GPS/GNSS Static Measurement: การกำหนดค่า Timing Interval (ท่านว่ามากหมอ ก็มากความ)

บทความอ้างอิง >> GPS/GNSS Static Measurement: การกำหนดค่า Elevation Mark Angle (กำจัดจุดอ่อน)...On Desk!

Trimble 4000SSi

Credited: http://geodat.com.my

>> เมื่อราวๆก่อนช่วงปี พ.ศ. 2543 ระบบคลื่นวิทยุที่ถูกใช้ในอุปกรณ์รับสัญญาณดาวเทียมในะบบ GPS (Navstar ของสหรัฐฯ) ในเกรด 'สำหรับพลเรือน' ใช้นั้น ได้ถูกบังคับให้ใช้/จำเป็นต้องใช้ ระบบคลื่นวิทยุในย่าน PRN (Pseudo Random Noise) Codes หรือนิยมเรียกในชื่อ C/A Codes เท่านั้น ด้วยเหตุผลทางด้านความมั่นคงในการระบุตำแหน่งพิกัดต่างๆบนพื้นผิวโลก (โดยเฉพาะทางด้านการทหาร) ซึ่งอุปกรณ์รับสัญญาณดาวเทียมในะบบ GPS แบบ C/A codes สำหรับพลเรือนใช้ในยุคดังกล่าว จะมีความคลาดเคลื่อนในการระบุตำแหน่งที่ยังสูงอยู่มาก อันเนื่องมาจากการมีปัจจัยต่างๆที่สามารถรบกวนคลื่นวิทยุที่ถูกส่งมายังตัวรับสัญญาณดาวเทียม

ภายหลังการ 'ปลดล๊อคระบบคลื่นวิทยุ' (หลังปี พ.ศ. 2543) ในเกรดให้พลเรือนใช้ จาก C/A Codes มาเป็น P (Precise) Codes ได้ทำให้ชนชาวเราเข้าถึงความถูกต้องทางตำแหน่งในระดับ 'มิลลิเมตร' ทั้งทางแกนราบและแกนดิ่ง...และนั่นคือปฐมบทของศาสตร์การสำรวจรังวัดดาวเทียม (Control Survey) ในยุคต่อมาจนถึงปัจจุบัน ที่ไม่ถูกผูกขาดโดยการใช้กล้องสำรวจฯเพื่อสร้างหมุดหลักฐานควบคุมฯ อีกต่อไป

เมื่อประมาณ 19 ปีก่อน ผู้เขียนได้มีโอกาสเข้าไปร่วมวงไพบูลย์กับการใช้งานอุปกรณ์สำรวจฯรังวัดดาวเทียม (Trimble 4000SSi) ที่ถูกนำเข้ามาจากประเทศฝรั่งเศษ เพื่อใช้สำรวจรังวัดดาวเทียมตำแหน่งจุดควบคุมภาพถ่ายฯ ในโครงการบินสำรวจฯถ่ายภาพทางอากาศของกระทรวงเกษตรฯในยุคสมัยนั้น...และนั่นคือโอกาสครั้งแรกในชีวิตที่ผู้เขียนได้เข้าไปศึกษาเรียนรู้กับเทคโนโลยีดังกล่าว นอกเหนือจากการศึกษาทางภาคทฤษฎีในสถานศึกษา ที่อาจารย์ผู้สอน ไม่มีตัวอย่าง/ไม่นำพา 'ตัวเป็นๆ' มาให้ดู/มาให้ทดลองใช้งาน ด้วยเหตุผลที่ว่าราคาค่าตัวอุปกรณ์ประเภทนี้ มีราคา 'หลายล้านบาท' ในยุคสมัยนั้น

Credited: www.archeolog-home.com

การลงมือทำ ลองของจริงหน้างาน คือคำพูดที่อาจารย์ชาวฝรั่งเศษกล่าวกับผู้เขียน (ในทำนองว่า Learning by Doing) ซึ่งภายหลังจากการตั้งจานรับสัญญาณ (แบนราบ เหมือนจานข้าว) บนสามขา  และกำหนดค่าพารามิเตอร์ที่ตัวเครื่องรับฯ ต่างๆเสร็จสรรพ อาจารย์ฝรั่งบอกให้ผู้เขียน 'นั่งรออย่างเดียว' และต้องรอถึง 8-9 ชั่วโมง...งานสำรวจรังวัดดาวเทียมในภาคสนาม ได้ดำเนินไปเช่นนี้อยู่หลายวัน โดยย้ายตำแหน่งการตั้ง GPS รับสัญญาณไปในหลายจังหวัด...

สิ่งที่ผู้เขียนได้จดจำ และเรียนรู้มาจากประสบการณ์ข้างต้นนั่นคือ นอกเหนือจากการใส่ค่า (พิมพ์ค่าเข้าไปในตัวเครื่องฯ) ความสูงของจานรับสัญญาณฯ, ประเภทความสูงของการวัดฯ (Slant/Vertical) และเลือกประเภทสัญญาณฯดาวเทียมที่จะรับ (L1/L2) แล้ว จะต้องทำการกำหนดค่า Timing Interval (ค่าเวลาในการบันทึกข้อมูล) ซึ่งอาจารย์ฝรั่งได้กำหนดให้พิมพ์ค่า 20 (วินาที) และให้พิมพ์ค่า 20 (องศา) สำหรับค่า Elevation Mark Angle

3 ปีต่อมา กับโครงการสำรวจฯมากมายในประเทศเพื่อนบ้าน โดยในงานสำรวจรังวัดดาวเทียมนั้น ได้มี 'หัวหน้างาน' ผู้รู้จริง/รู้ไม่จริง ได้กำหนดให้ผู้เขียนใช้ค่า 5 วินาที สำหรับค่า Timing Interval และ 10 องศา สำหรับค่า Elevation Mark Angle...และสั่งให้เปลี่ยนเป็น 10 วินาที สำหรับค่า Timing Interval และ 15 องศา สำหรับค่า Elevation Mark Angle...ยัง ยังไม่จบเท่านั้น ยังสั่งให้เปลี่ยนเป็น 15 วินาที สำหรับค่า Timing Interval และ 10 องศา สำหรับค่า Elevation Mark Angle และได้ทำการเปลี่ยนอีกหลายครั้ง ไล่ตั้งแต่ 1, 2, 5, 10, 15 และ 20 ส่วนค่า Elevation Mark Angle ก็เช่นเดียวกัน ไล่ตั้งแต่ 0 ยัน 30...ไม่รู้ว่าทุกวันนี้ หัวหน้างานผู้นั้น 'ได้เห็นแจ้ง หรือบรรลุธรรม' แล้วหรือยัง หรือยังคงสนุกอยู่กับการเปลี่ยนตัวเลขไปเรื่อยๆ? 

* ผู้เขียนเคยได้สอบถามว่า ทำไมถึงต้องเปลี่ยนกลับไป-กลับมา ทำไมไม่ใช้ค่าคงที่ใดๆ ก็ได้รับคำตอบกลับมาว่า มีผู้ชำนาญงานทางด้านนี้บอกมาอีกที...(ทำไมผู้ชำนาญ บอกให้เปลี่ยนบ่อยจัง?)

การที่ผู้เขียนได้มีโอกาสเดินทางไปทำงานสำรวจรังวัดดาวเทียมในหลายประเทศ ได้ก่อให้เกิดการสะสมความรู้ และประสบการณ์ในการใช้งานอุปกรณ์สำรวจฯประเภทนี้หลายรุ่น หลายยี่ห้อ มากขึ้นโดยลำดับ แต่ในประเด็นเรื่องการกำหนดค่า Timing Interval และ Elevation Mark Angle ก็ยังคงเป็นประเด็นที่ผู้เขียน 'ไม่เคลียร์' อยู่ในใจตลอดมา บางครั้ง 3-4 บริษัท Sub-Contact ที่มาทำงานในโครงการเดียวกัน ยังใช้/กำหนดค่า เหล่านี้ต่างกัน เมื่อผู้เขียนสอบถามกลับไป ก็บอกกลับมาว่า...ทางผู้จำหน่าย/ผู้ขาย (ศูนย์ฯ) บอกให้กำหนดค่านี้ คงที่ไว้เลย (อุปกรณ์ฯต่างยี่ห้อ ก็ต่างบอกกันไปคนละทิศ ละทาง)

แล้วหลักการใด ที่ควรจะใช้เป็นทฤษฎี หรือแนวทางให้ผู้ใช้งานอย่างชาวเรา ได้นำไปใช้อย่างถูกต้อง

(หรือว่าต้องตามน้ำกันไป ตามที่ศูนย์บริการ ชี้นำ ใส่ค่าตามนี้ๆๆ?)

Timing Interval:

>> ด้วยความที่ผู้เขียนได้เกี่ยวดองหนองยุ่งอยู่กับงานสำรวจฯทางด้านนี้มายาวนานพอสมควร สิ่งหนึ่งที่ผู้เขียนได้สังเกตุเห็นจากการใช้งานอุปกรณ์สำรวจรังวัดดาวเทียมมาตั้งแต่ในยุคแรกๆ นั่นคือข้อจำกัดทางด้าน 'ความจุ' หรือขนาดของการบันทึกข้อมูลลงในหน่วยความจำของตัวเครื่องฯ หรือตัว Memory โดยอุปกรณ์สำรวจรังวัดดาวเทียมในยุคแรกๆ อาทิ Trimble 4000SSi ข้างต้น มีความจุสูงสุดในการบันทึกข้อมูลเพียง 128-256 Mb ผ่านการบันทึกลงการ์ด PCMCIA ซึ่งมีราคาแพงเวอร์วัง ในยุคสมัยนั้น (ราคา USB Thumb drive ขนาดเพียงแค่ 1 Mb ยังมีราคาหลายพันบาท) ส่วนการกำหนดค่า Timing Interval สำหรับตัว Trimble 4000SSi นั้น มีให้เลือกตั้งแต่ 10, 15, 20, 25, 30, 45,50 และ 60 วินาที

* ในงาน Control Survey โครงการใหญ่ๆในยุคสมัยนั้น ต้องตั้งเครื่องมือรับสัญญาณดาวเทียมข้ามวันข้ามคืน กันเป็นอาทิตย์ โดยเฉพาะตัวสถานีฐาน (GPS Base Station)...นอนเฝ้าเครื่องฯกันเป็นอาทิตย์

การ์ด PCMCIA  (เหล่าชนในยุค 80s ต่างทราบกันดี)

ในยุคถัดมา อุปกรณ์สำรวจรังวัดดาวเทียม ได้ถูกพัฒนาให้มีขนาดความจุภายใน (Internal Memory) ที่มีความจุเพิ่มมากขึ้น ในระดับหลายร้อยเมกกะไบท์ หรือ มากที่สุดที่ 1 Gb และเป็นที่น่าสังเกตุว่า ที่ฟังก์ชั่นการกำหนดค่า Timing Interval นั้น กลับมีตัวเลือกที่ลดลง อาทิ 1, 2, 3, 5, 10, 15 และ 20 วินาที เท่านั้น

และในยุคปัจจุบัน ที่อุปกรณ์สำรวจรังวัดดาวเทียม ได้ถูกพัฒนาให้มีความ Hyper สูงมากยิ่งขึ้น โดยเฉพาะในเรื่องความถูกต้องแม่นยำของข้อมูลสำรวจฯ หลังจากที่ได้มีการอินทิเกรด ร่วมกับระบบการรับสัญญาณดาวเทียมจากระบบอื่นๆ อาทิ Glonass, Galileo และ Compass (Beidou) ฯลฯ หรือที่ถูกเรียกกันต่อมาในชื่อ 'ระบบ GNSS' มาช่วยในการระบุตำแหน่งบนพื้นผิวโลก ส่วนในด้านความสามารถในการบันทึกข้อมูลนั้น ได้มีการก้าวกระโดดไปที่การมีความจุของข้อมูลได้ในระดับ หลายกิกกะไบท์...แต่ฟังก์ชั่นการกำหนดค่า Timing Interval นั้น กลับมีตัวเลือกที่ลดลงกว่าเดิม อย่างมีนัยยะ อาทิ 3Hz, 2Hz, 1Hz, 1, 2, 3, 5, 10 และ 15 วินาที

>> จากข้อสังเกตุในเรื่องขนาดของความจุข้อมูล กับช่วงเวลาที่ทำการบันทึกข้อมูล ข้างต้นนั้น ได้ชี้ให้เห็นถึงความสัมพันธ์ระหว่างระยะเวลาในการทำการสำรวจฯรับสัญญาณดาวเทียม กับช่วงเวลาในการบันทึกข้อมูลสัญญาณดาวเทียม โดยถ้ามีตัวบันทึกข้อมูลที่มีความจุน้อยๆ (ในระดับไม่กี่เมกกะไบท์) แล้วไปทำการกำหนดค่า Timing Interval ให้มีค่าต่ำๆ อาทิ การบันทึกข้อมูลทุกๆ 1 วินาทีนั้น ในกรณีนี้ ข้อมูลจะถูกบันทึกจนเต็ม (Memory Full) ในชั่วเวลาไม่นานนัก ซึ่งจะทำให้การสำรวจฯนั้นต้องยุติลง โดยต้องทำการปิดเครื่องฯ และทำการโหลดข้อมูลออกไปเก็บไว้ก่อน แล้วจึงค่อยเปิดเครื่องฯขึ้นมา แล้วทำการตั้งรับสัญญาณกันใหม่อีกครั้ง ซึ่งในประเด็นนี้ จะทำให้ข้อมูลสำรวจฯที่ได้นั้น 'เกิดความไม่ต่อเนื่อง'

และในทางกลับกัน ถ้ากำหนดให้มีการบันทึกข้อมูล โดยมีช่วงเวลาที่ห่างมากยิ่งขึ้น อาทิ ทุกๆ 20 วินาที ก็จะทำให้มีเวลาในการทำการสำรวจรับสัญญาณดาวเทียมมากยิ่งขึ้น (หน่วยความจำมีที่ว่างมากยิ่งขึ้น สำหรับการบันทึกข้อมูล)...โดยในประเด็นนี้ ก็อาจจะมีคำถามต่อไปอีกว่า การกำหนดให้อุปกรณ์สามารถบันทึกสัญญาณฯได้อย่างรวดเร็ว หรือให้ถี่ๆเข้าไว้ อาทิ ทุกๆ 1 วินาที ก็น่าที่จะได้รับข้อมูลดาวเทียมมาก มีความถูกต้องทางตำแหน่งมากขึ้น และใช้เวลาในการสำรวจรังวัดน้อยลง ใช่หรือไม่? 

