نقشه برداری با GPS

جی پی اس نقشه برداری چیست؟ و چه کاربردی دارد؟

جی پی اس نقشه برداری زمین ، امروزه به عنوان یک ابزار مهم در میان مهندسان نقشه برداری شناخته می‌شود. این دستگاه به سبب دقت بالایی که دارد، اعتبار نقشه‌های تهیه شده از منابع و مناطق مختلف را افزایش داده و آن‌ها را به نقشه‌های قابل اتکا تبدیل می‌کند.

امروزه استفاده از GPS نقشه برداری در سیستم اطلاعات جغرافیایی (GIS) یک الزام و ضرورت به شمار می‌آید که به تحلیل دقیق و علمی نقشه‌ها کمک می‌کند. برای آشنایی بیشتر با کاربردهای جی پی اس در نقشه برداری ادامه این مطلب رادار را به دقت بخوانید!

اهمیت استفاده از جی پی اس نقشه برداری زمین

GPS یک سیستم موقعیت یابی بسیار دقیق و پیشرفته است که حداقل از 24 ماهواره برای یافتن مکان دقیق اشیاء و افراد استفاده می‌کند. این سیستم اولین بار در سال 1978 و برای اهداف نظامی آمریکا طراحی شد. اما پس از گذشت سال‌ها و آشکار شدن مزایا و قابلیت‌های آن در ردیابی موقعیت، وارد زندگی روزمره مردم گردید. به طوری که در سال‌های اخیر شاهد استفاده‌های فراوان آن در صنایع و عرصه‌های مختلف بودیم.

در این مطلب اما به طور مفصل می‌خواهیم درباره اهمیت استفاده از فناوری جی پی اس نقشه برداری زمین در تهیه نقشه‌های مختلف صحبت کنیم. زیرا با استفاده از این دستگاه می‌توان مدل‌های دقیق و قابل اتکایی از مکان‌های مختلف اعم از خیابان‌ها، شهرها، دشت‌ها، بیابان‌ها، کوه‌ها و … بسازیم.

مهمترین کاربردهای جی پی اس در نقشه برداری

امروزه جی پی اس نقشه برداری زمین به ابزاری کارآمد و ضروری در عرصه مهندسی نقشه برداری تبدیل شده است. دقت بالا، سرعت مثال‌زدنی و قابلیت اطمینان اطلاعات آن، مهم‌ترین مواردی هستند که بر محبوبیت این دستگاه در حوزه نقشه برداری می‌افزایند. زیرا با استفاده از آن کار نقشه برداری با سرعت و دقت بهتری انجام شده و بهره‌وری مهندسان افزایش می‌یابد.

در ادامه قصد داریم مهم‌ترین کاربردهای جی پی اس در نقشه برداری را با هم بررسی کنیم:

• اطلاعات به دست آمده توسط GPS نقشه برداری در سیستم‌های GIS ذخیره شده و از طریق آن‌ها می‌توان به تجزیه و تحلیل منابع پرداخت. تا سیستم‌های پشتیبان تصمیم‌گیر در بهترین حالت ممکن پیاده‌سازی شوند.
• با استفاده از جی پی اس در نقشه برداری برای بررسی مکان‌های مرتفع، دیگر نیازی به استقرار در بالاترین نقاط نیست. بلکه می‌توان با فواصل بیشتری ایستگاه‌های نقشه برداری را مستقر کرده و محدودیت‌های خط دید قراول‌روی ایستگاه را از بین برد.
• امکان نقشه برداری از سواحل و آبراه‌ها با تکنولوژی GPS وجود دارد. با این دستگاه می‌توان نقشه‌های هیدروگرافی بسیار دقیق از تغییرات عمق و خطرات احتمالی برای دریانوردان تهیه نمود.
• جی پی اس نقشه برداری برای ایجاد برنامه‌ریزی دقیق جهت ساخت سازه‌های حساس آبی و زمینی از جمله پل‌ها، سدها، سکوهای نفتی و … بسیار مهم است.
• GPSهای نقشه بردار در صنایع مختلفی از جمله کشاورزی، حمل و نقل، شهرسازی و … نیز بسیار مهم و حیاتی هستند.

بخش های اصلی جی پی اس نقشه برداری زمین چیست؟

سیستم جی پی اس نقشه برداری زمین از سه بخش اصلی تشکیل شده که عبارتند از:

• بخش فضایی که شامل ۲۴ ماهواره در اطراف زمین است. این بخش وظیفه جمع‌آوری اطلاعات از نقاط مختلف زمین را برعهده دارد.
• بخش کنترل که متشکل از سیستمی قدرتمند برای ردیابی و مکان‌یابی می‌باشد. این بخش موظف به پیگیری داده‌ها و تجزیه و تحلیل آن‌هاست.
• بخش کاربری نیز مقصد نهایی برای تمام اطلاعات موجود بر روی دیگر گیرنده‌های جی پی اس در زمین می‌باشد.

