فتوگرامتری به علم نقشه برداری هوایی گفته می شود که جهت تهیه نقشه های زمینی به کار می رود. اگر بخواهیم تاریخچه ای از نقشه برداری را به طور خلاصه بیان کنیم، باید بگوییم این علم که به آن مهندسی ژئوماتیک نیز می گویند از زمان های گذشته تاکنون بر اساس روش های متفاوت انجام شده است که یکی از جدیدترین روش ها در این زمینه استفاده از انواع پهپاد فتوگرامتری است.
در نقشه برداری اطلاعات مکانی از عوارض روی زمین و ناهمواری های آن بر حسب مقیاس مشخص به صورت نقشه های زمینی تهیه می شوند تا در کاربری های متفاوتی مورد استفاده قرار گیرد. از این نظر علم ژئوماتیک یا نقشه برداری زمینی از اهمیت بالایی برخوردار است و هدف اصلی آن بررسی تغییرات زمین در ابعاد گسترده است.
مروری بر تاریخچه ای از نقشه برداری در باستان
نقشه برداری قدمتی بسیار دیرینه دارد و به ۵۰۰۰ سال پیش برمی گردد. از زمان های گذشته تا کنون بشر به اهمیت این علم واقف بوده به گونه ای که اولین نقشه زمینی روی لوح سفالی بابلی به خوبی قابل مشاهده است.
در آن زمان تصویربرداری به صورت ذهنی انجام می شد و افراد در طول سفر، برداشت های خود را به صورت نقشه روی مکان های متفاوت ترسیم می کردند. این برداشت های ذهنی از محیط جغرافیایی به آنها کمک می کرد تا مکان های دیدنی را ثبت کنند و محل عبور رودخانه، کوه، مسیرهای تجاری و بسیاری از نواحی شهری را به تصویر بکشند.
پیدایش اولین نقشه زمینی تا نقشه های امروزی
در بررسی تاریخچه ای از نقشه برداری باید بگوییم در سال ۱۴۸۲ اولین نقشه جهانی بطلمیوس اخترشناس، ریاضیدان و جغرافیدان یونانی ترسیم شد که در آن خطوط طول و عرض جغرافیایی با ویژگی های بیشتر، همراه با نگاه هنری ظهور پیدا کرد. این نقشه بعدها توسط یونانی ها و رومی ها اصلاح شد و به نام این اختر شناس شهرت پیدا کرد.
رساله علمی بطلمیوس حدود سال ۱۵۰ میلادی به عنوان ژئوگرافی انتشار یافت که شامل: منابع و نقشه های معتبر از مناطق متفاوت جهان همراه با خطوط جغرافیایی بود. این رساله سبب ایجاد انقلابی در نقشه برداری اروپا شد.
در سال ۱۶۶۶ با تاسیس آکادمی علوم فرانسه تحقیقات علمی و دقیق تری در جهت بهبود نقشه برداری صورت گرفت. بهبود نقشه استرالیا در دهه ۱۸۵۰ یکی از نمونه های برجسته این آکادمی عنوان می شود. این نقشه های اولیه به صورت ساده و سیاه سفید ترسیم می شدند که خطوط ساحلی، مرزی، کوه ها، رودخانه، مکان ها و غیره در آنها قابل مشاهده بود.
با گذشت زمان و پیشرفت علم، نرم افزار ها و تجهیزات نقشه برداری متفاوتی اختراع شد تا نقشه هایی دقیق تر همراه با جزئیات و مقیاس صحیح در اختیار افراد قرار گیرد. در دوران مدرن تکنیک های نقشه برداری به اوج پیشرفت و دقت خود رسید که در آن کلیه مکان ها، رودخانه ها، خطوط ساحلی و مرزی به صورت رنگی و با کد ارتفاعی دقیق ترسیم شد.
تاریخچه ای از نقشه برداری هوایی
همانطور که گفته شد ترسیم نقشه های زمینی در مقیاس جهانی به دلیل وسعت بالای طول و عرض جغرافیایی از طریق نقشه برداری زمینی انجام نخواهد شد. به همین دلیل عکس برداری هوایی از سال ۱۹۳۰ پا به عرصه ظهور گذاشت تا این امر را برای نقشه بردار ها آسان کند.
