เทคโนโลยี สำรวจภูมิประเทศ แบบเคลื่อนที่และผลิตแผนที่รายละเอียดสูง

พฤศจิกายน 14, 2019

ความเป็นมา

จากเหตุการณ์มหาอุทกภัยในปี 2554 ทำให้ ทราบว่าข้อมูลเชิงพื้นที่เพื่อใช้ในการวิเคราะห์และ วางแผนสำหรับการบริหารจัดการภัยพิบัติมีความละเอียดและทันสมัยไม่เพียงพอต่อการจัดการ ภัยพิบัติที่เกิดขึ้น ในปี 2555 สถาบันสารสนเทศ ทรัพยากรน้ำ (องค์การมหาชน) หรือ สสน. จึงได้เริ่ม พัฒนาเทคโนโลยีสำรวจภูมิประเทศแบบเคลื่อนที่และผลิตแผนที่รายละเอียดสูง (MMS: Mobile Mapping System) เป็นเทคโนโลยีสำรวจทางบก ประกอบด้วยอุปกรณ์ Inertial Measurement Unit (IMU) และ อุปกรณ์ระบุตำแหน่งบนผิวโลก (GPS) วางบนแผ่นโยงยึด ติดกับรถสำรวจ โดยข้อมูลสำรวจ ที่ได้อยู่ในรูปแบบของข้อมูลจุดสำรวจ ซึ่งมีค่าความ คลาดเคลื่อนของข้อมูลระดับภูมิประเทศอยู่ที่ 0.5-1 เมตร

ระบบ Sensor

ระบบนำวิถีแบบเฉื่อยรุ่น (Inertial Measurement Unit : IMU) ประกอบด้วย 2 ส่วน คือ Accelerometers และ Gyroscopes เป็นอุปกรณ์ที่ใช้วัดทิศทางตามแกน X Y และ Z และอัตราเร่งตามแกนต่างๆ

ระบบนำวิถีแบบเฉื่อยรุ่น (Inertial Measurement Unit : IMU)

ระบบนำทางด้วยดาวเทียม (Global Positioning System : GPS) คือระบบระบุตำแหน่ง โดยใช้สัญญาณจากกลุ่มดาวเทียม นำทาง ซึ่งปัจจุบันมีให้ใช้บริการได้ฟรีจากหลายประเทศ โดยดาวเทียมนำทางที่ให้บริการหลักจะประกอบด้วย
1. GPS ของประเทศสหรัฐอเมริกา มี 32 ดวง
2. GLONASS ของประเทศรัสเซีย มี 30 ดวง

Dual antenna GPS+Glonass receivers

การพัฒนาระบบ MMS ระยะที่ 2

ในปี 2560 สสน. ได้พัฒนาระบบ ร่วมกับมหาวิทยาลัยเทคโนโลยีพระจอม เกล้าพระนครเหนือ โดยนำเทคโนโลยี Laser Scanner และกล้องถ่ายภาพที่ ให้ความละเอียดและความถูกต้องสูง เข้ามาใช้งานร่วมกับระบบเดิม และปรับปรุง ชุดติดตั้งบนยานสำรวจเพื่อให้รองรับ อุปกรณ์ได้หลากหลาย

รถสำรวจภูมิประเทศ ถูกพัฒนาอย่างต่อเนื่อง เพื่อให้ สามารถใช้งานได้ง่าย และสะดวกมากขึ้น ระบบรถสำรวจปี 2560 มีการพัฒนาโดยเพิ่ม เติมเซ็นเซอร์เข้าไปอีก 2 ชนิด ได้แก่ กล้องถ่าย ภาพรอบทิศทาง 360 องศา ความละเอียดสูง และเลเซอร์สแกนเนอร์ อีกทั้งยังปรับปรุงอุปกรณ์ รับสัญญาณดาวเทียมจากระบบ GPS เป็น GNSS ส่งผลให้ระบบมีความถูกต้องทาง ตำแหน่งสูงขึ้น รถสำรวจภูมิประเทศ ประกอบด้วยเซ็นเซอร์ จากระบบเดิม 2 ชนิด โดยปรับปรุงตัวรับ สัญญาณ GPS เป็น GNSS และเพิ่มเติม เซ็นเซอร์ 2 ชนิด ประกอบด้วยอุปกรณ์ ดังนี้