بررسی مزایای استفاده از GPS در صنعت نقشه برداری

همان‌طور که گفتیم استفاده از GPS در صنعت نقشه برداری مزیت‌های متعددی دارد که همین امر موجب محبوبیت و در پی آن ضرورت استفاده از این دستگاه می‌شود.

مهم‌ترین مزایای بهره‌برداری از جی پی اس در نقشه برداری به شرح زیر است:

۱- حذف محدودیت ها در حوزه نقشه برداری

در گذشته برای نقشه برداری از مناطق مختلف باید حتما به نزدیکی آن‌ها می‌رفتید. حال چه این مناطق در شهرها بود و چه در طبیعت! تصور کنید برای نقشه برداری از یک منطقه کوهستانی چه مشکلاتی بر سر راه مهندسان بود؟

امروزه به کمک جی پی اس نقشه برداری زمین دیگر نیازی به رفتن به مناطق مختلف برای بررسی آن‌ها نیست. بلکه از فاصله دور هم می‌توان عملیات نقشه برداری را اجرا نمود.

۲- افزایش سرعت در نقشه برداری

دیگر مزیت استفاده از GPS نقشه برداری ، افزایش سرعت انجام کار است. به طوری که پروژه‌های چند هفته‌ای در شیوه سنتی، امروزه در یک روز به اتمام می‌رسند.

۳- افزایش دقت در امر نقشه برداری

جی پی اس ها می‌توانند در کنار سرعت بالا، دقت زیادی نیز داشته باشند. به گونه‌ای که با استفاده از آن‌ها نقشه‌ها با کمترین خطای ممکن و حتی با دقت نقطه‌ای تهیه می‌شوند. این در حالیست که در گذشته اغلب نقشه‌های تهیه شده دارای خطاهای سنگینی بوده و غیرقابل اتکا بودند.

۴- دسترسی بالا به مناطق مختلف

قطعا یکی از معضلات بزرگ در علم نقشه برداری، عدم دسترسی به تمام نقاط زمین است. اما جالب است بدانید این مشکل توسط جی پی اس نقشه برداری برطرف شده است. زیرا با استفاده از این دستگاه به تمام نقاط و مناطق صعب‌العبور دسترسی داشته و دیگر محدودیت مکانی معنایی ندارد.

۵- کاهش نیروی انسانی مورد نیاز برای نقشه برداری

افزایش دقت و سرعت ناشی از استفاده از دستگاه‌های GPS در حوزه نقشه برداری، نیاز به نیروی انسانی متعدد را هم کاهش می‌دهد.  

دقت دستگاه جی پی اس نقشه برداری زمین چقدر است؟

تنوع دستگاه‌های جی پی اس نقشه برداری زمین در دنیا بسیار بالاست. این گیرنده‌ها بر اساس کیفیت قطعات داخلی، قدرت و دقت نرم افزار داخلی و …، دقت‌های متفاوتی نسبت به یک‌دیگر دارند. اما به طور کلی می‌توان گفت GPSهای امروزی بسیار دقیق بوده و به تهیه نقشه‌هایی با دقت نقطه‌ای کمک می‌کنند.

انواع گیرنده جی پی اس نقشه برداری

گیرنده‌های جی پی اس نقشه برداری در سه نوع مختلف در بازار یافت می‌شوند که عبارتند از:

1- جی پی اس Static GPS Baseline

جی پی اس نقشه برداری Static GPS Baseline، در یافتن موقعیت ایستایی بر مبنای مبدا به کمک نقشه بردار می‌آید. این سیستم برای جمع‌آوری اطلاعات مختصات جغرافیایی دقیق برای نقطه‌گذاری در نقشه‌ها کاربرد دارد. به عبارت دیگر برای یافتن موقعیت دقیق یک نقطه شناخته شده یا ناشناخته از این GPSها استفاده می‌شود.

2- جی پی اس RTK

جی پی اس نقشه برداری RTK از سه بخش تشکیل شده که عبارتند از: ایستگاه بیس، یک یا چند روور و کانال ارتباطی.

وظیفه ایستگاه بیس، مانیتور سیگنال‌های ماهواره و ارسال اطلاعات از طریق کانال ارتباطی به روورها است. پس از این مرحله ماهواره‌ها از یک ایستگاه مرجع و ثابت، موقعیت دقیق محل موردنظر را مشخص می‌کنند. در نهایت مشاهدات گیرنده و ایستگاه مرجع با یک‌دیگر ترکیب شده و اندازه‌گیری مختصات انجام می‌شود.