คำตอบคือ ไม่ใช่ ในกรณีที่อุปกรณ์รับสัญญาณฯเครื่องนั้น ถูกกำหนดให้เป็นสถานีฐาน (ฺBase Station) ซึ่งต้องถูกกำหนดให้เปิดเครื่องรับสัญญาณฯอยู่ตลอดเวลา หรือจนกว่าภารกิจการสำรวจรังวัดดาวเทียมของตัว Rover อื่นๆ จะแล้วเสร็จ และการเปิดเครื่องรับสัญญาณฯอยู่ตลอดเวลาที่ว่านี้ ทำให้ต้องกำหนดค่า Timing Interval ที่มีค่าสูงๆเข้าไว้ เพื่อป้องกัน 'หน่วยความจำเต็ม' หรืออาจจะต้องวางแผนงานสำรวจฯออกเป็นช่วงๆ (Session) ในกรณีที่มีระยะเวลาการทำการสำรวจฯที่ยาวนาน 'เกินความจุ' ของอุปกรณ์บันทึกข้อมูล ที่จะบันทึกเก็บไว้ได้ในคราวเดียว 

* และในประเด็นที่มีการกำหนด ค่า Timing Interval ที่มีค่าสูงๆนั้น จะทำให้ได้รับข้อมูลดาวเทียมที่ถูกบันทึกลงหน่วยความจำ 'มีจำนวนน้อยลง' และนั่นอาจจะทำให้ความถูกต้องแม่นยำของข้อมูลสำรวจฯต่ำลงด้วยเช่นกัน...ซึ่งในกรณีตัวเครื่องรับสัญญาณฯที่สถานีฐาน ที่ต้องเปิดเครื่องรับสัญญาณฯเป็นเวลายาวนานนั้น จะทำให้ได้รับข้อมูลดาวเทียมจำนวนมากขึ้นตามเวลาที่ผ่านไป (ถูกชดเชยไปตามระยะเวลาที่ทำการสำรวจฯ ที่มากขึ้นตามลำดับ)

ส่วนในกรณีของตัว Rover ที่สามารถจะกำหนดค่า Timing Interval ให้มีค่าต่ำๆ เพื่อที่จะได้ข้อมูลดาวเทียมจำนวนมาก และใช้เวลาในการสำรวจรังวัดน้อยลงนั้น...ในประเด็นนี้ ยังมีกฎเกณฑ์บังคับอยู่หลายประการที่ไม่สามารถจะบรรลุวัตถุประสงค์นั้นได้ อาทิ

1. กฎของเวลา ในการรับสัญญาณดาวเทียม: อุปกรณ์สำรวจรังวัดดาวเทียมในแต่ละรุ่น แต่ละยี่ห้อ ล้วนมีเกณฑ์กำหนดทางด้านเวลาในการรับสัญญาณดาวเทียม แตกต่างกันออกไป อาทิ 20+1 minute/Km (ขึ้นอยู่กับประเภทของอุปกรณ์รับสัญญาณ อาทิ L1,L2/L5 ฯลฯ โดยระบบรับสัญญาณฯแบบความถี่คู่ จะใช้เวลาในการสำรวจฯ 'ที่สั้น' กว่าระบบรับสัญญาณฯแบบความถี่เดี่ยว) ซึ่งหมายความว่า จะต้องตั้งอุปกรณ์รับสัญญาณดาวเทียมให้มีเวลาในการรับสัญญาณฯอย่างน้อยที่สุด 20 นาที และ +1 นาที ในทุกๆ 1 กิโลเมตร ที่มีการตั้งอุปกรณ์รับสัญญาณห่างจากตัวสถานีฐาน โดยในประเด็นนี้ ทำให้ไม่สามารถที่จะไปกำหนดค่า Timing Interval ให้มีค่าต่ำๆได้ อาทิ กำหนดให้มีการบันทึกข้อมูลสัญญาณดาวเทียม ทุกๆ 1 วินาที พอครบ 5 นาที แล้วเก็บของกลับบ้านนั้น...ไม่ใช่วิธีการที่ถูกต้อง

2. ค่า DOP (Dilution Of Precision) ต่างๆ ที่ส่งผลกระทบต่อความถูกต้องในการรังวัดฯ: ซึ่งได้แก่ค่า PDOP, VDOP, HDOP, GDOP และ TDOP ในการทำการสำรวจรังวัดดาวเทียม ที่มีการแสดงค่าเหล่านี้ เป็นตัวเลขสูงๆ ตั้งแต่ 3.0 ขึ้นไป โดยตลอดทั้งการรังวัดนั้น จะทำให้ข้อมูลสำรวจฯที่ได้มีความคลาดเคลื่อนมีค่ามากยิ่งขึ้น โดยในประเด็นนี้ผู้ทำการสำรวจฯอาจจะต้อง 'เพิ่มเวลา' ทำการสำรวจฯมากยิ่งขึ้นจนกว่าค่าดังกล่าวจะมีค่าน้อยลง (บางท่านใช้วิธีการไปลบข้อมูลดาวเทียมที่ไม่ดี ส่วนนี้ออก) 

3. ข้อจำกัดในเรื่อง 'สถานที่': ถ้าตำแหน่งการตั้งอุปกรณ์รับสัญญาณฯ ถูกจำกัดอยู่ในพื้นที่ๆ ไม่ค่อยจะดีนักในการรับสัญญาณดาวเทียม ดังนั้น 'การเพิ่มเวลา' การรังวัดจึงเป็นอีกทางเลือกหนึ่งที่เหมาะสม
4. 'คุณภาพ' ของสัญญาณดาวเทียม: การมีสิ่งกีดขวาง การบดบัง หรือสามารถสะท้อนสัญญาณฯ (Multipath Signal) อยู่ในแนวการรับสัญญาณดาวเทียม เป็นอีกหนึ่งสาเหตุที่สำคัญ ที่ส่งผลต่อคุณภาพของข้อมูลสำรวจฯที่ได้รับ ฉะนั้นผู้ทำการสำรวจฯจึงควรให้ความสำคัญ กับการเลือกตำแหน่งในการทำการสำรวจรังวัดดาวเทียม และการปรับค่า Elevation Mask ให้มีมุมที่ 'สูงขึ้น' (ดูรายละเอียดในบทความ Elevation Mark Angle)

Credited: www.e-education.psu.edu

>> ปฏิเสธไม่ได้ว่า 'ข้อจำกัด' ในเรื่องอุปกรณ์บันทึกข้อมูลที่มีขนาด 'ความจุไม่มากนัก' ในยุคอดีต ได้ส่งผล 'โดยตรง' ไปยังเวลาที่จะใช้ในการบันทึกข้อมูลสัญญาณดาวเทียมลงในหน่วยความจำ...และนั่นคือเหตุผลที่ว่าทำไมถึงมีการ 'ขยายช่วงเวลา' ในการบันทึกข้อมูลฯไปจนถึง 60+ วินาที (อุปกรณ์สำรวจฯในยุคอดีต)...โดยในการเลือกช่วงเวลา (จำนวนวินาที) ที่จะใช้ในการบันทึกข้อมูลฯ จะขึ้นอยู่กับระยะเวลาที่จะใช้ในการตั้งอุปกรณ์รับสัญญาณดาวเทียม เป็นสำคัญ

ในยุคปัจจุบันที่อุปกรณ์บันทึกข้อมูลลงหน่วยความจำ ได้ถูกพัฒนาให้มีความสามารถในการบันทึกข้อมูล (ความจุ) ได้อย่าง 'เหลือเฟือ' ฉะนั้นจึงเหลือเพียงประเด็นเดียว ที่ต้องให้ความสำคัญในการพิจารณาเลือกใช้ นั่นคือ 'ช่วงเวลาในการบันทึกข้อมูล' ซึ่งอุปกรณ์การสำรวจฯรับสัญญาณดาวเทียมสมัยใหม่ ได้ถูกลดช่วงเวลา Timing Interval จนถึงขนาดการบันทึกข้อมูลที่มีอัตราความเร็วต่ำกว่า 1 วินาที (ถูกเรียกในหน่วยความถี่เฮิรตซ์ Hz)

GNSS ราคาหลักร้อย คุณภาพหลักล้าน

http://www.gpslandsurveying.com/

และด้วยความที่เครื่องไม้ เครื่องมือสำรวจรังวัดดาวเทียมในยุคปัจจุบันนี้ ได้มาพร้อมกับค่า Timing Interval ที่มีจำนวนตัวเลือกที่ลดน้อย ถอยลงอย่างมีนัยยะ (สามารถบันทึกข้อมูลฯลงในหน่วยความจำได้ถี่มากยิ่งขึ้น) อาทิ 3Hz, 2Hz, 1Hz, 1, 2, 3, 5, 10 และ 15 วินาที...แล้วค่าไหนล่ะ คือค่าที่ควรจะเลือกใช้? ตามใจศูนย์? ตามใจฉัน? หรือตามน้ำ ที่ 'เขา' บอกต่อๆกันมา?...

และในที่สุด เมื่อประมาณ 5 ปีก่อน เมื่อวันพร้อม เวลาพร้อม ผู้เขียนจึงได้ทำการทดสอบ-ทดลอง ด้วยตนเอง และได้ผลลัพธิ์จากการทดลอง ที่ตกผลึกมาเป็นองค์ความรู้ และใช้งานอยู่จนถึงทุกวันนี้ และในประเด็นเดียวกันนี้ ก็เป็นอีกประเด็นหนึ่งที่ถูกถามบ่อยครั้งผ่านทางหลังไมค์ ซึ่งบางครั้งต้องใช้วิธีการ copy คำตอบ ที่เคยตอบไว้ก่อนหน้านั้นกับผู้หนึ่ง แล้วทำการ paste คำตอบไปยังผู้ที่ถามเข้ามาใหม่...ฉะนั้น น่าจะเป็นการดีกว่า ที่ผู้เขียนจะนำประสบการณ์ และผลการทดสอบมาเขียนเป็นบทความ เพื่อที่จะ 'สื่อสาร' ไปยังท่านผู้ที่สนใจในศาสตร์งานสำรวจฯทางด้านนี้ เพื่อให้เข้าถึง 'ความถูกต้อง' ของข้อมูลสำรวจฯ มากที่สุด...

ผู้เขียนได้สร้าง 'กระบวนการทดลอง' ตามหลักการทางวิทยาศาสตร์ เพื่อค้นหาคำตอบของสมมุติฐานที่ว่า ในการกำหนดค่า Timing Interval ที่แตกต่างกันนั้น จะได้ผลข้อมูลจากการสำรวจฯเหมือน หรือแตกต่างกันอย่างไร หรือมีความคลาดเคลื่อนอย่างไร ซึ่งมีรายละเอียด และวิธีการกำหนดปัจจัยต่างๆ ในการทำการทดสอบ ดังนี้
1. การเลือกพื้นที่: ผู้เขียนได้ทำการกำหนดพื้นที่ในไร่ของผู้เขียน ซึ่งเป็นพื้นที่เปิดโล่ง และได้เก็บเกี่ยวผลผลิตแล้วเสร็จ เพื่อใช้ในการทดสอบ โดยมีระยะทางทางด้านยาวกว่า 300 ม.