ระบบนำทางด้วยดาวเทียม (Global Navigation Satellite System : GNSS) คือระบบระบุตำแหน่ง โดยใช้สัญญาณจากกลุ่มดาวเทียมนำทาง ซึ่งปัจจุบันมีให้ใช้บริการจากหลายประเทศโดยไม่คิดค่าใช้จ่าย ดาวเทียม นำทางหลักที่ให้บริการประกอบไปด้วย
1. GPS ของประเทศสหรัฐอเมริกา มี 32 ดวง
2. GLONASS ของประเทศรัสเซีย มี 30 ดวง
3. Compass หรือ BeiDou ของประเทศจีน มี 35 ดวง
4. Galileo ของ กลุ่มสหภาพยุโรป

เลเซอร์วัดระยะทางแบบ 360 องศา เป็นอุปกรณ์ที่ใช้สำหรับวัดระยะทาง ระหว่าง Sensor กับวัตถุ โดยจะมีมุมในการ กวาดเก็บข้อมูล 360 องศา ระยะที่สามารถ วัดได้ไกลที่สุดอยู่ที่ 100 เมตร นำมาใช้ในการ สำรวจวัตถุที่อยู่ตามแนวสำรวจเพื่อตรวจวัด สภาพภูมิประเทศโดยรอบยานสำรวจ และ นำผลที่ได้มาสร้างเป็นแบบจำลองภูมิประเทศ 3 มิติ ใช้ในการวิเคราะห์คาดการณ์ และวาง แผนที่เหมาะสมในการบริหารจัดการภัยพิบัติ

กล้องถ่ายภาพมุมกว้างรุ่น Point Grey Ladybug 5 กล้องถ่ายภาพรอบทิศทาง 360 องศา มีความละเอียดของภาพสูง โดยมีกล้อง ทั้งหมด 6 ตัว ความละเอียดตัวละ 5 megapixel ใช้ สำหรับถ่ายภาพเพื่อติดตามสถานการณ์ ณ เวลานั้น ๆ โดยภาพที่ถ่ายได้จะมีพิกัดติดมาด้วย ทำให้ทราบตำแหน่งถ่ายภาพอีกด้วย

การพัฒนาระบบ MMS ระยะที่ 3

ในปี พ.ศ. 2561 สสน. ได้พัฒนาระบบ เทคโนโลยีสำรวจภูมิ ประเทศแบบเคลื่อนที่และผลิต แผนที่รายละเอียดสูงอย่างต่อเนื่อง โดยพัฒนาร่วมกับมหาวิทยาลัยศรีนคริทร วิโรฒ สสน. ได้เล็งเห็นประโยชน์ของการนำเทคโนโลยี สำรวจภูมิประเทศแบบเคลื่อนที่มาใช้ปรับปรุงข้อมูลภูมิประเทศ ให้ทันสมัยและมีความถูกต้องสูง ทั้งนี้เพื่อเพิ่มประสิทธิภาพของ ระบบ MMS จึงได้เพิ่มอุปกรณ์วัดรอบและอัตราเร่งของล้อรถ หรือ Distance Measuring Instrument : DMI เพื่อให้ความถูกต้องแม่นยำ ในการตรวจวัดข้อมูลภูมิประเทศสูงขึ้น อีกทั้งยังพัฒนาระบบ ประมวลผลข้อมูลสำรวจให้อยู่ในรูปแบบ 3 มิติ และระบบ จัดเก็บข้อมูลอีกด้วย ซึ่งข้อมูลดังกล่าวมีส่วนสำคัญ ที่จะช่วยให้การติดตามสถานการณ์น้ำ การวาง แผนและบริหารจัดการน้ำ ตลอดจนใช้เป็น ข้อมูลเชิงพื้นที่เพื่อประกอบการตัดสินใจที่มีความถูกต้อง เหมาะสม และตรงกับความต้องการ กับลักษณะใน
พื้นที่มาก

