GSD چیست و چگونه محاسبه می شود؟ ذکر 2 نکته مهم در تنظیم ارتفاع پرواز و فاصله کانونی مناسب با توجه به مقدار GSD

GSD اختصار کلمه Ground Sampling Distance که در لغت به معنی فاصله نمونه برداری از زمین یا اندازه هر پیکسل روی تصویر است که نشان می دهد چه ابعادی روی زمین، برای مشخص شدن ارتفاع پرواز در نقشه برداری با پهپاد مورد استفاده قرار می گیرد.

با ما همراه باشید تا اطلاعات کاملی درباره GSD به دست آورید.

رابطه بین GSD و ارتفاع پرواز چیست؟

رابطه بین GSD و ارتفاع پرواز یک رابطه مستقیم است.

بدین صورت هر چقدر ارتفاع پروازی یک دوربین بالاتر باشد اعداد GSD بزرگتر می شود و همچنین هر چقدر جی اس دی بزرگتر باشد تصاویر را با وضوح کمتری همراه با جزئیات مشاهده خواهید کرد و بر عکس این حالت هم می شود اینکه هر چقدر مقدار جی اس دی کمتر باشد تفکیک مکان با قدرت بیشتری قابل انجام است.

برای مثال مقدار GSD اگر 20 متر باشد بدین معنی است که یک پیکسل از تصویر روی زمین برابر با 20 متر است که پیکسل ابعاد مربعی دارد (یعنی400= 20 متر *20 متر) یا اگر این عدد 10 سانتی متر باشد یک پیکسل به اندازه 10 سانتی متر روی زمین است و قدرت تفکیک مکانی در حالت دوم بیشتر از حالت اول است چرا که مقدار GSD کوچکتر است و همین امر باعث جزییات بیشتری از تصویر خواهید بود.

در برخی مواقع اگر ارتفاع پرواز ثابت در نظر گرفته شود، GSD تصاویر گرفته شده امکان دارد مقدار ثابتی نداشته باشند به خاطر اینکه زاویه دوربین و ارتفاع زمین در زمان عکسبرداری دچار تغییرات می شود که در این شرایط در زمان پردازش با استفاده از محاسبه جی اس دی میانگین آن را برای ابر نقاط در نظر خواهند گرفت. که در ادامه روش محاسبه جی اس دی را توضیح خواهیم داد.

روش محاسبه GSD چگونه است؟

اگر می خواهید که که نقشه ایی با مقیاس 1:500 تهیه کنید باید GSD عددی بین 3 تا 5 انتخاب شود.

محاسبه GSD

البته برای محاسبه GSD باید مطابق با دستورالعمل سال 1399 سازمان نقشه برداری کشور اقدام کنید.

فرمول محاسبه GSD

برای محاسبه جی اس دی از فرمول زیر استفاده می شود:

اندازه پیکسل روی سنسور دوربین × فاصله کانونی / ارتفاع پرواز = GSD
= H (m) / FL (mm) × pixel pitch (mm) GSD (m)

که ما هر دو حالت فارسی و مخفف را در فرمول بالا بیان کردیم اما برای درک بیشتر بر اساس عکس بالا H همان ارتفاع پرواز است که بر حسب متر اندازه گیری می شود.

پیکسل پیچ همان اندازه پیکسل روی سنسور دوربین که بر حسب میلی متر است و FL همان فاصله کانونی که بر حسب میلی متر است.

در نهایت جی اس دی بر حسب متر به دست خواهد آمد.

برای خرید عکس هوایی سال های گذشته سازمان نقشه برداری کلیک کنید.

تنظیم ارتفاع پرواز و فاصله کانونی مناسب با توجه به مقدار GSD

تنظیم ارتفاع پرواز و فاصله کانونی مناسب در عکسبرداری از اهمیت بالایی برخوردار است که با توجه به وضعیت زمین و شرایط کاری نیاز به رعایت یکسری نکات دارد که در ادامه این نکات را با هم بررسی خواهیم کرد:

در یک پروژه فتوگرامتری یا نقشه برداری هوایی اگر ارتفاع پرواز را ثابت در نظر بگیریم و فاصله کانونی افزایش پیدا کند باعث می شود که مساحت تحت پوشش در عکس محدودتر شود و مقدار جی اس دی کاهش می یابد که این کاهش مقدار GSD باعث افزایش جزییات بیشتر در عکس می شود.اگر در پروژه فتوگرامتری فاصله کانونی ثابت در نظر بگیریم و ارتفاع پرواز را کاهش دهیم در این حالت باز هم مساحت تحت پوشش در عکس محدودتر می شود و این عامل باعث کاهش مقدار جی اس دی می شود که این کار باعث افزایش قدرت تفکیک مکانی در عکس مورد نظر خواهد شد.