2. การกำหนดแนวเส้น Base Line: การที่จะบ่งชี้ว่าข้อมูลที่ได้จากการทดสอบ มีความถูกต้องหรือมีความคลาดเคลื่อนมาก-น้อย เช่นไรนั้น จะต้องนำข้อมูลสำรวจฯจากการทดสอบนั้นไป 'เปรียบเทียบ' กับข้อมูลสำรวจฯที่ทราบค่า (Known Value) หรือมีความถูกต้อง (มากที่สุด) ฉะนั้นผู้เขียนจึงได้ทำการกำหนดแนวเส้น Base Line โดยกำหนดให้มีหมุดหลักฯ 2 หมุดฯ ไปตามแนวยาวของพื้นที่ และทำการใช้กล้อง Total Station ความละเอียดสูง ทำการรังวัด 'ระยะทางราบ' (Scale Factor = 1) ระหว่างหมุดฯ 2 หมุดฯนี้ ซ้ำอยู่หลายครั้งในช่วงเวลาเย็น (เพื่อลดผลกระทบทางด้านอุณหภูมิ ซึ่งมีผลต่อการวัดระยะทาง) และได้ค่าเฉลี่ยของการวัดระยะทาง = 297.9476 ม. ซึ่งค่าดังกล่าว คือค่าระยะทางราบที่ 'ทราบค่า' (Known Value) ที่มีความถูกต้องมากที่สุด (เท่าที่จะมีได้ ณ เวลานั้น)

* ในการทดสอบเปรียบเทียบ โดยหวังผลสัมฤทธิ์สูงสุด ควรที่จะใช้หมุดควบคุมฯอย่างน้อย 2 หมุด (ที่ทราบค่าพิกัด และค่าระดับ และถูกสำรวจรังวัดด้วยอุปกรณ์สำรวจรังวัดดาวเทียมที่มีความถูกต้อง แม่นยำมากที่สุด) เพื่อใช้เป็นต้นแบบในการเปรียบเทียบ...แต่ในการทดสอบนี้ ได้มีข้อจำกัดในเรื่องดังกล่าว ดังนั้นผู้เขียนจึงมุ่งเน้นไปที่การพิจารณาค่าความคลาดเคลื่อนที่จะเกิดขึ้น จากการเปรียบเทียบจุดพิกัดตำแหน่ง Rover ที่รังวัดได้จากดาวเทียม เปรียบเทียบกับจุดพิกัดตำแหน่ง Rover ที่รังวัดได้จากกล้อง Total Station ตามภาพข้างต้น

3. การจัดการค่า DOP: เป็นที่ทราบกันดีว่า ค่า DOP (Dilution Of Precision) นั้นคือตัวแปรที่สำคัญ ในการบ่งชี้ถึงความคลาดเคลื่อนของข้อมูลที่ได้จากการสำรวจรังวัดดาวเทียม โดยค่า DOP จะมีค่าสูงขึ้น-ต่ำลง ในช่วงเวลาต่างๆกันในแต่ละวัน และแตกต่างกันไปในแต่ละพื้นที่ ซึ่งภายหลังจากการทำการสังเกตุ (ดูจาก Handhled GPS) อยู่หลายวัน รวมไปถึงการตรวจสอบข้อมูลดาวเทียมผ่านระบบออนไลน์ (เนื้อหาเพิ่มเติมทางด้านล่าง) ผู้เขียนพบว่าในพื้นที่ภายในไร่ ที่จะใช้ทำการทดสอบนั้น ค่า DOP จะมีค่าต่ำมากที่สุดในช่วงเวลาเช้าตรู่ ( 5-7 โมงเช้า) และในช่วงเวลา (5-6 โมงเย็น) โดยมีค่า DOP ต่างๆ แสดงค่าอยู่ที่ประมาณ 0.8-1.5 ดังนั้น ผู้เขียนจึงกำหนดให้ทำการทดสอบการรับสัญญาณฯตั้งแต่เวลา 17.00-17.30 น. ช่วงเย็น เป็นเวลา 30 นาทีเต็มพอดี ซึ่งเพียงพอสำหรับระยะทางประมาณ 300 เมตร (ตามทฤษฎี ท่านว่า)

4. อุปกรณ์สำรวจรังวัดดาวเทียม: ผู้เขียนต้องการที่จะทราบผลการทดสอบ 'เปรียบเทียบข้อมูล' ไปในคราวเดียวกัน จึงได้จัดหาอุปกรณ์สำรวจรังวัดดาวเทียม ที่สามารถรับสัญญาณดาวเทียมได้เฉพาะความถี่เดี่ยว (Single Frequency) และอุปกรณ์สำรวจรังวัดดาวเทียม ที่สามารถรับสัญญาณดาวเทียมแบบความถี่คู่ (Dual Frequency และยังสามารถกำหนดค่าให้รับสัญญาณแบบความถี่เดี่ยว ได้) มาใช้ในการทดลองครั้งนี้

5. จำนวนดาวเทียม ที่สามารถ Synchronize: ในช่วงเวลาที่ผู้เขียนได้ทำการสังเกตุ การแสดงค่าตัวเลข DOP ต่างๆ ข้างต้น ผู้เขียนยังได้ทำการสังเกตุ 'จำนวนดาวเทียม' ที่โคจรเข้ามาในช่วงระยะเวลาข้างต้นไปด้วย ซึ่งพบว่า มีจำนวนดาวเทียมในระบบ GPS (ของ Navstar) เฉลี่ย 8 ดวง และ มีจำนวนดาวเทียมในระบบ GPS (GNSS, หรือหลายระบบดาวเทียม จากประเทศอื่นๆ) เฉลี่ย 30 ดวง

6. ค่า Elevation Mark Angle: ผู้เขียนได้กำหนดไว้ที่ 10 องศา 

7. Scale Factor กับผลกระทบจากความโค้งของผิวโลก: ด้วยระยะทางเพียง 300 เมตร ทำให้ผู้เขียนไม่ (จำเป็น) หรือ Serious มากนัก ในการที่จะต้องทำการปรับแก้ระยะทางระหว่าง Grid vs Ground กับผลกระทบทางด้านความโค้งของผิวโลก ซึ่งเป็นศาสตร์ที่ต้องร่ายกันยาวสักครั้งในอนาคต

การกำหนดให้มีปัจจัยต่างๆข้างต้น 'ให้คงที่มากที่สุด' ซึ่งในแต่ละการทดสอบ ได้ถูกกำหนดให้ใช้ค่าต่างๆเหล่านี้ เหมือนหรือใกล้เคียงกันมากที่สุดทุกประการ โดยสรุปได้ดังนี้
1. ติดตั้งอุปกรณ์รับสัญญาณดาวเทียมที่สถานีฐาน หรือ Base Station (หมุดฯที่ 1) และติดตั้งอุปกรณ์รับสัญญาณดาวเทียมอีก 1 ตัว ที่หมุดฯที่ 2 ซึ่งได้ทำการวัดระยะทางราบระหว่างหมุดฯ 2 หมุดฯ = 297.9476 เมตร...โดยการทำการสำรวจรังวัดดาวเทียมในแต่ละวันนั้น ได้ทำการ 'กำหนดค่า' Timing Interval โดยเริ่มจากค่า 30s, 20s, 15s, 10s, 5s, 3s, 2s, 1s, และ 1Hz ไปตามลำดับ สำหรับอุปกรณ์รับสัญญาณดาวเทียมประเภทความถี่คู่ โดยใช้เวลาในการทำการสำรวจรังวัด 9 วัน...ส่วนอุปกรณ์รับสัญญาณดาวเทียมประเภทความถี่เดี่ยว ได้ทำการ 'กำหนดค่า' Timing Interval โดยเริ่มจากค่า 30s, 20s, 15s, 10s, 5s, 3s, 2s, และ 1s ไปตามลำดับ โดยใช้เวลาในการทำการสำรวจรังวัด 8 วัน
2. ช่วงเวลาทำการสำรวจฯรังวัดดาวเทียม คือ 17.00-17.30 น. (หรือ 30 นาที) ของทุกวัน ที่ทำการสำรวจฯ
3. ค่า DOP เฉลี่ย = 0.8-1.5 ที่แสดงผลในช่วงเวลาทำการสำรวจรังวัด ดังกล่าว
4. จำนวนดาวเทียมที่แสดง เฉลี่ย 8 ดวง สำหรับอุปกรณ์สำรวจรังวัดดาวเทียมประเภทความถี่เดี่ยว และจำนวนดาวเทียมที่แสดง เฉลี่ย 30 ดวง สำหรับอุปกรณ์สำรวจรังวัดดาวเทียมประเภทความถี่คู่ ในช่วงเวลาทำการสำรวจรังวัด ดังกล่าว
5. ค่า Elevation Mark Angle = 10 องศา
7. Scale Factor = Based on Grid system (อุปกรณ์สำรวจรังวัดดาวเทียม L1/L2 ที่ใช้ในการทดสอบสามารถกำหนดค่าให้ทำการคำนวณระยะทางไปตามความโค้งของพื้นผิวโลกได้ แต่ในการทดสอบนี้ได้กำหนดค่า 'Off')

ผลการทดสอบ A

(อุปกรณ์รับสัญญาณฯ ประเภทความถี่เดี่ยว)

 ผลการทดสอบ B

(อุปกรณ์รับสัญญาณฯ ประเภทความถี่คู่+GNSS)

A: ผลการทดสอบ อุปกรณ์รับสัญญาณฯ ประเภทความถี่เดี่ยว: เป็นที่ประจักษ์ว่า ช่วงเวลา (Timing Interval) ที่ใช้ในการบันทึกสัญญาณดาวเทียมนั้น ได้ส่งผล 'โดยตรง' ต่อความถูกต้องแม่นยำของการรังวัด โดยการกำหนดค่าช่วงเวลาที่ใช้ในการบันทึกสัญญาณดาวเทียม ที่มีค่าสูงๆนั้น ได้ก่อให้เกิดความคลาดเคลื่อน 'ขนาดใหญ่' เกิดขึ้น และในทางกลับกัน การกำหนดค่าช่วงเวลาที่ใช้ในการบันทึกสัญญาณดาวเทียม ที่มีค่าต่ำๆนั้น จะให้ผลการสำรวจฯที่ดีขึ้น
* การกำหนดค่าช่วงเวลาที่ใช้ในการบันทึกสัญญาณดาวเทียม ทุกๆ 1 วินาที โดยใช้เวลาในการรับสัญญาณดาวเทียมเพียง 30 นาที ได้ให้ผลการทดสอบ 'ยังไม่เป็นที่น่าพอใจ' อันเนื่องมาจากข้อจำกัดในเรื่องระบบการรับสัญญาณดาวเทียมที่มีเพียงระบบเดียว คือ ระบบ GPS (Navstar)...ในกรณีนี้ ผู้เขียนได้ทำการทดสอบเพิ่มเติมในภายหลังโดยการ 'เพิ่มเวลา' ในการรับสัญญาณดาวเทียมยาวนานขึ้นไปถึง 3 ชั่วโมง ซึ่งได้ผลการทดสอบลดต่ำลงมาที่ 0.041 (ได้ตรวจพบว่า ขนาดไฟล์ข้อมูลสัญญาณดาวเทียมที่ถูกบันทึกได้นั้น มีขนาดใหญ่ขึ้นหลายเท่า)

B: ผลการทดสอบ อุปกรณ์รับสัญญาณฯ ประเภทความถี่คู่: ด้วยความที่อุปกรณ์รับสัญญาณดาวเทียมดังกล่าว สามารถที่จะรับสัญญาณดาวเทียมได้จากหลายระบบ ทำให้ผลการทดสอบที่ได้นั้น มีความถูกต้องแม่นยำมากยิ่งขึ้น และช่วงเวลา (Timing Interval) ที่ใช้ในการบันทึกสัญญาณดาวเทียมนั้น ได้ส่งผล 'โดยตรง' ต่อความถูกต้องแม่นยำของการรังวัด เฉกเช่นเดียวกันกับการใช้อุปกรณ์รับสัญญาณฯ ประเภทความถี่เดี่ยว...และเมื่อผู้เขียนได้ทำการทดสอบเพิ่มเติมในภายหลังโดยการ 'เพิ่มเวลา' ในการรับสัญญาณดาวเทียมยาวนานขึ้นไปถึง 3 ชั่วโมง พบว่าผลการทดสอบได้ลดต่ำลงมาที่ 0.007 สำหรับการการกำหนดค่า Timing Interval ไว้ที่ 2 วินาที

สรุปผล: จากผลการทดสอบข้างต้น ได้ 'ลบล้าง' สิ่งที่ผู้เขียนได้เคยทำตามเขาว่า, ทำตามผู้เชี่ยวชาญบอก, ทำตามเจ้าสำนักฯแนะนำ, ทำตามศูนย์/ตัวแทนจำหน่ายบอก ฯลฯ...การกำหนดค่า Timing Interval ที่มีค่าสูงๆ ในขณะที่ตัวอุปกรณ์รับสัญญาณดาวเทียมสามารถที่จะบันทึกข้อมูลสัญญาณดาวเทียมได้อย่างเพียงพอลงในหน่วยความจำ...จึงเป็นสิ่งที่ควรจะหลีกเลี่ยง อ้างอิงตามผลการทดสอบข้างต้น

ในกาลถัดมาภายหลัง ผู้เขียนได้มีโอกาสทำการทดสอบเปรียบเทียบกับหมุดฯคู่ ที่ถูกสำรวจรังวัดโดยอุปกรณ์สำรวจรังวัดดาวเทียม สเป็คสูงๆอย่าง Trimble R10 (กำหนดให้เป็น Known Point ที่ทราบค่าพิกัด และค่าระดับ และใช้เป็นต้นแบบในการเปรียบเทียบ) ซึ่งผลปรากฎว่า การกำหนดค่า Timing Interval ให้มีค่า 1 และ 2 วินาที ได้ผลการทดสอบใกล้เคียง (มม.) กับข้อมูลที่ถูกสำรวจฯโดยอุปกรณ์สำรวจรังวัดดาวเทียม Trimble R10...และการกำหนดค่า Timing Interval ให้มีค่า 5 และ 10 วินาที ผู้เขียนจำเป็นที่จะต้อง 'เพิ่ม' เวลาให้มากขึ้น (ให้มีเวลารับสัญญาณดาวเทียมมากขึ้น) จึงจะได้ผลการทดสอบใกล้เคียงกันกับ ข้อมูลที่ถูกสำรวจฯโดยอุปกรณ์สำรวจรังวัดดาวเทียม Trimble R10

>> ในยุคปัจจุบัน ที่การเข้าถึงข้อมูลดาวเทียมผ่านระบบออนไลน์ ได้ทำให้ผู้ทำการสำรวจฯสามารถที่จะเลือก 'ช่วงเวลาที่ดีที่สุด' หรือช่วงเวลาที่มีค่า DOPs ต่ำๆ+จำนวนดาวเทียมมากๆ ในการทำการสำรวจรังวัดดาวเทียม...ซึ่งช่วงเวลาที่ดีที่สุดดังกล่าว คือช่วงเวลาที่ 'ต้องกดปุ่มรัวๆ' (หมายถึง การกำหนดค่า Timing Interval ให้มีค่าต่ำๆ เพื่อที่จะได้รับสัญญาณ/ข้อมูลดาวเทียมถี่ๆ หรือได้รับสัญญาณดาวเทียมที่ 'มีคุณภาพดี' ให้มากที่สุด) และ 'ตัวช่วย' ให้เข้าถึงข้อมูลดาวเทียม 'ช่วงเวลาที่ดีที่สุด' ดังกล่าวคือ GPS/GNSS Mission Planning ซึ่งมีทั้งที่เป็นโปรแกรมประยุกต์ ติดมาพร้อมกับตัวโปรแกรมประมวลผลข้อมูลดาวเทียม หรือการดูข้อมูลดาวเทียมที่'แปรผัน'ไปตามพื้นที่สำรวจฯผ่านระบบออนไลน์ ซึ่งเป็นวิธีการที่ผู้เขียนนิยมใช้งานอยู่ในปัจจุบัน นั่นคือการดูผ่านเว็บไซต์ >> http://gnssmissionplanning.com ซึ่งสามารถที่จะตรวจสอบข้อมูลดาวเทียมต่างๆ ได้ อาทิ