การพัฒนาอุปกรณ์การสำรวจภูมิประเทศแบบเคลื่อนที่ ประสิทธิภาพสูง มุ่งเน้นเพื่อพัฒนาให้ระบบสามารถติดตั้งได้ง่าย บนพาหนะสำรวจหลายรูปแบบ ได้แก่ รถยนต์ มอเตอร์ไซด์ และเรือ สำรวจ ที่มีความถูกต้องมากกว่า 10 เซนติเมตร ที่ระยะ 3 เมตร จากจุดเปิด ถ่ายภาพ โดยสามารถทำงานด้วยระบบแบตเตอรี่ได้อย่างต่อเนื่องไม่น้อยกว่า 2 ชั่วโมง

นอกจากนี้ สสน. ยังได้พัฒนา Interface board ซึ่งใช้สำหรับใช้ เชื่อมต่อเซ็นเซอร์และรวมรวมข้อมูลจากเซ็นเซอร์แต่ละชนิดเพื่อนำไป ประมวลผลร่วมกัน โดยใช้ GPS Time เป็นตัวอ้างอิงข้อมูลจากทุก เซ็นเซอร์ในช่วงเวลานั้น ๆ

ข้อมูลจากระบบ MMS

ภาพถ่ายสภาพพื้นที่ เป็นภาพถ่ายความละเอียดสูงที่ได้ จากกล้อง Ladybug 5 โดยถ่ายกวาด ได้มุม 360 องศา ทำให้สามารถเห็น สภาพพื้นที่โดยรอบยานสำรวจได้แบบครบถ้วน ภาพที่ถ่ายได้จากระบบ MMS เป็นภาพที่มีพิกัดความแม่นยำสูงจากอุปกรณ์รับสัญญาณ GNSS แบบ หลายความถี่ สามารถทราบถึงตำแหน่ง ของภาพนั้นได้อย่างถูกต้องแม่นยำ

Point cloud เป็นข้อมูลจุดสำรวจที่ได้จากการ สำรวจด้วย Laser Scanner โดยข้อมูล จะถูกแปลงจากข้อมูลดิบให้อยู่ในรูปแบบ ของ las ไฟล์ โดยนำข้อมูลจาก Laser มารวมกับข้อมูลตำแหน่งจากระบบ GNSS ด้วยโปรแกรมประยุกต์ที่ทาง สสน. พัฒนาขึ้น ข้อมูลชุดนี้จะนำไป สร้างเป็นแบบจำลองภูมิประเทศ 3 มิติ เพื่อใช้ในการสร้างแบบจำลองคาดการณ์ สถานการณ์ที่มีความถูกต้องสูงต่อไป

แบบจำลองภูมิประเทศ ระบบ MMS เป็นระบบที่ใช้ในการ เก็บข้อมูลภูมิประเทศที่มีความถูกต้อง แม่นยำ และละเอียดสูง ข้อมูลมีความ ทันสมัย โดยการเก็บข้อมูลจะสามารถ ทำได้หลากหลาย Platform เช่น รถ สำรวจ อากาศยานไร้คนขับ(UAV) และ อื่น ๆ ข้อมูลจากการสำรวจสามารถ นำมาเข้าสู่โปรแกรมประมวลผล และ สร้างออกมาเป็นแบบจำลองภูมิประเทศ 3 มิติ ความถูกต้องสูง เพื่อนำไปใช้ใน การบริหารจัดการพื้นที่ทั้งในช่วงเวลาปกติ และช่วงเวลาที่เกิดภัยพิบัติได้ อย่างมีประสิทธิภาพ

แบ่งบัน / Share
0Shares

งานวิจัยและพัฒนาอื่นๆ