در این حالات باید کاری که انجام داد این است که فواصل بین ایستگاه های عکسبرداری را کاهش دهیم تا بتوانیم مساحت تحت پوشش در عکس را به خوبی تنظیم کنیم.

افزایش ارتفاع پرواز باعث کاهش وضوح جزییات می شود اما در مدلسازی سه بعدی بسیار کمک خواهد کرد.

با افزایش تعداد ایستگاه های عکسبرداری برای اینکه بتوان پوشش طولی را تامین کرد می توان ارتفاع پرواز را کم کرد و فاصله کانونی را افزایش داد.

در حالتی که ایستگاه های عکسبرداری و فاصله کانونی ثابت در نظر گرفت می توان با زیاد کردن ارتفاع پرواز، میزان پوشش طولی را به راحتی افزایش داد.

مقدار GSD چگونه روی تولید نقشه تاثیر می گذارد؟

در نظر داشته باشید که مقدار GSD هر چقدر کوچک تر باشد اغلب موارد باعث می شود جزییات و وضوح تصویر نیز بهتر مشاهده شود اما عواملی همچون کشیده شدن عکس، پایین بودن کیفیت عدسی، شفاف نبودن آب و هوا و پَراش نور و… روی کاهش وضوح عکس و تولید نقشه نهایی تاثیر می گذارند.

با کاهش اندازه پیکسل روی سنسور دوربین (pixel pitch) در واقع سنسور نمی تواند نور لازم را تامین کند و این موضوع باعث کاهش کیفیت عکس و با کاهش کیفیت عکس دقت تولید نقشه هم کاهش می یابد و با کاهش دقت عکس نقشه، کارتوگراف به خوبی نمی تواند عوارض و لبه ساختمان ها را تشخیص و در نهایت ترسیم کند.

برای آشنایی کامل با تجهیزات نقشه برداری کلیک کنید.

جی اس دی در نقشه برداری با پهپاد بسیار مهم است تا ارتفاع پرواز بر اساس کیفیت سنسور دوربین تعیین شود که در نهایت تولید عکس نقشه یا ارتوفتو به خوبی انجام شود.

برای اینکه کیفیت سنسور دوربین به خوبی تنظیم شود نیاز به گزینه ای به نام ایزو یا ISO داریم.

ISO میزان حساسیت سنسور نسبت به نور نامیده می شود به همین خاطر هر چقدر میزان ایزو عددی بالاتر باشد حساسیت سنسور دوربین نیز بالاتر می رود و در نهایت باعث می شود که عکس سفید به روشنی تمایل پیدا کند و اگر ایزو پایین تر انتخاب شود از سفیدی و روشنی عکس کم خواهد شد.

خاطر نشان می سازد هر چقدر ایزوی سنسور را بالاتر انتخاب کنید به دلیل اینکه سنسور دوربین بالاتر می رود باعث ایجاد نویز در عکس می شود نویز در عکس همان نقاط سفید و قرمز رنگ در برخی قسمت ها نقاط سفید و مشکی در داخل عکس است.

سوالات متداول GSD

GSD چیست؟

GSD اختصار کلمه Ground Sampling Distance که در لغت به معنی فاصله نمونه برداری از زمین یا اندازه هر پیکسل روی تصویر است که نشان می دهد چه ابعادی روی زمین، برای مشخص شدن ارتفاع پرواز در نقشه برداری با پهپاد مورد استفاده قرار می گیرد.

فرمول محاسبه GSD چیست؟

برای محاسبه GSD از فرمول زیر استفاده می شود:
اندازه پیکسل روی سنسور دوربین × فاصله کانونی / ارتفاع پرواز = GSD
= H (m) / FL (mm) × pixel pitch (mm) GSD (m)