กำหนดตำแหน่ง พื้นที่สำรวจฯ

ตรวจสอบค่า DOPs ณ ช่วงเวลาต่างๆ

ตรวจสอบจำนวนดาวเทียม ณ ช่วงเวลาต่างๆ

ตำแหน่ง/ระบบดาวเทียม ที่โคจรเข้ามาในแต่ละช่วงเวลา

The Basic of UAV/Drone Aerial Mapping...เทคโนโลยี PhoDAR ในราคาที่จับต้องได้ (ม้วน 2)

บทความอ้างอิง:

>> The Basic of UAV/Drone Aerial Mapping...กว่าจะมาถึง ณ จุดๆนี้ (ม้วน 1)

>> คู่มือการใช้งานโปรแกรม Agisoft Metashape (Version 1.5.x)

Credited: https://phantompilots.com

Drone Surveying & Mapping
>> ในงานจัดทำแผนที่ฯจากภาพถ่ายทางอากาศ โดยการใช้โดรนบินสำรวจฯถ่ายภาพนั้น มีประเด็นสำคัญที่จะต้องพิจารณาหลักๆ อยู่ 6 ประเด็นคือ

1. การเลือกใช้อากาศยานไร้คนขับ หรือโดรน

2. การบังคับการบิน

3. การเลือกกล้องถ่ายภาพ และการตั้งค่ากล้องฯให้เหมาะสมกับงานบินถ่ายภาพทางอากาศ

4. การวางแผนการบินฯ

5. การทำการสำรวจฯจุดควบคุมภาพถ่าย

6. โปรแกรมประยุกต์ที่ใช้ในการประมวลผลข้อมูลภาพถ่ายทางอากาศ

โดยในแต่ละประเด็นข้างต้น ผู้เขียนต้องขออนุญาติ ไม่ลงลึกในรายละเอียดมากนัก ด้วยเหตุว่า หัวข้อในแต่ละประเด็นนั้น ยังมีเนื้อหาปลีกย่อย ซอยห่างลงไปอีกมากมาย ซึ่งถ้าจะให้ไล่เลียงกันไปให้สุด ผู้เขียนรับรองได้ว่านี่คือ 'ตำรา' หรือสามารถที่จะตั้งขึ้นเป็นศาสตร์งานสำรวจฯอีกแขนงหนึ่งได้โดยไม่ผิดกติกา...เอาเฉพาะเพียงแค่ศาสตร์ทางด้าน 'การถ่ายภาพ' ก็ยังต้องใช้เวลาศึกษาเล่าเรียนกันในหลายภาคการศึกษา (ชนชาวนิเทศน์ศาสตร์ ต่างพากันทราบเป็นอย่างดี) ฉะนั้น เนื้อหาถัดไปทางด้านล่างนี้ ผู้เขียนจึงขออนุญาติ นำประสบการณ์เท่าทีมี รวมไปถึงทรรศนะส่วนตัว มาถ่ายทอดสู่ท่านผู้อ่านที่สนใจ ซึ่งอาจจะมีเนื้อหาส่วนหนึ่ง ส่วนใดที่ไม่ถูกต้อง 'ทางทฤษฎี' ผู้เขียนต้องขออภัยมา ณ ที่นี้...ดังที่ได้กล่าวเอาไว้ใน บทความตอนที่1 ว่า ความรู้เกี่ยวกับงานสำรวจฯทางด้านนี้นั้น ส่วนหนึ่ง เกิดจากการลองผิด-ลองถูก ทำการทดลองอยู่เป็นเวลานานนับปี แล้วจึงตกผลึกมาเป็นองค์ความรู้ ความเข้าใจส่วนตัว ซึ่งท่านทั้งหลายต้องใช้วิจารญาณในการอ่าน และทำการพิจารณาแยกแยะ ด้วยตัวท่านเอง

1. การเลือกใช้อากาศยานไร้คนขับ หรือโดรน 'แบบโรตารี่' ทั้งประเภท 4, 6 และ 8 ใบพัด

    1.1 ราคาค่าตัว: คือตัวแปรโดยตรง ที่ส่งผลต่อคุณภาพของโดรน (คุณภาพ+ความสามารถ แปรผันไปตามราคา) ซึ่งผู้เขียนขออนุญาติไม่พูดถึง 'โดรนขั้นเทพ' 'ราคาเป็นแสน+' ทั้งหลาย ซึ่งยากต่อการเข้าถึงของชาวเรา...โดรน ในราคาประมาณ 30,000 บาทขึ้นไป และไม่ควรที่จะเกิน 50,000 บาท คือช่วงงบประมาณ ที่ผู้เขียน (ส่วนตัว) มองว่าควรจะเป็น 'ค่าพาหนะ' ที่มีประสิทธิภาพในการทำการบินได้อย่างดีเยี่ยม โดยราคาของโดรนในระดับนี้ ล้วนต่างมีฟังก์ชั่นในการทำการบิน รวมไปถึงระบบ Safety ต่างๆที่พร้อมสรรพ และไม่แตกต่างกันมากนัก ในแต่ละรุ่น แต่ละยี่ห้อ แต่อาจจะแตกต่างกันในเรื่องราคามาก-น้อย ไปตามแบรนด์ (เนม) และรวมไปถึงการมีกล้องถ่ายภาพความละเอียดสูงติดมาด้วย ซึ่งจะกล่าวในรายละเอียดในหัวข้อ 3.

* ส่วนโดรน หรืออากาศยานแบบไร้คนขับ ประเภท Fixed Wing ที่สามารถทำการบินถ่ายภาพทางอากาศได้ในระดับ หลายๆ 10+ กิโลเมตรนั้น ผู้เขียนขออนุญาติ 'ข้ามผ่าน' ด้วยเหตุผล (ส่วนตัว) บางประการ อาทิ ไม่สามารถรองรับ 'การแบกน้ำหนัก' กล้องถ่ายภาพได้มากนัก โดยส่วนใหญ่จะถูกจำกัดอยู่ที่การใช้งานกล้องฯประเภท Compact ซึ่งมีน้ำหนักเบา...อีกทั้ง อากาศยานแบบไร้คนขับ ประเภท Fixed Wing มันสามารถบินได้เร็ว (เกิน) ทำให้ต้องไปวุ่นวายกับค่า Speed Shutter ของกล้องฯ และตัวลำมีน้ำหนักเบามาก เบาจนบินหาย ไปเลย...

GLM Drone (Fixed Wing)

Credited: www.youtube.com/watch?v=juHVm_pcpXU

   1.2 ยี่ห้อ: ผู้เขียน (ส่วนตัว) ไม่ได้ให้น้ำหนักในประเด็นนี้มากนัก แม้จะรู้ทั้งรู้ว่า ยี่ห้อ DJI คือยี่ห้อแบรนด์เนม 'ที่เกร่อที่สุด' ในสารขัณฑ์ประเทศบ้านเรา ตามมาด้วยยี่ห้อ Walkera, Parrot และ Yuneec ซึ่งโดรนในกลุ่มราคานี้ มีความสามารถทางการบินที่ไม่ต่างกันมากนัก...โดยในประเด็นเรื่องการเข้าถึง 'อะไหล่' ที่ง่าย มีร้านขายอะไหล่อยู่ทุกมุมเมือง หรือมีศูนย์บริการรองรับนั้น (ไม่ต้องรอสั่งอะไหล่จากต่างประเทศ) เป็นประเด็นที่ผู้เขียนมองว่าสำคัญมากกว่าชื่อยี่ห้อ

* 'โดรนสั่งประกอบ' เป็นกลุ่มโดรน 'ไร้ยี่ห้อ' ประเภทหนึ่งที่มีความสามารถทางด้านการบินแปรผันไปตามกำลังทรัพย์ที่จะจ่าย ไล่ตั้งแต่การประกอบโดรนแค่สามารถบินขึ้น-บินลงได้ ไปจนถึงโดรนขั้นเทพที่สามารถแบกน้ำหนักได้หลายกิโลกรัม ซึ่งการสั่งประกอบโดรนประเภทนี้ สามารถเลือกสเป็คได้ว่าต้องการ/ไม่ต้องการ ออปชั่นอะไรบ้าง ฯลฯ ซึ่งผู้เขียนขออนุญาติ 'ข้ามผ่าน' ในประเด็นนี้ (ผู้เขียนเคยสั่งให้ประกอบโดรน ตามสเป็คที่ต้องการ แต่เมื่อรวมราคาอะไหล่ ชิ้นส่วนต่างๆเข้าด้วยกันแล้ว...อืม เอาไว้ก่อน ถ้าถูกหวยแล้วค่อยว่ากัน)

โดรนประกอบ (ไร้ยี่ห้อ)

Credited: https://publiclab.org

   1.3 ฟังก์ชั่นพื้นฐานในการทำการบิน: โดรน ที่จะใช้ในการทำการบินสำรวจถ่ายภาพทางอากาศนั้น ต้องการฟังก์ชั่นพื้นฐานหลักๆ ที่จำเป็นต้องมี คือ

- มีระบบ Stabilize/Gyro ของตัวลำขณะทำการบิน (ระบบช่วยให้บินนิ่ง)

- มีระบบ GPS (+Glonass) โดยสามารถทำการบินในระดับความสูงที่กำหนดได้

- มีระบบ RTH (Return To Home) โดยสามารถบินกลับมายังตำแหน่ง Take Off ได้ในกรณีเกิดภาวะฉุกเฉินต่างๆ หรือสั่งให้บินกลับ

- มีระบบการบิน ไปตาม Way Point ที่กำหนด

* ส่วนระบบ Safety ที่ช่วยในการทำการบินอื่นๆ อาทิ ระบบหลบหลีกสิ่งกีดขวาง, ระบบ Auto Take Off , ระบบช่วยพยุงตัว (ในกรณีมอเตอร์ใบพัดตัวใดตัวหนึ่ง หยุดการทำงาน), ระบบ Fail Safe และระบบ 'ร่มชูชีพฉุกเฉิน' (ในกรณี 'ตก' จากท้องฟ้า) เหล่านี้ติดมาด้วย ก็ถือว่ามีประโยชน์อยู่ไม่น้อย

* ส่วนระบบเกินความจำเป็น อย่าง ระบบบินเซลฟี่ ระบบบินติดตามเป้าหมาย หรือบินวนเป็น loop ฯลฯ เป็นระบบที่ 'ไม่มีความจำเป็น' สำหรับโดรนที่จะใช้บินสำรวจฯเพื่อถ่ายภาพทางอากาศ ในงานแผนที่ฯ

   1.4 จำนวนใบพัด: ในกรณีที่ต้องการ "ปรับเปลี่ยน" ไปใช้กล้องถ่ายภาพ 'ที่มีคุณภาพดีกว่า' การใช้งานกล้องฯที่ติดมากับโดรน การพิจารณาเลือกใช้โดรนที่มีจำนวนใบพัดมากกว่า 4 ซึ่งหมายถึง การมีพละกำลัง หรือมี 'แรงยกตัว' ที่มากขึ้น จึงเป็นอีกทางเลือกหนึ่ง ในการช่วย 'ลดภาระ' การแบกน้ำหนัก (Payload) ของโดรน ซึ่งจะส่งผลต่อเนื่องไปที่การควบคุมบังคับการบินฯ และปริมาณการใช้พลังงานจากแบตเตอรี่...ซึ่งตัวผู้เขียนเอง ก็ได้เลือกเดินในแนวทางสาย 'แบกน้ำหนัก' นี้เช่นกัน

* โดรนขนาดใหญ่ ที่ใช้ในการเกษตร อาทิ โดรนพ่นปุ๋ย พ่นยาฯ ล้วนต่างใช้ใบพัด จำนวน 8 ใบพัด ทั้งสิ้น

Credited: www.3thi.com/drones-for-sugarcane/

   1.5 เวลาที่ใช้ในการบิน อยู่ในอากาศ: โดรนในกลุ่มที่ต้องแบกน้ำหนัก ตามข้อ 1.4 ข้างต้น จะมีระยะเวลาในการทำการบินที่ 'สั้นลง' กว่าปรกติ โดยเวลาที่ใช้ทำการบินจะแปรผันไปตาม 'น้ำหนัก' ที่โดรนนำพาขึ้นไปด้วย ซึ่งต้องชดเชยโดยการมีแบตเตอรี่สำรอง หรือการปรับเปลี่ยนไปใช้ แบตเตอรี่ที่มีน้ำหนักเบา และให้พลังงานสูงๆแทน

* ระยะเวลาในการทำการบินปรกติ เฉลี่ย จะอยู่ที่ประมาณ +20 นาที (เวลาที่เกินกว่านี้ สำหรับเก็บไว้ใช้เวลาบินกลับ)...โดรนเทพ สมัยใหม่ ตัวเล็กๆแบบ 4 ใบพัด มีระยะเวลาในการทำการบินที่มากขึ้น แต่ในทางกลับกัน ถ้าต้องนำกล้องถ่ายภาพ 'ที่มีคุณภาพ' ไปติดตั้งแทนกล้องฯของเดิมที่ติดมากับโดรน ก็จะเป็นการสร้างภาระการบิน ให้กับโดรน จนอาจจะทำให้โดรนนั้นบินไม่ขึ้น ซึ่งเป็นประเด็นที่จะต้องพิจารณา หรือทำการทดสอบก่อน

