تطبيق تقنية مسح الصور في قياس أحجام الأعمال الترابية

تُعد أعمال قياس التربة خطوة مهمة في إنشاء المشروع، والتي ترتبط ارتباطًا مباشرًا بتقدير التكلفة واختيار مخطط المشروع. لذلك، تحتاج الوحدة الهندسية إلى قياس حجم التربة قبل إنشاء المشروع. ويصبح حساب حجم التربة بسرعة ودقة بواسطة القياس أمرًا يثير قلق الوحدات الهندسية.

خلفية المشروع

هذا المشروع هو المرحلة الثانية من مشروع إنشاء طريق تشنغتشو، ومن المتوقع أن يبلغ طول الطريق وعرضه 2.583 كم و 50 مترًا على التوالي، وسيبلغ الخط الأحمر لنطاق حيازة الأراضي على طول محور الطريق على كلا الجانبين 100 متر إلى الخارج. سيتجاوز الطريق مجرد الراحة للمجتمعات المحلية من حيث النقل والحياة اليومية عند انتهاء المشروع ودخوله الخدمة.
في 13 يونيو 2022، تم إخطار إدارة المشروع من قبل إدارة اللجنة المحلية بضرورة تنظيف كمية كبيرة من مخلفات البناء، التي تولدت أثناء الإنشاء، إلى الموقع المحدد في غضون يومين. وسيتم تسجيل حجم التربة الفعلي وعملية الإنشاء بأكملها بصدق.

تحليل نقاط الضعف

يستخدم معظم المشغلين عادةً الطائرات بدون طيار (UAV) ونظام تحديد المواقع العالمي (RTK) لمشاريع مسح أعمال الحفر. تتطلب الطائرات بدون طيار الاحترافية مؤهلات عالية وتقنيات خبرة من المشغلين، ومع ذلك، تفتقر العديد من وحدات التشغيل إلى طيارين محترفين. وتتطلب أجهزة RTK لاقتناء النقاط في المشروع، قياس كل نقطة يدويًا مما لا يؤدي فقط إلى زيادة أعباء العمل ويستغرق وقتًا طويلاً، بل يجعل أيضًا فقدان النقاط وقياسها بشكل زائد أمرًا محتملاً للغاية. بالإضافة إلى ذلك، من الصعب والخطير قياس سطح الأرض غير المستوي وغير المعروف في بعض الأحيان.

تنفيذ البرنامج

لتطبيق التقنيات الجديدة في المشروع، اختارت إدارة المشروع استخدام Hi-Target vRTK في قياس حجم أعمال الحفر بالاشتراك مع جهاز Hi-Target V200 RTK الحالي.

سير العمل

1. جمع البيانات الميدانية
كان الفريق "أ" يستخدم جهاز V200 RTK في أعمال المسح. ووفقًا لمواصفات GB/T 17160-1997 لرقمنة الخرائط الطبوغرافية بمقاييس 1:500 و1:1000 و1:2000، قام الفريق "أ" بالتحقق من نقاط التحكم بعد أن حصلت إشارة RTK المستلمة من محطة CORS الأساسية على حل ثابت. وعندما استوفت الدقة المتطلبات، يمكن إجراء المسح التفصيلي. أثناء التشغيل، جمع الفريق "أ" وسجل النقاط الواضحة للأجسام الأرضية المتغيرة. ولتحسين كفاءة التشغيل الميداني، تم جمع البيانات في وضع القياس التلقائي لتقليل وقت محاذاة نقاط المركز.

في المقابل، استخدم الفريق "ب" جهاز Hi-Target vRTK لتنفيذ مهمة جمع البيانات في المنطقة المقابلة لمنطقة عمل الفريق "أ" لتجنب التداخل. وبخلاف الفريق "أ"، استغل الفريق "ب" تقنية المسح التصويري لجهاز vRTK لجمع البيانات بعد الانتهاء من التحقق من نقاط التحكم وتلبية الدقة للمتطلبات.

