا من ارتفاع الطيران ودرجة التداخل بين الصور علي دقة بناء النماذج الطبوغرافية وذلك عن طريق دراسة 7 حالات هم:
• أربع ارتفاعات مختلفة (140، 160، 180، 200 متر)
• ثلاث درجات من التداخل (60%، 70%، 80%)
4- في مرحلة معالجة وتحليل الصور، دراسة أربع طرق من المعالجة وربط الصور وهم (IG/blind matching, IG/reference matching, DG/blind matching, and (DG/reference matching بالإضافة إلى دراسة دقتهم وذلك للوصول إلى أفضل وأدق هذه الطرق.
5- بناء واستبناط صيغ ومعادلات رياضية للتنبؤ بدقة السحابة النقطية المنتجة من صور الطائرات بدون طيار فوق الأسطح المستوية مع تغير كلا من ارتفاع الطيران ونسب التداخل بين الصور، وتقييم دقة هذه الصيغ.
وتقع الرسالة في خمسة أبواب هي:
البـــــاب الأول
حيث يقدم البـــــاب الأول عدة نقاط منها: ”مــقدمة أساسيـــة عن مشروع البحث”: وتتضمن هـــذه المــقدمة تعريفاً لبعض المصطلحات والمفاهيم التي تتعلق بموضوع الدراسة، كما يوضح البــاب الأول أهمية موضوع البحث والأهــداف المرجــوة منه كما تناول بعض الأبحاث المنشورة المتعلقة بمشروع البحث والمتعلقة بدراسة استخدام الطائرات بدون طيار في المساحة التصويرية والبرامج المستخدمة واستخداماتها في التطبيقات الطبوغرافية ودقتها، بالإضافة إلى الأبحاث المتعلقة بالعوامل المؤثرة علي دقة النماذج المنتجة من صور الطائرات بدون طيار.
البــــــاب الثانـــــي
ويوضح الباب الثاني الأسس النظرية لبعض المفاهيم والمصطلحات الخاصة لعلم المساحة التصويرية وأنواعه وأنظمته المختلفة، كما يتناول مميزات وعيوب المساحة التصويرية ويحتوي أيضاً على عرض مختصر للطائرات بدون طيار وخصائصها ومميزاتها مقارنة بالمساحة التصويرية باستخدام الطائرات التقليدية، كما تناول هذا الباب أنواع الطائرات بدون طيار المستخدمة كمنصات في التصوير الجوي ومميزات وخصائص واستخدامات كل نوع منها.
البـــــــاب الثالــــــث
يتناول الباب الثالث الأسس النظرية والمعادلات الرياضية الخاصة بمعالجة وتحليل صور الطائرات بدون طيار وذلك باستخدام تقنية (Structure from Motion) والتي تقوم بتحويل الصور المتداخلة إلى سحابة نقطية معلومة الإحداثيات في نُظم الإحداثيات الأرضية العالمية، كما يحتوي هذا الباب على شرح تفصيلي للمبادئ الفيزيائية والرياضية للخوارزميات المتعلقة بموضوع البحث.
البـــــــاب الرابـــــــع
يتناول هذا الباب البيانات المستخدمة في هــذا البحث وهي عبارة عن مجموعة من الصورة الجوية ملتقطة بواسطة كاميرا ((SONY ILCE-5100 ذات بعد بؤري 16 مم مثبتة فوق طائرة بدون طيار (UAV UX5) وعدد من نقاط التحكم الأرضية وشرح كيفية الحصول على هذه البيانات، كما يتناول هذا الباب شرح منهجية العمل المتبعة للحصول على النتائج المرجوة من هذه الدراسة.
ويحتوي هذا الباب أيضاً على النتائج التي تم التوصل إليها من هذه الدراسة وتحليل هذه النتائج والتعليق عليها: حيث أوضحت النتائج إمكانية استخدام الصور الجوية الملتقطة من طائرات بدون طيار في التطبيقات الطبوغرافية وإنتاج الخرائط والنماذج الرقمية ثلاثية الابعاد بدقة تصل إلى 0.036 متراً فوق الاسطح المستوية الخالية من المعالم. كما أن ارتفاعات الطيران المنخفضة أعطت نتائج ذات دقة عالية، وزيادة ارتفاع الطيران قد يكون وسيلة لتقليل الوقت والتكلفة مع المحافظة على إعطاء دقة هندسية مقبولة للخرائط المنتجة. كما أن زيادة درجة التداخل أدت إلي زيادة الدقة وان النتائج المقبولة تم الحصول عليها من خلال جميع الارتفاعات المختلفة مع درجة تداخل لا تقل عن 80%. وفي مرحلة المعالجة، أعطت الطرق المختلفة من المعالجة نتائج مقبولة.
