3. تطبيقات نظام تحديد المواقع العالمي GPS

الإسناد الجغرافي أو الترميز الجغرافي (2\2)

يسمح استخدام بيانات نظام تحديد المواقع العالمي (GPS) بقياس مباشر لموقع المستشعر متعدد الأطياف في وقت التقاط الصورة، مما يتيح تصحيح وتعديل الصورة بالرجوع إلى هذة البيانات عن موضع و اتجاه وزوايا ميل الطائرة في وقت لاحق.

ماذا تفعل وحدة GPS أثناء التقاط الصورة؟

يتم الأخذ في الاعتبار، الموقع المتغير باستمرار لمستقبل (GPS) على مدى الفترة الزمنية للتصوير عند حساب سرعة الطائرة. في الترميز الجغرافي، يتم دمج بيانات GPS مع ما يسمى بوحدات قياس الممانعة (IMU). هذه الوحدات هي المستشعرات التي تساعد على قياس التسارع الخطي والحركة الدورانية على طول المحور الطولي والعرضي للطائرة. وبذلك، تتوفر أيضًا بيانات حول موضع الطائرة وزوايا ميلانها، فيما يمكن دمج هذه البيانات مع بيانات موقع جهاز ا لـ GPS.

Zoom Sign
GPS und IMU
مكونات أجهزة الاستشعار في الطائرة للمساعدة في الترميز الجغرافي.


يقوم مبدأ الترميز الجغرافي بالربط بين نقطة أو موقع على سطح الأرض بما يقابله في الصورة (البيانات) التي تم الحصول عليها من جسم متحرك (طائرة أو قمر صناعي) من أجل تقديم صورة دقيقة لسطح الأرض. يعد الترميز الجغرافي ضروريًا لإزالة التشوهات الهندسية (الإزاحات المكانية) في بيانات الصورة. تُعرف هذه العملية أيضًا باسم تصحيح الصور.

يمكن تصحيح التشوهات الهندسية (الإزاحات المكانية) في الصور باستخدام الترميز الجغرافي.

خلال التقاط البيانات، يجب معايرة جميع الأنظمة الثلاثة - نظام GPS ووحدات قياس الممانعة IMU وجهاز الاستشعار الطيفي (انظر الرسم التوضيحي على اليمين) - بشكل صحيح. تسمى آلية المعايرة بين هذه الأنظمة بـ اتجاهات المستشعر المدمجة بالإنجليزية Integrated Sensor Orientation واختصارها ISO وتلعب دورًا مهمًا في المعايرة الإجمالية لأنها تأخذ في عين الاعتبار العلاقات بين معاملات المعايرة المختلفة ودقة موقع المستشعر وسرعته الزاوية واتجاهه.

distortet image of a multispectral scanner corrected image of a multispectral scanner
صورة لشارع تم التقاطه بواسطة جهاز استشعار متعدد الأطياف (يظهر قناة طيفية واحدة فقط) على متن طائرة على ارتفاع 300 متر. في أثناء التحليق، قام المستشعر بإجراء مسح بشكل خطي لسطح الأرض. تبدو الصورة اليمنى مشوهة بسبب التأرجح والتمايل في حركة واتجاه الطائرة خلال الرحلة. بعد إزالة التشوهات يظهر الشارع بالشكل المتوقع ظهوره، كما هو موضح في الصورة اليسرى.
المصدر: معهد ألفريد فاجنر للبحوث القطبية والبحرية، بريمرهافن، ألمانيا