   1.7 ระยะทางในการบินห่าง จากผู้ทำการบังคับโดรน: ผู้เขียน (ส่วนตัว) ไม่ให้น้ำหนักในเรื่องระยะทางที่โดรนสามารถทำการบินได้ในระยะทางใกล้-ไกล หรือสามารถบินได้ไกลลิบลับ เป็น +10 กิโลเมตร ด้วยเหตุผล (ส่วนตัว) บางประการ ในข้อ 2.1 และ ข้อ 2.2

   1.8 การเตรียม อะไหล่สำรอง: ผู้เขียน (ส่วนตัว) ขออนุญาติกล่าวไว้ ณ ที่นี้ว่า ราคาค่าอะไหล่ต่างๆ สำหรับโดรนนั้น 'มีราคา ที่ไม่ธรรมดา' ไล่ตั้งแต่น๊อต ใบพัด หรือแค่เฉพาะตัวมอเตอร์ใบพัดตัวเล็กๆ 'เพียงตัวเดียว' ยังมีราคา 'หลายพันบาท'...อะไหล่สำรองที่จะต้องจัดเตรียมนอกจากแบตเตอรี่แล้ว สิ่งที่ขาดไม่ได้ คือ ชุดใบพัดสำรอง ที่จำเป็นต้องนำติดไปด้วยทุกครั้งที่ทำการบินฯ อาการบินล้ม ลงจอดพลาด ลงจอดแบบกระแทกเสียหลัก เสียการทรงตัว พลิกคว่ำ-พลิกหงาย สามารถเกิดขึ้นได้ตลอดเวลา ซึ่งอาการโดยมากแล้ว 'ใบพัด' มักจะไปก่อนเสมอ ที่อย่างโชคดีก็ มีแค่ 1-2 ใบพัดที่แตกหัก คดงอ หรืออย่างชนิดโชคร้าย คือ 'แตก ทุกใบพัด' ส่วนอุปกรณ์อื่นๆ นั้น ถ้าไม่เกิด 'อาการ เครื่องดับ' กลางอากาศ แล้วตกลงมากระแทกพื้นจังๆ (กลับบ้านเก่า) แล้ว ส่วนใหญ่มักจะไม่ค่อยเป็นอะไรมากนัก โดยมากก็อาจจะมีอาการฝาครอบพลาสติกเกิดอาการแตกร้าว หรือขาตั้งหัก และอาจจะรวมไปถึงกล้องฯแตก เป็นต้น

2. การทำการบินโดรน เพื่อสำรวจฯถ่ายภาพทางอากาศ

>> การมีระบบการบินด้วย GPS ที่สามารถล๊อคตำแหน่งการบิน ณ ความสูง ต่างๆได้ โดยไม่รวงตกลงมานั้น ได้ช่วยให้เหล่าสาธุชนมือสมัครเล่น (รวมถึงตัวผู้เขียน) สามารถที่จะบังคับ บินโดรนได้สะดวกมากยิ่งขึ้นพอสมควร ในสภาวะอากาศที่ปรกติ แบบ 'ลมนิ่งๆ' หรือไม่มีลมเลย จะดีที่สุด ด้วยเหตุว่า จากประสบการณ์ส่วนตัวของผู้เขียน ที่ Fail Flight นั้น ทั้งหมด เกิดมาจาก 'กระแสลม' เป็นสำคัญ

    2.1 กระแสลม: เป็นสิ่งที่สามารถสังเกตุ หรือตรวจวัดได้เบื้องต้น ก่อนทำการบิน ซึ่งผู้เขียนก็ได้ยึดถือปฎิบัติเช่นนั้นเสมอมา โดยถ้ามีสภาวะกระแสลมแรง (สังเกตุเห็นว่าโดรนจะเริ่มบินส่ายๆ แกว่งๆ เอียงๆ ไม่นิ่ง) ผู้เขียนจะต้องยกเลิกการทำการบินนั้นเอาไว้ก่อน และต้องรอจนกว่า 'ลมจะสงบนิ่ง' หรือ กระแสลมได้ลดระดับความแรงมาอยู่ในระดับที่ปลอดภัย และ 'การฝืนบิน' ในขณะที่มีกระแสลมแรงนั้น นอกจากจะมีความเสี่ยงจากเหตุการณ์ที่ไม่คาดคิดแล้ว ภาพถ่ายจากทางอากาศที่ถูกถ่ายได้ ก็จะมีคุณภาพที่ไม่สู้จะดีนัก อันเนื่องมาจากการเกิดภาพล้ม ภาพเบลอ ฯลฯ อันเนื่องมาจาก 'กล้องฯไม่นิ่ง หรือเกิดการสั่นไหว'

        2.1.1 สภาวะ 'ลมหอบ' หรือ 'ลมม้วน' (ไม่ใช่ลมบ้าหมู ที่หมุนๆอยู่ในทุ่ง) คือลมประเภทหนึ่ง (ผู้เขียนก็อธิบายไม่ถูก บางท่านอาจจะเรียกว่า ลมกรรโชก?) ที่มักจะเกิดขึ้นอย่างฉับพลันทันด่วน โดยลมดังกล่าว อาจจะพัดมาเป็นลูกๆ อย่างต่อเนื่อง หรือนานๆที จะพัดมาซักลูกหนึ่ง ซึ่งก็ไม่รู้ว่า "มันจะเกิดขึ้นเมื่อไหร่ และที่ใด"...เจ้าลมประเภทนี้ล่ะ ที่พัดกระแทกเอาโดรนของผู้เขียน ปลิวตกลงมาจากท้องฟ้า อย่างกับ 'นกปีกหัก' เมื่อไม่นานมานี้

* โดรนของผู้เขียน เป็นโดรนแบบโรตารี่ 6 ใบพัด เพื่อเพิ่มแรงยกในการ 'แบกน้ำหนัก' และเพื่อให้บินสู้ลม ต้านลม ให้ดียิ่งขึ้น...แต่ก็นั้นล่ะ เสมือนหนึ่งถูกถีบตกลงมาจากฟ้า

'เสียดายของ'

Credited: Ziperek

       2.1.2 สภาวะ 'ลมล่าง และลมบน' คือสภาวะกระแสลม ที่มีความเร็วและแรงแตกต่างกัน ในระดับความสูงต่างๆ ซึ่งเราสามารถจะสังเกตุเห็นได้จาก การทำการบินโดรนในระดับต่ำที่มีกระแสลมสงบ โดรนบินนิ่ง แต่เมื่อเพิ่มระดับความสูง ของการบินมากขึ้น ตัวโดรน เริ่มออกอาการบินส่าย อย่างรุนแรง (พยายามที่จะบินสู้ลม เพื่อรักษาตำแหน่ง) ซึ่งในกรณีนี้ ควรที่จะลดระดับความสูง ของการบินลงมาให้อยู่ในระดับที่ปลอดภัย

* โดรน Phantom ที่ว่ามีระบบการบินที่ดีเยี่ยมนั้น ผู้เขียนก็ยังเคยเห็นปลิวตกทะเลที่หาดพัทยา ต่อหน้าต่อตามาแล้ว อันเนื่องมาจากกระแสลม

* ในประเด็นเรื่อง Human Error อาทิ เผลอไปโดนปุ่ม/คันโยกเปลี่ยนโหมดไปเป็นบินแบบแมนนวล แล้วทำให้เครื่องฯตก ฯลฯ ผู้เขียนต้องขออนุญาติ 'ข้ามผ่าน'

   2.2 บินอยู่ในสายตา ทั้งในแนวราบ และแนวดิ่ง: ผู้เขียนเคยร่วมอยู่ในเหตุการณ์ที่โดรน แบบ Fixed Wing 'บินหายไปเลย' ซึ่งแม้ว่าผู้เขียนจะมิใช่ผู้เป็นเจ้าของโดรนลำนั้น แต่ก็อด 'เสียดายของ' แทนไม่ได้ (ราคาค่าตัวโดรน สามารถนำไปซื้อมอเตอร์ไซค์ดีๆ ได้ 1 คัน) ซึ่งเมื่อได้สอบซัก สืบความ ถึงสาเหตุการหายตัวไป ก็พบว่าน่าจะเกิดจากกระแสลมพัดแรง ทำให้โดรนตก ณ ที่ใด ที่หนึ่ง ห่างออกไปราวๆ 4 กม...ซึ่งจากเหตุการณ์ครั้งนั้น ได้ทำให้ผู้เขียน (ส่วนตัว) ตระหนักถึง ความปลอดภัยในการบินแบบ Safety มากยิ่งขึ้น โดยมุ่งเน้นงานสำรวจฯที่มีพื้นที่ขนาดไม่ใหญ่มากนัก หรือถ้ามีขนาดใหญ่จริงๆ ก็ต้องแบ่งซอยพื้นที่งานสำรวจฯออกเป็นส่วนๆ โดยการบินโดรนถ่ายภาพฯนั้น ผู้เขียนจะต้องมองเห็นตำแหน่งของโดรน โดยตลอด (ถ้าเกิด 'ตก' ณ บริเวณใดๆ จะได้ทราบทันที) ซึ่งรัศมีในการมองเห็นตัวโดรนนั้น ควรอยู่ในระยะไม่เกิน 500 ม. ในที่โล่งแจ้ง

* ส่วน เหล่าท่านที่มีงบประมาณไม่จำกัด ประเภทที่บินตก พัง แล้วซื้อใหม่ได้ทันที ในประเด็นนี้ ท่านสามารถทำการบินในระยะไกล ลิบลับ โดยไม่ผิดกติกา ซึ่งมีตัวช่วยที่สำคัญ นั่นคือการมีระบบการส่งภาพการมองเห็นจากระยะไกล มาที่ตัว Controller ที่มีหน้าจอ หรือแบบหน้าจอแท๊ปเลต, หน้าจอมอนิเตอร์ต่อพ่วง หรือแม้แต่อุปกรณ์ FPV (เสมือนหนึ่งว่า กำลังขับขี่โดรนอยู่)...จัดไป อย่าให้เสีย

   2.3 การฝึกบินแบบ Manual: ระบบการบินในโหมด GPS ช่วยให้การทำการบินโดรนนั้น มีความสะดวก ราบรื่นอยู่พอสมควร...แต่ถ้าวันใด วันหนึ่งที่ ระบบ GPS เกิดอาการ 'ไม่ทำงาน' หรือ 'ออกอาการ เอ๋อ' อยู่กลางอากาศ ท่านจะทำอย่างไร?...ฉะนั้น การฝึกบังคับบินโดรน ในโหมด Manual เอาไว้บ้าง จึงเป็นอีกวิธีการหนึ่ง ที่จะสามารถช่วยแก้ปัญหาสถานการณ์เฉพาะหน้าได้ ซึ่งอย่างน้อยที่สุด ก็ยังสามารถทำการบังคับ นำเครื่องฯลงแตะพื้นได้อย่างปลอดภัย...ดีกว่าอาการการ หมุนคว้าง ตีลังกาตกลงมา อย่างแน่นอน

3. การเลือกกล้องถ่ายภาพ และการตั้งค่ากล้องฯ (ความคิดเห็นส่วนตัว จากประสบการณ์)

* ถ้าเลือกใช้โดรนราคาจี๊ดๆ ประเภทที่มีกล้องถ่ายภาพความละเอียดสูงติดมากับโดรนด้วยนั้น ให้ท่านละสายตาจากหัวข้อนี้ไปได้ โดยไม่ผิดกติกาในการอ่าน (ข้ามไปข้อ 4.)

>> แนวทางสายนี้ เป็นแนวทางที่ผู้เขียนเลือกที่จะเดินอยู่ ณ ปัจจุบัน ซึ่งเหมาะสำหรับเหล่าชนสาย 'ชอบแบกน้ำหนัก' และต้องการคุณภาพของภาพถ่ายฯที่ 'ดีกว่า' โดยการเลือกใช้กล้องถ่ายภาพที่มีคุณภาพสูง แทน การใช้กล้องฯที่ติดมากับโดรน ซึ่งผู้เขียนได้รับแรงบันดาลใจ มาจากโดรนถ่ายทำภาพยนต์ในยุคแรกๆ ซึ่งเป็นโดรนที่มีขนาดใหญ่ แบกกล้องถ่ายภาพอันหนักอึ้ง นำขึ้นไปด้วย (ราคาค่าตัวกล้องฯ อาจจะมีราคาแพงกว่า ราคาตัวโดรน) 

DJI S800 'แบกน้ำหนัก' กล้องฯ ประเภท DSLR อันหนักอึ้ง

  3.1 น้ำหนัก ของตัวกล้องถ่ายภาพ:  คือ ประเด็นที่ผู้เขียนให้ 'ความสำคัญเป็นอันดับแรก' ในการพิจารณาเลือกกล้องถ่ายภาพที่มี 'น้ำหนักเบา' ที่จะนำไปติดขึ้นไปกับตัวโดรน โดยแค่ประเด็นนี้เพียงประเด็นเดียว ได้ทำให้ผู้เขียนออกอาการหัวหมุนอยู่มิใช่น้อย ซึ่งไม่รู้ว่า 'จะต้องเลือกกล้องถ่ายภาพ' ประเภทไหนดี...ฉะนั้นผู้เขียนจึงได้ทำการทดสอบ-ทดลองอยู่เป็นเดือนๆ ในยุคเมื่อ 4 ปีที่แล้ว ด้วยเหตุว่า อุปกรณ์ที่สามารถถ่ายภาพได้นั้น มีอยู่ถึง 4 ประเภท (เท่าที่จะหามาทำการทดสอบได้ ในสมัยนั้น)

     3.1.1 โทรศัพท์มือถือ: ข้อดีเพียงข้อเดียวคือ 'น้ำหนักเบา' แต่เมื่อผู้เขียนได้ทดลองนำมาติดใต้ท้องตัวโดรน เพื่อบินถ่ายภาพจากทางอากาศ...ผลที่ได้รับคือ 'ภาพเบลอ ภาพล้ม แทบทุกภาพ' ใช้การไม่ได้ แม้แต่การใช้ App ถ่ายภาพประเภท ความเร็ว หรือถ่ายภาพกีฬา ฯลฯ มาช่วยเสริม แต่มันก็ยังไม่ Work! ด้วยเหตุว่า ข้อจำกัดของตัวกล้องฯมือถือ โดยเฉพาะการมีขนาด Sensor ที่เล็กกระจิ๋วหริว และการมีระบบถ่ายภาพที่เป็นอัติโนมัติทั้งหมดนั้น ทำให้ไม่สามารถตั้งค่า Aperture, Speed Shutter, ค่า ISO หรือตั้งค่าอื่นๆ ได้มากนัก...ซึ่งในประเด็นนี้ การใช้กล้องถ่ายภาพจากมือถือ เพื่อนำมาใช้ถ่ายรูปจากทางอากาศนั้น จึง 'ไม่ Work!' 