3- جی پی اس Continuously Operating Reference Stations

جی پی اس نقشه برداری Continuously Operating Reference Stations، یک ایستگاه مرجع عملیات بدون وقفه است. این دستگاه‌ها از یک گیرنده GPS نقشه برداری قدرتمند در یک مکان ثابت به عنوان نقطه شروع در تمام محاسبات استفاده می‌شود. گیرنده مورد نظر، داده‌های میدانی را جمع‌آوری کرده و با داده‌های CORS ترکیب می‌کند تا در نهایت موقعیت یابی را انجام دهد. بیشترین کاربرد این جی پی اس ها در پروژه‌های استخراج معدن و پروژه‌های عمرانی عظیم در بخش خصوصی و دولتی است.

معرفی بهترین گیرنده جی پی اس نقشه برداری

در بازار امروز، تنوع در گیرنده‌های جی پی اس نقشه برداری زمین بسیار بالاست. اما به طور کلی می‌توان برندهایی از جمله گارمین، هیرو، ژئوپوزدر، یوباکس، روید، اطلس و … را به عنوان برندهای مطرح بازار ایران معرفی نمود. برخی از این گیرنده‌ها ساخت ایران و برخی در کشورهای دیگر طراحی و تولید می‎شوند. اما کیفیت در ساخت و دقت در موقعیت یابی در آن‌ها نسبتا مشابه و قابل اتکاست.

بررسی نرم افزارهای جی پی اس نقشه برداری

شاید برایتان سوال پیش آید که آیا می‌توان نقشه برداری با جی پی اس موبایل انجام داد؟

در پاسخ باید بگوییم امروزه نرم افزارهای مختلفی برای نقشه برداری با استفاده از GPS موبایل طراحی شده‌اند. اما باید بدانید که امکانات آن‌ها با یک‌دیگر متفاوت بوده و بر اساس ایده اولیه ساختشان، فعالیت‌های مختلفی را پشتیبانی می‌کنند. این اپ‌های در سیستم‌عامل‌هایی از جمله ویندوز، اندروید، iOS، لینوکس و … یافت می‌شوند.

به طور کلی در هر پروژه عمرانی برای نقشه برداری، امکان‌سنجی و انجام محاسبات اولیه از نرم افزارهای مختلفی استفاده می‌شود. به همین منظور می‌توان اپلیکیشن‌های جی پی اس نقشه برداری را در دو گروه قرار داد:

۱- نرم افزار نقشه برداری قابل استفاده در محل عملیات

این نرم افزارها معمولا برای کنترل و بهره‌برداریی از ابزارهای مختلف در محل عملیات به کار می‌روند. آن‌ها معمولا برای جمع‌آوری، پیاده‌سازی و ذخیره داده‌ها و محاسبات پروژه‌ها مورد استفاده قرار می‌گیرند. برنامه RaySurvey، یکی از نرم افزارهای کاربردی در این حوزه است که قابل استفاده بر روی سیستم عامل اندروید می‌‌باشد.

۲- نرم افزار نقشه برداری قابل استفاده در شرکت

گروه دوم نرم افزارهایی هستند که از آن‌ها برای یافتن خطاها و ترسیم نقشه بر اساس داده‌های جمع‌آوری شده، استفاده می‌شود. برنامه‌هایی نظیر TBC (Trimble Business Center)، LGO (LEICA GEO Office) ، LEICA Infinity و …، برخی از پرکاربردترین اپ‌ها در این حوزه می‌باشند.

سخن پایانی

هدف ما در این مقاله بررسی مزایا و کاربردهای استفاده از تکنولوژی جی پی اس در نقشه برداری زمین بود. در انتها می‌دانیم GPS موجب افزایش سرعت، دقت و دسترسی بهتر در امر ترسیم نقشه می‌شود. با استفاده از این دستگاه می‌توان نقشه‌هایی قابل اطمینان و با کمترین خطا از مناطق دورافتاده و صعب‌العبور تهیه کرد.

اگر اطلاعات دیگری در این زمینه دارید، در بخش نظرات با ما و دیگر خوانندگان به اشتراک بگذارید!

سوالات متداول

آیا GPS سرعت نقشه برداری را بالاتر می‌برد؟

بله، استفاده از GPS در نقشه برداری موجب افزایش سرعت و دقت مهندسان در ترسیم نقشه از مناطق مختلف می‌شود. زیرا با این دستگاه، فاصله ایستگاه‌های نقشه برداری دورتر شده و نیاز به مراجعه حضوری در تک تک مناطق نداریم.

نقشه برداری با جی پی اس چگونه انجام می‌شود؟

هنگام نقشه برداری با جی پی اس، ابتدا سیگنال‌های ماهواره‌ای توسط گیرنده‌های GPS دریافت و شناسایی می‌شوند. سپس اطلاعات موقعیتی بدست آمده توسط گیرنده جی پی اس درباره هر منطقه، برای سیستم پردازش GIS ارسال می‌شود. تا در نهایت اطلاعات پردازش و تحلیل شده و نقشه‌های ترسیم شوند.