از این طریق در سرعت تهیه نقشه های زمینی و هزینه های نقشه برداری نیز تغییرات چشمگیری مشاهده شد. در تاریخچه ای از نقشه برداری ذکر شده است که در اواخر دهه ۱۹۵۰ رایانه ها در این خصوص پا به عرصه ظهور گذاشتند. از این رو تحولی بسیار عظیم در علم زمین شناسی رخ داد که از این طریق سیستم های ماهواره ای با دسترسی به تمامی نقاط زمین جزئیات بالایی را در اختیار نقشه بردارها قرار دادند.
در فتوگرامتری فضایی، آنالیز تصاویر ماهواره ای سبب دسترسی به اطلاعات مکانی یک منطقه خواهد شد. این نقشه برداری از طریق تصویربرداری توسط فضاپیماها انجام می شود و مقیاس وسیع تا کوچکی از سطح زمین را در بر می گیرد. این تصاویر ماهواره ای از ارتفاع چند هزار کیلومتری سطح زمین گرفته می شوند و از کیفیت بسیار بالایی برخوردار هستند.
زمان ظهور پهپاد ها در جهان
فتوگرامتری به علمی گفته می شود که از طریق عکس برداری هوایی و ارائه تصاویر آنالوگ و دیجیتال، نقشه هایی با دقت و جزئیات بالا را در اختیار افراد قرار می دهد. یکی از بهترین تجهیزاتی که در این خصوص اختراع شده است، پهپادهای فتوگرامتری نام دارند.
پهپادها در ارتفاع کمتری از فضاپیماها قرار می گیرند و جهت عکسبرداری از مقیاس کوچکتری از سطح زمین کاربرد دارند. به همین دلیل تهیه نقشه هایی در سطح شهر و استان از این طریق به راحتی انجام می شود.
در واقع عکس هایی که به وسیله پهپاد ها گرفته می شود، از طریق نرم افزارهای مخصوص فتوگرامتری به نقشه هایی دقیق با خطوط طول و عرض جغرافیایی تبدیل خواهد شد. تاریخچه فتوگرامتری به سال ها قبل برمی گردد با این حال پهپاد برای اولین بار در سال ۱۹۱۳ ساخته و رونمایی شد.
با پیشرفت تکنولوژی دومین پهپاد در سال ۱۹۱۸ ظهور پیدا کرد که توسط کمپانی باگ به مرحله تولید رسید. در آن زمان پهپادها به سیستم ها و الگوریتم های نقشه برداری مجهز نبودند و تنها کاربرد جنگی و نظامی داشتند. به مرور زمان این تجهیزات در موارد بسیاری از جمله نقشه برداری هوایی به کار رفتند و در این زمینه بسیار مفید واقع شدند.
تاریخچه ای از نقشه برداری با پهپاد های فتوگرامتری در ایران
سال ساخت این تجهیزات بسیار حرفه ای از سال ۱۳۶۰ در ایران رقم خورد. با این حال این پروسه به دلیل انقلاب با مشکلاتی مواجه شد. بعد از ۴ سال اولین پهپاد ایرانی در زمان جنگ ایران و عراق با هدف نظامی ساخته شد. به مرور زمان این تجهیزات در کلیه زمینه ها به خصوص نقشه برداری هوایی کاربرد گسترده ای پیدا کرد.
هواپیماهای بدون سرنشین مجهز به دوربین های تصویربرداری با کیفیتی هستند که در فتوگرامتری برد کوتاه به کار می روند. به دلیل کنترل از راه دور این تجهیزات، عکسبرداری با سرعت بسیار بالا و بدون هیچ گونه سختی انجام می شود.
در تاریخچه ای از نقشه برداری، این هواپیماهای بسیار کوچک بدون سرنشین نقشی ویژه دارند. از این رو جهت تهیه نقشه های زمینی در محدوده ای مشخص، دیگر نیازی به عملیات طاقت فرسای نقشه برداری با دوربین های متریک نیست و این امر از طریق عکس های دیجیتالی که از این تجهیزات منتشر می شود، امکان پذیر خواهد بود.
بدین طریق با توجه به ناحیه قرار گیری پهپادها، عکس های دیجیتالی از سطح زمین گرفته می شود تا با همپوشانی روی یکدیگر، نقشه زمین مورد نظر با خطوط جغرافیایی طولی و عرضی، توپوگرافی و غیره قابل ترسیم باشد.
مهندس علی اصغر الیاسی
09112931003