2. معالجة البيانات

يمكن التعرف على نتائج القياس في الوقت الفعلي لجهاز V200 التي حصل عليها الفريق "أ" بواسطة البرنامج الداخلي مباشرة بعد تحويل البيانات إلى تنسيق .dat. عن طريق استيراد نطاق منطقة المسح، وإنشاء نموذج ارتفاع رقمي (DTM) وتوليد شبكة مثلثات أو شبكة مربعة، يمكن تصدير بيانات أعمال الحفر. تظهر العملية التفصيلية في الشكل أدناه.

سمح القياس التصويري لجهاز vRTK للفريق B بمعالجة البيانات في برامج النمذجة الشائعة، ومطابقة بيانات POS بشكل أكبر مع الصور للتحليلات الجوية لتصدير نموذج ثلاثي الأبعاد. نظرًا لمتطلبات هذا المشروع على ارتفاع الحقل المستوي، يمكن حساب حجم التربة مباشرة على النموذج، علاوة على ذلك، يمكن للمعالجة الثانوية للبيانات تحقيق مخرجات نتائج بيانات أكثر ثراءً. العملية التفصيلية في الشكل التالي.

عرض النتائج

بمقارنة نتائج قياس أعمال الحفر التي التقطها جهازا Hi-Target vRTK و Hi-Target V200 RTK، تفاجأت إدارة المشروع بأداء vRTK. "لم نتخيل أبدًا أن RTK يمكنه قياس النقاط كمسح فوتوغرامتري مقرب، وهذا أكثر كفاءة بكثير من طرق قياس أعمال الحفر السابقة بكل المقاييس."
بالإضافة إلى DLG (الرسم الخطي الرقمي)، تتضمن بيانات النتائج أيضًا نموذجًا ثلاثي الأبعاد و DEM (نموذج الارتفاع الرقمي)، مما يجعل البناء ذا كفاءة عالية.

ملخص المشروع

في هذه الحالة من حساب أعمال الحفر، وبمساعدة جهاز RTK عالي الدقة وكاميرات HD، تمكن جهاز Hi-Target vRTK من إجراء قياس الصور الذي أحدث تحسينات كبيرة من حيث جمع البيانات الميدانية، ومعالجة البيانات، ونتائج البيانات مقارنة بطرق قياس RTK التقليدية.

أولاً، كان جمع البيانات الميدانية سريعًا. بالاعتماد على تقنيتها المتميزة في المسح التصويري، تمكنت Hi-Target vRTK من التقاط المعلومات من أي نقطة من الصورة في وقت واحد، بينما يمكن لـ RTK التقليدية الحصول على معلومات من نقطة واحدة فقط في وقت واحد. لذلك، عند التعامل مع نفس حجم العمل، استغرقت vRTK وقتًا أقل لإنهاء عملها.
ثانياً، كانت خطوة معالجة البيانات فعالة. كانت بايتات كل صورة صغيرة دون متطلبات محددة على أجهزة الكمبيوتر على الرغم من أن عملية معالجة البيانات الداخلية لـ vRTK كانت معقدة. يمكن للوقت المستغرق في معالجة البيانات الداخلية أن يعوض بوضوح الوقت المستغرق في الحصول على البيانات الميدانية.

ثالثًا، تنوعت نتائج البيانات. لم يتم تصدير ملف DLG فقط، بل يمكن أيضًا تصدير نتائج النموذج ثلاثي الأبعاد، والصور الجوية عالية الدقة، وبيانات DEM من vRTK لإدارة المشروع لمراقبة وتحديد التقدم الفعلي للمشروع، ودعم القرارات الحكومية بشكل أكبر. بينما كان تصدير البيانات من RTK التقليدي يدعم فقط تنسيق DLG، ويمكن حل مشكلات الاحتفاظ بالأدلة التاريخية والتخزين عن طريق استعادة البيانات فقط.