* ส่วนในยุคปัจจุบันที่กล้องถ่ายภาพมือถือ ได้ถูกพัฒนาให้มีคุณภาพสูงขึ้นเป็นลำดับนั้น...ผู้เขียน ไม่เคยทำการทดสอบ โดยอาจจะ Work หรือ อาจจะไม่ Work ก็เป็นได้...ถ้ามีโอกาส ต้องลองๆ

    3.1.2 กล้องถ่ายภาพ ประเภท Compact: คือ กล้องถ่ายภาพตัวเล็กๆ น้ำหนักเบา เลนส์ซูมได้ แต่ถอดออกหรือเปลี่ยนไม่ได้ มีลูกเล่นในการใช้งาน การปรับแต่ง ตั้งค่าต่างๆได้ และดีกว่ากล้องฯมือถือ แต่ในยุคสมัยนั้น กล้องถ่ายภาพประเภท Compact ส่วนใหญ่ จะมีข้อด้อย ตรงที่มีขนาด Sensor Size "ขนาดเล็ก" (ไม่ตอบโจทย์ผู้เขียน) อีกทั้งความละเอียดของภาพถ่าย (จำนวน Pixel)  ยังไม่สูงมากนัก โดยผู้เขียนได้ลองนำเอาเอากล้องถ่ายภาพ ประเภท Compact ยี่ห้อ Nikon รุ่น Coolpix ราคาถูก (ความละเอียดของภาพถ่าย 14 ล้านพิกเซล+ขนาด Sensor 1/2.3") ติดไว้ที่ท้องของลำตัวโดรน และลองทำการบินถ่ายภาพจากทางอากาศ ซึ่งภายหลังการตั้งค่ากล้องฯ จนทำให้ให้สามารถถ่ายภาพจากทางอากาศ ออกมาได้คมชัดมากที่สุด (เท่าที่จะสามารถทำได้) และนำภาพถ่ายฯไปประมวลผลด้วยโปรแกรมประยุกต์แล้ว ผลที่ได้รับนั้น 'น่าพอใจในระดับหนึ่ง' (แต่ยังไม่ถึงเกณฑ์ ที่ผู้เขียนต้องการ) โดยจะต้องทำการบินในระดับต่ำๆ จึงจะได้ข้อมูลงานสำรวจฯที่มีค่า GSD (ดูหัวข้อ 4.1) ที่อยู่ในเกณฑ์ยอมรับ

* กล้องฯ Compact ยี่ห้อ Sony รุ่น RX100 (ความละเอียดของภาพถ่าย 20 ล้านพิกเซล+ขนาด Sensor 1") เป็นกล้องฯ Compact ที่ได้รับความนิยมในการนำไปติดกับตัวโดรนเพื่อใช้ถ่ายรูปจากทางอากาศในยุคนั้น แต่ด้วยการที่มีขนาด Sensor 1" ขนาดเล็ก (ขนาดใหญ่สุดในยุคนั้น สำหรับกล้องฯในเกรด Compact) กล้องฯรุ่นนี้ จึงได้ค่อยๆห่างหายไปจากวงการ หลังการมาถึงของกล้องถ่ายภาพประเภท Mirrorless

กล้องฯ Compact ยี่ห้อ Sony รุ่น RX100 ติดตั้งกับตัวกิมบอล

Credited: https://altigator.com

    3.1.3 กล้องถ่ายภาพ ประเภท Mirrorless: คือกล้องถ่ายภาพที่ 'มีน้ำหนัก' มากกว่า กล้องฯในกลุ่ม Compact อันเนื่องมาจากการมีเลนส์ ที่สามารถถอดเปลี่ยนได้ โดยกล้องฯในกลุ่ม Mirrorless นี้ มีความสามารถในการถ่ายภาพความละเอียดสูงในระดับที่สามารถนำมาใช้ในงานแผนที่ฯได้อย่างดีเยียม และการมีขนาด Sensor ที่มีขนาดใหญ่ขึ้นกว่ากล้องฯประเภท Compact อีกทั้งยังมีออปชั่นการถ่ายภาพ ที่จัดมาเต็ม เกือบจะน้องๆ กล้องฯประเภท DSLR...โดยผู้เขียน (ส่วนตัว) ได้เลือกกล้องฯในกลุ่ม Mirrorless นี้ มาใช้ติดกับตัวโดรน เพื่อทำการบินถ่ายภาพทางอากาศ อยู่ ณ ปัจจุบัน ซึ่งการมีความละเอียดของภาพถ่ายที่สูง และมีขนาด Sensor ขนาดใหญ่ ได้ช่วยทำให้ภาพถ่ายจากทางอากาศ มีคุณภาพทางด้านความคมชัดของภาพถ่ายฯ สูงมากยิ่งขึ้น

โดรน Phantom 2 แบกกล้องฯ Sony รุ่่น Nex 7 (บินแบบ หืดขึ้นคอ)

Credited: https://phantompilots.com/

     3.1.4 กล้องถ่ายภาพ ประเภท DSLR: คือกล้องฯ ที่มีตัว body ขนาดใหญ่ 'มีน้ำหนักมาก' ซึ่งมาพร้อมกับความสามารถทางด้านการถ่ายภาพอยู่ในระดับสูง (ระดับมืออาชีพ) ไล่ตั้งแต่การมีความละเอียดของภาพถ่ายในระดับ 30 Mp ขึ้นไปจนถึง +100 Mp และการมีขนาด Sensor ขนาดใหญ่ในระดับ APS ไปจนถึงขนาด Full Frame ซึ่งให้ความละเอียดของภาพถ่ายอยู่ในระดับขั้นเทพ และด้วยความที่ตัวกล้องฯมีน้ำหนักมาก ทำให้ต้องจัดหา 'พาหนะ' ที่มีศักยภาพทางด้านพละกำลัง หรือมี 'แรงยกตัว' สูงตามไปด้วย...ทั้งตัวกล้องฯ และโดรนในกลุ่มนี้ ส่วนใหญ่ 'ไม่นิยม' นำมาใช้บินในงานแผนที่ฯ ที่อาจจะต้องบินในระยะทางไกลๆ จากตัวผู้บังคับฯ ซึ่งนั่นหมายถึงอัตราความเสี่ยง 'บินหาย' ในกรณีที่เกิดเหตุไม่คาดคิดใดๆ (ราคาโดรน+ราคากล้องฯ สามารถที่จะซื้อรถเก๋งคันเล็กๆ 1คัน ได้อย่างสบาย) ฉะนั้น โดรน และกล้องฯประเภทนี้ จึงมักที่จะถูกใช้งานอยู่ในอุตสาหกรรมบันเทิง โดยมีการทำการบิน 'อยู่ในสายตา' ของผู้บังคับฯ อยู่ตลอดเวลา

DJI Spread Wing S1000 ใช้เป็นพาหนะ แบกน้ำหนัก กล้องฯ ประเภท DSLR

Credited: www.youtube.com/watch?v=XU4rEbCxSW0

* กล้องถ่ายภาพแบบเป็นกล่องสี่เหลี่ยมตัวเล็กๆ น้ำหนักเบาๆ อาทิ GoPro, ilook ฯลฯ แม้ว่าจะให้คุณภาพของภาพถ่ายฯที่ดีในระดับหนึ่ง และสามารถนำภาพถ่ายทางอากาศเหล่านั้นมาจัดทำเป็นแผนที่ฯได้ดีในระดับหนึ่งก็ตาม แต่ผู้เขียน (ส่วนตัว) มองว่า 'ยังไม่ตอบโจทย์' ด้วยเหตุผลทางด้านความละเอียดของภาพฯ และขนาด Sensor ของกล้องฯ และรวมไปถึงกล้องฯบางรุ่นยังมีเลนส์ที่เป็นแบบ Fish Eye ซึ่งไม่เหมาะสมเท่าใดนัก ที่จะนำมาประมวลผลด้วยโปรแกรมประยุกต์ (แม้ว่าบางโปรแกรมฯจะรองรับภาพ Fish Eye ก็ตามที)

ภาพตัวอย่างที่ถูกถ่ายจากกล้องฯที่ใช้เลนส์ แบบ Fish Eye 

Credited: www.flickr.com/photos/ross_fowler/5599936836

* ยังมีกล้องถ่ายภาพประเภทอื่นๆ ที่ถูกออกแบบให้มีคุณสมบัติเหมาะสมสำหรับการถ่ายภาพทางอากาศ โดยเฉพาะ ซึ่งผู้เขียนขออนุญาติ 'ข้ามผ่าน' ด้วยเหตุผลในด้าน 'ราคาค่าตัว' ของกล้องฯ ที่สูงลิบลิ่ว เวอร์วัง ยากต่อการจับต้อง

   3.2 ความละเอียดของภาพถ่าย: ผู้เขียน (ส่วนตัว) มองว่า ความละเอียดของภาพถ่ายจากทางอากาศ ที่เหมาะสมที่จะนำมาใช้ประมวลผลในกระบวนการจัดทำแผนที่ฯ ให้อยู่ในเกณฑ์ชั้นดีเยี่ยมนั้น ควรที่จะมีจำนวน Pixel ตั้งแต่ 16 Mp ขึ้นไป ซึ่งการมีความละเอียดของภาพถ่ายขนาดดังกล่าวขึ้นไปนั้น ทำให้สามารถที่จะเพิ่มระดับความสูงของการบิน ไปจนถึงความสูงในระดับ 300 เมตร (ในสภาวะลมสงบ) โดยที่คุณภาพของภาพถ่ายฯยังอยู่ในเกณฑ์ยอมรับได้ (ดูหัวข้อ 4.1) และการเพิ่มระดับความสูงของการบินให้สูงขึ้นนั้น หมายถึง การมีจำนวนภาพถ่ายฯที่ 'ลดลง' ด้วยเหตุว่าภาพถ่ายฯแต่ละภาพนั้น ได้ครอบคลุมพื้นที่ๆมีขนาดใหญ่ขึ้น ซึ่งส่งผลไปที่ 'เวลาที่จะใช้ในการบิน' ลดลง...และนั่นคือ 'ต้นทุน หรือค่าใช้จ่ายที่ลดลง' ตามไปด้วย นั่นเอง

* ความละเอียดของภาพถ่ายทางอากาศ ในระดับ 8 Mp, 10 Mp, 12 Mp และ 14 Mp นั้น สามารถที่จะนำมาใช้ในการประมวลผลเพื่อจัดทำแผนที่ฯได้เช่นกัน ซึ่งจะมีค่าความคลาดเคลื่อน/จุดพิกเซล (ค่า GSD ดูหัวข้อ 4.1) มาก-น้อย ไปตามความละเอียดของภาพ, ขนาด Sensor ของกล้องฯ และ ความสูงที่ใช้ในการบิน โดยถ้ามีกล้องฯถ่ายภาพที่มีความละเอียดต่ำ มีค่าขนาด Sensor ขนาดเล็ก ฉะนั้นการทำการบินถ่ายภาพ จึงต้องบินให้อยู่ในระดับต่ำ เพื่อให้ได้ค่า GSD มีค่าที่อยู่ในเกณฑ์ยอมรับได้ เป็นต้น

   3.3 ขนาด Sensor ของตัวกล้องฯ: เป็นศาสตร์ที่ต้องร่ายกันยาวยืดในทางทฤษฎี ซึ่งตัวผู้เขียนเองก็ไม่มีความสันทัดทางด้านนี้ ส่วนการเลือกใช้ขนาด Sensor นั้น ผู้เขียน (ส่วนตัว) มองว่า 'ยิ่งมีขนาดใหญ่ ยิ่งดี' แต่นั่นคือ ความ 'ย้อนแย้ง' กับประเภทและขนาดของตัวกล้องฯ เมื่อต้องการขนาด Sensor ที่มีขนาดใหญ่ๆ ซึ่งจะมีอยู่ในกล้องฯประเภท DSLR เท่านั้น ซึ่งมีราคาค่าตัวที่สูงลิบ และตัวกล้องฯมีน้ำหนักมาก ส่งผลให้ต้องจัดหา 'พาหนะ' ที่มีขนาดใหญ่ มีพละกำลังมาก ตามไปด้วย...ฉะนั้น ในสาย 'ชอบแบกน้ำหนัก' กล้องฯประเภท Mirrorless ที่มีน้ำหนักเบารองลงมา จึงต้องมองหากล้องฯที่มีขนาด Sensor ที่ใหญ่ เท่าที่จะมีได้ นั่นคือในขนาด 4/3" (Four Thirds) และขนาด 1.5" (ในยุคสมัยนั้น)

ภาพตัวอย่างแสดงขนาดของ Sensor ที่มีอยู่ในกล้องถ่ายภาพ ประเภทต่างๆ

(กล้องฯมือถือทั่วๆไป มีขนาด Sensor 1/3.2")