تم استخدام تحليل الانحدار غير الخطي متعدد المتغيرات لايجاد العلاقة بين الدقة الهندسية وتداخل الصورة وارتفاع الطيران، تم استنباط صيغتين رياضيتين تتنبأ بالدقة الهندسية لسحابة النقط بواسطة صور الطائرات بدون طيار فوق المناطق المستوية. بلغت دقة هذه الصيغ 93.08٪ و91.755٪ لصيغتي الارجاع المباشر ((DG وغير المباشر ((IG على الترتيب.
البـــــــاب الخامـــــــس
يحتوي الباب الخامس على ملخص للنتائج التي تم التوصل إليها من هذه الدراسة وعلى مقترح لعدد من التوصيات لتطبيقها في الدراسات المستقبلية.
ومن أهم النتائج لهذه الدراسة:
* إمكانية استخدام الصور الجوية الملتقطة فوق المناطق المستوية الخالية من المعالم (featureless) من طائرات بدون طيار في التطبيقات الطبوغرافية وإنتاج الخرائط والنماذج الرقمية ثلاثية الابعاد بدقة تصل إلى 0.036 متراً
* اعتماداً على التحليل والمقارنات التي تمت لارتفاعات طيران مختلفة تبين أن ارتفاعات الطيران المنخفضة ودرجات التداخل العليا أعطت أعلي دقة للنماذج الرقمية المنتجة.
* زيادة ارتفاع الطيران قد يكون وسيلة لتقليل الوقت والتكلفة مع المحافظة على إعطاء دقة هندسية مقبولة للخرائط الرقمية المنتجة.
* الارتفاعات المختلفة (140، 160، 180، 200 متر) أعطت دقة هندسية للنماذج المنتجة بلغت 0.043، 0.049، 0.052، 0.057 متر في الارجاع الجغرافي غير المباشر وبلغت 0.036، 0.039، 0.048، 0.053 متر في الارجاع الجغرافي المباشر على الترتيب.
* زيادة درجة التداخل أدت إلي زيادة الدقة وأن النتائج المقبولة تم الحصول عليها من خلال درجة تداخل لا تقل عن 80%.
* درجة التداخل 80% أعطت دقة 0.049، 0.039 متر للإرجاع غير المباشر والمباشر على الترتيب، بينما درجة التداخل 70% أعطت دقة 0.124، 0.099 متر للإرجاع غير المباشر والمباشر على الترتيب، درجة التداخل 60% أعطت دقة 0.685، 0.435 متر للإرجاع غير المباشر والمباشر على الترتيب.
* في مرحلة المعالجة والتحليل، أعطت طريقةIG/reference أعلي دقة والتي بلغت 0.043، 0.069 متر للنماذج الرقمية المنتجة وعناصر التوجيه الخارجية الخطية على الترتيب وذلك مع ارتفاع طيران 178 متر ونسبة تداخل 80% بين الصور.
* أعلي درجة تداخل مع اقل ارتفاع للطيران أعطي أكبر كثافة للسحابة النقطية وأكبر عدد من matching points الصحيحة مع أكبر وقت من المعالجة.
* أعطت طريقة Reference align)) أعليmatching points صحيحة واقل وقت للمعالجة واعلي average tie point multiplicity
* تم استنباط صيغتين رياضيتين تتنبأ بالدقة الهندسية لسحابة النقط بواسطة صور الطائرات بدون طيار فوق المناطق المستوية. بلغت دقة هذه الصيغ 92.76 ٪ و91.91٪ لصيغتي الارجاع المباشر ((DG وغير المباشر ((IG على الترتيب.
ومن التوصيات المقترحة نتيجة هذه الدراسة:
* يوصي بدراسة تأثير بعض العناصر على الدقة مثل سرعة الطيران والظلال ودرجة الإضاءة في الصور ونوع الكاميرا المستخدمة.
* يوصي بدراسة تأثير عدد النقاط المستخدمة في ربط ودمج الصور معا على الدقة.
* يوصي بدراسة تأثير تقسيم المنطقة إلى عناصر أقل (Chunks) ومعالجة كل عنصر على حدة ودمجهم معاً بعد المعالجة.
* يوصي بدراسة تأثير العوامل الجوية مثل الرياح على الصور المنتجة ودقة السحابة النقطية.
* يوصي بدراسة إمكانية استخدام تقنية Precise Point Positioning في الإرجاع الجغرافي المباشر في تحديد عناصر التوجيه الخارجي الخطية.