    3.4 ระบบการถ่ายภาพแบบ Timelapse: ผู้เขียนเคยใช้โดรน พร้อมกับใช้กล้องฯที่ติดมาพร้อมกับโดรน (ตอนซื้อ) ทำการทดสอบ อัตรา/ความเร็วของการถ่ายภาพจากทางอากาศ โดยการกดปุ่ม 'บันทึกภาพ' ที่ตัว Controller โดยจ้องมองดูภาพถ่ายฯจากจอมอนิเตอร์ อาทิ ผู้เขียนต้องการ บันทึกภาพถ่ายจากทางอากาศ ทุกๆ 2 วินาที เพื่อให้ภาพถ่ายฯมีการ Overlap ของภาพแต่ละภาพ ในอัตราส่วนที่ต้องการ...ซึ่งผลปรากฎว่า 'ล้มเหลว/มันไม่ Work!' ด้วยเหตุว่า 'ไม่สามารถ' ทำการกดปุ่มบันทึกภาพได้อย่างต่อเนื่อง ในทุกๆ 2 วินาที ในขณะที่ต้องทำการบังคับทิศทางการบิน และความเร็วของการบิน ไปในเวลาเดียวกัน (อาการห่วงหน้า พะวงหลัง) หรือการทำการบินแบบ หยุดๆ ไปๆ (บินนิ่ง แล้วกดปุ่มบันทึกภาพ แล้วบินต่อไป) ตามภาพที่ปรากฎจากจอมอนิเตอร์ ทำให้เกิดอาการสับสนในเรื่อง อัตราส่วนการ Overlap ของภาพ ซึ่งวิธีการนี้ ก็เหลว...และเมื่อได้โหลดภาพถ่ายฯ ออกมาจากตัวกล้องฯ มาเปิดดูในคอมฯ ผลปรากฎว่า ภาพถ่ายที่ได้นั้น มันไม่ Overlap ตามอัตราส่วนที่ต้องการ มีทั้งถ่ายข้าม shot ห่างๆ ไปจนถึงแบบถี่ๆ ติดกันเกินไป...เหลวไม่เป็นท่า

* แม้ว่าจะใช้โปรแกรมช่วยวางแผนการบิน หรือประเภท Auto Pilot แบบบังคับให้โดรนบินไปในเส้นทาง และความเร็วที่กำหนด ผู้เขียนก็ยังกดปุ่มบันทึกภาพ ห่างบ้าง ถี่บ้าง...ทำการทดลองอยู่หลายครั้ง ก็ยังไม่ Work!

วิธีการแก้ปัญหาของผู้เขียนคือ การใช้กล้องฯ ที่มีระบบ Timelapse นั่นคือ การที่กล้องฯมีระบบการถ่ายภาพแบบต่อเนื่องอัตโนมัติ ตามระยะเวลาที่กำหนด และตามจำนวนภาพที่กำหนด อาทิ การตั้งค่ากล้องฯให้ทำการถ่ายภาพ ทุกๆ 4 วินาที มีจำนวนภาพถ่าย 200 ภาพ เป็นต้น...การใช้ระบบ Timelapse มาช่วยในการถ่ายภาพนั้น ทำให้ไม่ต้องไปห่วงพะวงเรื่องกล้องฯถ่ายภาพ ผู้บังคับฯมีหน้าที่ ทำการบังคับการบินเพียงอย่างเดียว และเมื่อบวกกับการใช้ระบบการบินแบบ Auto Pilot ยิ่งช่วยให้การทำงาน มีความสะดวกมากยิ่งขึ้น ส่วนภาพถ่ายฯที่ถูก 'ถ่ายเกิน' หรือภาพถ่ายฯใดๆที่ไม่ได้ถูกใช้ประโยชน์นั้น สามารถทำการ 'ลบทิ้ง' ได้ในคอมพิวเตอร์

    3.5 เลนส์ของกล้องฯ: ไม่จำเป็นต้องใช้ (หมายถึงใช้เท่าที่มีมากับตัวกล้องฯ ไม่ใช่การถอดออกมาเก็บไว้ หรือถ้ามีเลนส์ประเภท Pancake น้ำหนักเบา ก็เป็นตัวเลือกที่ดีกว่า ตัวเลนส์ยาวๆน้ำหนักมาก แถมยังต้านลมเสียอีก) การบินสำรวจฯถ่ายภาพทางอากาศในงานแผนที่ ไม่จำเป็นต้องใช้การ Zoom เพื่อย่นระยะทางภาพ ระหว่างตัวกล้องฯและพื้นผิวโลก ซึ่งนั่นก็จะส่งผลต่อเนื่องไปที่ระบบโฟกัสของภาพฯ ช้า-เร็ว เข้าไปอีก

Credited: https://petapixel.com

    3.6 การตั้งค่า กล้องถ่ายภาพ: ในสภาวะการณ์ที่ตัวกล้องฯ ถูกติดตั้งอยู่ใต้ลำตัวของโดรน และทำการบินอยู่ในอากาศนั้น จำเป็นที่จะต้องมีการตั้งค่า กำหนดคำสั่งให้กล้องฯทำการถ่ายภาพฯได้อย่างเหมาะสม ในสภาวะการที่กล้องฯกำลังเคลื่อนที่ด้วยความเร็วต่างๆ สภาวะแสงมาก-น้อย, สภาวะมีการสั่นสะเทือน ฯลฯ ซึ่งหลักการตั้งค่ากล้องฯที่ว่านี้ เป็นหลักการที่ไม่มีค่าคงที่ หรือค่าตายตัว ว่าต้องกำหนดค่ากล้องฯเท่านั้น เท่านี้ จึงจะได้ภาพถ่ายที่คมชัดสูงสุด ซึ่งการตั้งค่าฯที่ว่านี้ยังมีความแตกต่างกันในรายละเอียดปลีกย่อยออกไปอีก ในกล้องฯแต่ละรุ่น แต่ละยี่ห้อ...วิธีการที่จะบรรลุผลสำเร็จในประเด็นนี้ คือ 'ต้องทำการทดลองบินถ่ายภาพฯ' เพื่อหา 'ชุดค่าคำสั่ง' ที่ดีที่สุด ที่ทำให้ได้ภาพถ่ายฯมีความละเอียด คมชัดสูงสุด 

      3.6.1 การตั้งค่า Speed Shutter: ค่า Speed Shutter ที่เหมาะสมนั้น ขึ้นอยู่กับค่าความเร็วของโดรน (เมตร/วินาที) ขณะบินถ่ายภาพฯ และสภาพของแสงมาก-น้อย ในขณะนั้น ฉะนั้นผู้เขียนจึงไม่สามารถระบุเจาะจง ลงไปได้ว่าควรจะตั้งค่าไว้ที่เท่าใด จึงจะเหมาะสม โดยกล้องฯของผู้เขียนจะตั้งค่า Speed Shutter สูงๆ ไว้ที่ 800-1000 ขึ้นอยู่กับความเร็วของโดรน ที่ได้วางแผนการบินสำหรับงานสำรวจฯในแต่ละงาน (การบินในสภาพมีแสงแดดปรกติ)...ผู้เขียนได้ลองทดสอบ การปรับค่า SS ไปเป็นแบบ Auto มันก็ไม่ Work (อาจจะขึ้นอยู่กับสเป็คกล้องฯ ??) 

      3.6.2 การตั้งค่า ISO: ควรที่จะตั้งค่าไว้ที่ 100-200 การตั้งค่า ISO ที่ค่าสูงๆ จะทำให้เกิด Noise ในภาพฯ...ผู้เขียนได้ทำการทดลองปรับค่าดังกล่าว เป็น Auto ปรากฎว่า มัน Work! เช่นกัน

      3.6.3 การตั้งค่า Aperture: การปรับค่า f ของกล้องฯ ไปที่ค่าสูงๆ ในสภาวะที่มีแสงสว่างอย่างเพียงพอ จะทำให้ภาพถ่ายมีความคมชัด (Sharpness) มากยิ่งขึ้น (หน้าชัด หลังก็ชัด)...ซึ่งในประเด็นนี้ ผู้เขียนได้ใช้เวลาทำการทดลองปรับค่า f แบบแมนนวล อยู่หลายวัน แต่ก็รู้สึกว่าความคมชัด สู้การปรับเป็นแบบ Auto ไม่ได้ (ยังต้องใช้เวลาศึกษา เรื่องการถ่ายภาพอีกมาก)...ฉะนั้น ผู้เขียนแนะนำให้ตั้งค่าดังกล่าวเป็น Auto

      3.6.4 การตั้งค่า Focus: ผู้เขียนแนะนำให้ตั้งค่าดังกล่าวเป็น Auto...ภาพถ่ายฯประเภทหน้าชัดหลังเบลอ หรือหน้าเบลอหลังชัด มันใช้ไม่ได้ในงานแผนที่ฯ ที่ 'ต้องการภาพมีความคมชัดทั้งภาพ'

      3.6.5 การตั้งค่า White Balance: ผู้เขียนแนะนำให้ตั้งค่าดังกล่าวเป็น Auto

   3.7 กล้องถ่ายภาพ ระบบ GPS: มีกล้องฯอยู่หลายรุ่น หลายยี่ห้อ ที่มีระบบการบันทึกค่าตำแหน่งพิกัดสากล และค่าระดับอ้างอิงพื้นผิว Ellipsoid เข้าไปไว้ในตัว Raw file ของกล้องฯ ซึ่งในประเด็นนี้ ผู้เขียน (ส่วนตัว) มองว่าออปชั่นดังกล่าวไม่ค่อยจะมีประโยชน์เท่าใดนัก (ถ้ามีแผนงานที่จะใช้จุดควบคุมภาพถ่ายฯที่ดีกว่า ดูหัวข้อที่ 5) ด้วยเหตุว่า ค่าพิกัด+ค่าระดับ ที่ถูกบันทึกในภาพถ่ายฯแต่ละภาพนั้น มีเกณฑ์ความคลาดเคลื่อนทางตำแหน่ง และทางระดับ อยู่ในเกรดเดียวกับพวกอุปกรณ์ Handheld GPS ทั่วไป (คลาดเคลื่อนหลายเมตร)...แต่ถ้ามีออปชั่นนี้ติดมาด้วย โดยไม่ต้องเพิ่มงบ ก็จัดไป อย่าให้เสียของ

>> ณ บรรทัดนี้ ท่านผู้อ่านน่าจะได้ไอเดียในการเลือกกล้องถ่ายภาพ ที่จะใช้ในการถ่ายภาพจากทางอากาศแล้วว่า ตัวกล้องฯนั้นควรที่จะมีคุณสมบัติใดบ้าง ซึ่งในทรรศนะของผู้เขียนนั้น ให้ความสำคัญไปที่น้าหนักของตัวกล้องฯ, ความละเอียดของภาพถ่าย, ขนาด Sensor และการมีระบบ Timelapse เป็นสำคัญ ซึ่งคุณสมบัติเหล่านี้ จะมีอยู่ในกล้องถ่ายภาพ ในรุ่นใด ยี่ห้อใด นั้น ท่านผู้อ่านต้องทำการค้นหาข้อมูล ด้วยตัวท่านเอง

* น้ำหนักของตัวกล้องฯ เป็นสิ่งที่ผู้เขียน (ส่วนตัว) ให้ความสำคัญเป็นอย่างยิ่ง ด้วยสาเหตุ 'ความกังวล' ที่ว่า โดรน ที่ซื้อมาก่อนหน้านั้น 'มันจะแบกไม่ขึ้น พากล้องฯขึ้นไปไม่ไหว' ฉะนั้น เมื่อผู้เขียนสามารถกำหนด ยี่ห้อ และรุ่น ของกล้องฯที่ต้องการได้แล้ว (ทราบน้ำหนักตัว จากสเป็คกล้องฯ) โดยก่อนการซื้อหา...ผู้เขียนจึงได้ทำการทดสอบ โดยการหาวัตถุใดๆ (ผู้เขียนได้เลือกใช้ก้อนอิฐมอญ/อิฐแดง) ที่ 'มีน้ำหนักเท่ากัน' กับตัวกล้องฯที่จะซื้อ มาติดตั้งกับโดรน และทดลองทำการบิน และสังเกตุดูว่า โดรนที่มีการแบกน้ำหนักนั้น มีลักษณะการบินอย่างไร อาทิ เอียงข้าง หนักเกิน บินไม่ค่อยขึ้น ไปไม่ค่อยเป็น หรือบินส่าย แกว่ง ฯลฯ รวมไปถึง 'เวลา' ที่ใช้ในการบิน ต่อแบตเตอรี่ 1 ก้อน ว่า โดรนแบกน้ำหนักแบบนี้ สามารถบินได้สั้น-นาน กว่า ปรกติอย่างไร เป็นต้น...ซึ่งจากการทดสอบ ผลปรากฎว่า โดรน+ก้อนอิฐมอญ ของผู้เขียน สามารถทำการบินได้ตามปรกติ นั่นหมายความว่า กล้องฯที่ผู้เขียนกำลังจะซื้อหานั้น ไม่มีปัญหาทางด้าน 'การแบกน้ำหนัก' เมื่อต้องนำไปติดตั้งกับตัวโดรน

การทดสอบ 'การแบกน้ำหนัก' (Payload)

Credite: www.youtube.com/watch?v=NbMKw5dxkFU

* โทรศัพท์มือถือ 'น้ำหนักเบา' ในยุคปัจุบัน ได้ถูกพัฒนาให้มีความละเอียดของภาพถ่าย ไปถึงระดับ 30-40 Mp พร้อมกับการมีขนาด Sensor ที่ใหญ่ขึ้นนั้น เป็นอีกทางเลือกหนึ่งที่น่าสนใจไม่น้อย แต่ทั้งนี้ราคามือถือในกลุ่มนี้ ยังมีราคาที่สูงอยู่มาก บางรุ่น บางยี่ห้อ มีราคาค่าตัวที่สูงกว่ากล้องฯประเภท Mirrorless เสียอีก...

4. การวางแผนการบินถ่ายภาพทางอากาศ โดยการใช้อากาศยานไร้คนขับ (UAV/Drone)

>> ในประเด็นนี้ ผู้เขียนต้องขออนุญาติ มุ่งเน้นอธิบายไปที่การทำการบินในะบบ Way Point ของโดรน ซึ่งเป็นระบบการทำการบิน 'แบบอัติโนมัติ' และเป็นระบบการบินที่ได้รับความนิยม ในงานบินสำรวจฯถ่ายภาพทางอากาศ ณ ปัจจุบัน โดยการตั้งชุดคำสั่งให้โดรน บินไปตามเส้นทาง Way Point ที่ได้ทำการวางแผน กำหนดเส้นทางการบินเอาไว้แต่ต้น (ตัวโดรนต้องมี ระบบการบินแบบ Way Point)

ระบบการบินแบบ Way Point คือระบบที่ต้องอาศัยโปรแกรมประยุกต์ (มีทั้งโปรแกรมสำหรับคอมพิวเตอร์ และโทรศัพท์มือถือ...มากมาย จากหลายค่าย หลายสำนัก) มาช่วยกำหนดค่าคำสั่งการบินฯต่างๆ ลงในตัวโปรแกรมฯ และทำการอัพโหลดชุดคำสั่งที่ได้กำหนดไว้นั้นเข้าไปในตัวโดรน (ผ่านสาย Data Link ต่างๆ) โดยเฉพาะการกำหนดค่าพิกัดตำแหน่ง และความเร็วที่ใช้ในการบิน ให้กับโดรน เพื่อทำการบินไปตามเส้นทาง และใช้ความเร็วในการบินตามที่ได้กำหนดไว้

* ผู้เขียนต้องขออนุญาติ 'ข้ามผ่าน' ในรายละเอียดการใช้งานตัวโปรแกรมประยุกต์เหล่านี้

การกำหนดตำแหน่ง Way Point หรือเส้นทางการบิน ด้วยโปรแกรม Mission Planner

ในพื้นที่งานสำรวจฯหนึ่งๆ จะมีรูปร่าง แสดงเส้นขอบเขตพื้นที่ฯ, ตำแหน่งพิกัดทางภูมิศาสตร์, สภาพทั่วไปทางกายภาพ (ทุ่งราบ ทุ่งนา ป่าเขา ฯลฯ) และมีขนาดของพื้นที่ (ตารางเมตร) เพื่อนำมาใช้ในการวางแผนการบินฯ และการคำนวณ 'ค่าพารามิเตอร์' ต่างๆที่จำเป็นต้องทราบก่อนการทำการบินฯ ดังต่อไปนี้

   4.1 ค่า GSD (Ground Sample Distance): คือค่าที่มีความสำคัญ ในการบ่งชี้ถึงคุณภาพ และความละเอียดของภาพถ่ายจากทางอากาศ (เมตร/Pixel) ตลอดจนเป็นค่าที่บ่งบอกถึงความคลาดเคลื่อนทางตำแหน่งเบื้องต้น ที่จะเกิดขึ้นของตัวภาพถ่ายฯแต่ละภาพ โดยมีตัวแปรร่วมที่ส่งผลให้ค่า GSD ดังกล่าวมีค่า มากขึ้น-น้อยลง คือ ความละเอียดของภาพถ่าย (จำนวนพิกเซล), ขนาด Sensor ของกล้องฯ, ความยาวของค่า Focal length ของตัวกล้องฯ และค่าระดับความสูงที่ใช้ในการบิน
* 'ราคาว่าจ้าง' ในการบินถ่ายภาพทางอากาศโดยอากาศยานไร้คนขับนั้น ส่วนหนึ่งแปรผันไปตามค่า GSD ที่ผู้ว่าจ้างฯกำหนด

โดยค่า GSD ที่มีค่าน้อย จะบ่งชี้ถึงคุณภาพของภาพถ่ายฯที่จะนำไปใช้ในกระบวนการผลิตแผนที่ฯ นั้น มีความถูกต้องแม่นยำสูง อาทิ ภาพถ่ายฯมีค่า GSD = 5 ซม./Pixel นั่นหมายความว่า ในหนึ่งจุด Pixel ของภาพถ่ายฯนั้น (เมื่อซูมเข้าไปจนสามารถเห็น 1 รูปสี่เหลียมพิกเซล) มีพื้นที่ครอบคลุม เป็นตารางกริดสี่เหลี่ยม มีด้าน กว้าง 5 ซม. และด้านยาว 5 ซม. 

* สมมุติว่า หัวหมุดสำรวจฯ จุดหนึ่ง มีด้านกว้าง และด้านยาว ด้านละ 2 ซม.เท่ากัน และจากค่า GSD ที่คำนวณได้ข้างต้น จะทำให้ภาพถ่ายนั้น ไม่สามารถระบุ 'ตำแหน่งที่แท้จริง' ของหัวหมุดฯได้ (ทราบได้แต่เพียงว่า อยู่ภายในจุด Pixel (5x5 ซม.)) นั้น...และนั่นคือ ความคลาดเคลื่อนทางตำแหน่ง ที่จะเกิดขึ้น 

ภาพแสดงการ Zoom ภาพลึกเข้าไป จนสามารถที่จะเห็น รูปสี่เหลี่ยมของกริด Pixel

ส่วนในกรณีที่ค่า GSD ของภาพถ่ายฯมีค่า สูงๆ อาทิ 1 เมตร/Pixel (ภาพถ่ายทางอากาศจากดาวเทียม Ikonos) นั่นหมายความว่า ในหนึ่งจุด Pixel ของภาพถ่ายฯนั้น (เมื่อซูมเข้าไปจนสามารถเห็น 1 รูปสี่เหลียมพิกเซล) มีพื้นที่ครอบคลุม เป็นตารางกริดสี่เหลี่ยม มีด้าน กว้าง 1 เมตร และด้านยาว 1 เมตร... 

ในกรณีนี้ วัตถุใดๆ ที่มีขนาดเล็กกว่า 1 ตารางเมตร จะไม่สามารถระบุได้จากในภาพถ่ายฯ อาทิ รูปร่างของคน เป็นต้น (ชนชาวเราจึงไม่สามารถเห็นรูปร่างของคน หรือมนุษย์ เมื่อดูจากโปรแกรม Google Earth)

Credited: www.propelleraero.com

กล้องถ่ายภาพ ตัวหนึ่งๆนั้น จะ 'มีค่าคงที่' ของคุณสมบัติของตัวกล้องฯ ที่ไม่สามารถทำการเปลี่ยนแปลงได้ อาทิ ความละเอียดของภาพ (จำนวนพิกเซล) และ ขนาดตัว Sensor โดยที่ค่าเหล่านี้ ถูก Fixed มาพร้อมกับตัวกล้องฯ ซึ่งค่า GSD ที่ถูกคำนวณได้ว่าจะมากหรือน้อยนั้น ส่วนหนึ่งต้องอาศัยค่าคงที่เหล่านี้มาใช้ในการคำนวณ โดยมี 'ตัวแปรที่สำคัญ' อีกส่วนหนึ่ง นั่นคือค่า 'ระดับความสูงที่ใช้ในการบิน' มาใช้ร่วมในการคำนวณด้วย และค่าระดับความสูงของการบินนี้ คือตัวชี้วัดค่า GSD ที่จะเกิดขึ้น

โดยการทำการบินในระดับสูงๆนั้น จะทำให้ค่าความละเอียด ของกริดพิกเซล (ค่า GSD) นั้นมีค่าเพิ่มมากขึ้น (Error มากขึ้น) และในทางกลับกัน การทำการบินในระดับต่ำๆ จะทำให้ค่าความละเอียด ของกริดพิกเซล (ค่า GSD) นั้นมีค่าน้อยลง (Error ต่ำลง)....ซึ่งนั่นหมายความว่า ในกรณีที่ใช้กล้องถ่ายภาพ ที่มีสเป็คกล้องฯไม่สูงมากนัก มาใช้ในการบินถ่ายภาพทางอากาศ โดยต้องการผลสัมฤทธิ์ทางด้านงานสำรวจฯให้อยู่ในเกณฑ์ที่ยอมรับได้นั้น...'ต้องทำการบินในระดับต่ำ'

Credited: http://memy.pl/mem/3463/Dron_wersja_niskobudzetowa?rsidebar

   4.2 Flight Run, Spacing and Number of Photograph: ในการวางแผนการบินเพื่อถ่ายภาพจากทางอากาศนั้น มีความจำเป็น 'อย่างยิ่งยวด' ที่จะต้องทำการคำนวณหาค่าจำนวนแนวบิน (Flight Run) ที่ต้องใช้ในพื้นที่สำรวจฯ, ค่าระยะห่าง (Spacing) ระหว่างแนวบินแต่ละแนว, จำนวนภาพถ่ายฯในแต่ละแนวบิน และจำนวนภาพถ่ายฯรวมทั้งหมด ซึ่งต้องอาศัยการกำหนดค่าต่างๆ ดังต่อไปนี้

      4.2.1 การกำหนดค่าระดับความสูงของการบิน: ความสูงของการบิน จะเป็นตัวบ่งชี้ถึงจำนวนภาพถ่ายฯในแต่ละแนวบิน อาทิ การทำการบินในระดับสูง จะทำให้ภาพฯที่ถ่ายได้มีจำนวน 'น้อยกว่า' การทำการบินในระดับต่ำ (ในพื้นที่สำรวจฯเดียวกัน)

      4.2.2 อัตราเร็วในการบิน: การกำหนดให้โดรนบินเร็ว-บินช้า ส่งผลต่อเนื่องไปยังการกำหนดค่า Shutter Speed ของกล้องถ่ายภาพ ตามไปด้วย

      4.2.3 ขนาด กว้างxยาว ของพื้นที่สำรวจฯ

      4.2.4 ค่าเปอร์เซ็นต์ Overlap: การกำหนดค่าเปอร์เซ็น การซ้อนทับของภาพถ่ายฯ (Overlap) ทั้งการซ้อนทับของภาพฯในแนวบิน หน้า-หลัง (Forward Overlap) และการซ้อนทับของภาพฯในแนวบินด้านข้าง (Side Overlap)...จะทำให้สามารถที่จะทำการคำนวณ จำนวน Flight Run หรือจำนวนเส้นทางการบินในแต่ละแนวบิน, ระยะห่างระหว่างแนวบิน, จำนวนภาพในแต่ละแนวบิน และจำนวนภาพถ่ายฯรวมทั้งหมดได้

* ในงานบินถ่ายภาพทางอากาศ จะต้องกำหนดให้มีค่าเปอร์เซนต์ Forward Overlap ต่ำสุดไม่น้อยกว่า 60% และ มีค่าเปอร์เซนต์ Side Overlap ไม่น้อยกว่า 50%...ส่วนการกำหนดค่าเปอร์เซ็นต์การซ้อนทับของภาพถ่ายฯให้มีค่าสูงๆนั้น จะทำให้มีจำนวนภาพถ่ายฯ 'ที่มากเกินความต้องการ'

ภาพตัวอย่างแสดง การวางแผนเส้นทางการบิน และระยะห่างระหว่างแนวบิน

Credited: www.flitetest.com/articles/orthomosaic-mapping-with-pixhawk-and-drone-deploy

      

      4.2.5 ตารางการคำนวณ: ค่าต่างๆที่ได้กล่าวข้างต้น อาจจะทำให้เกิดความสับสนว่าจะต้องทราบ หรือเตรียมข้อมูลอะไรบ้าง เพื่อใช้คำนวณหาข้อมูลที่ต้องการทราบต่างๆเพื่อใช้ในการวางแผนการบินฯ ซึ่งอาจจะเป็นเรื่องที่ยุ่งยาก อยู่มิใช่น้อย...ฉะนั้น ถ้าท่านใดที่สนใจตารางการคำนวณ แบบที่เข้าใจง่าย ไม่ยุ่งยาก ตามภาพตัวอย่างทางด้านล่าง สามารถ PM Email ของท่าน ไว้ใน Inbox ท้ายบทความได้ครับ 

5. การทำการสำรวจฯจุดควบคุมภาพถ่ายทางอากาศ GCPs (Ground Control Points): 

>> ในสายงานการบินสำรวจฯถ่ายภาพทางอากาศ เพื่อนำภาพถ่ายฯเหล่านั้นมาใช้ในกระบวนการจัดทำแผนที่ โดยวิธี Photogrammetry นั้น ยังมีองค์ประกอบที่สำคัญที่ขาดมิได้ นั่นคือ การมีจุดควบคุมภาพถ่ายฯ เพื่อใช้ในการตรึง/ยึดภาพ (วิธีการ Geo-Referencing Image) และหมุน/ย้านแกน (Transformation) ตัวแผนที่ฯให้อ้างอิงไปตามค่าพิกัด และค่าระดับของจุดควบคุมภาพถ่ายฯ นั้นๆ และคุณภาพของค่าตำแหน่งพิกัด และค่าระดับของจุดควบคุมภาพถ่ายฯที่ได้จากการสำรวจรังวัด ยังเป็นตัวบ่งชี้ถึงคุณภาพ ความละเอียดแม่นยำของตัวแผนที่ฯ อีกทางหนึ่ง

จุดควบคุมภาพถ่ายฯ มักจะนิยมสร้างเป็นเครื่องหมาย แสดงจุดตำแหน่ง โดยต้องมีขนาดใหญ่พอที่จะสามารถ 'มองเห็นได้' จากทางอากาศ (มองเห็นจากภาพถ่ายฯ) ในระดับความสูงต่างๆ ที่ต้องการ...ทั้งนี้ จุดควบคุมภาพถ่าย อาจจะถูกสร้างจากวัตถุใดๆ (ใช้สีพ่นกากบาท แผ่นชีต แผ่นไม้ ขอบสนามฟุตบอล หรือสิ่งต่างๆ ที่สามารถเห็นได้ชัดเจนจากทางอากาศ ฯลฯ) ที่มีจุดตำแหน่ง หรือกึ่งกลาง สำหรับการใช้เพื่ออ้างอิงทางตำแหน่งค่าพิกัด และค่าระดับ

ภาพตัวอย่าง จุดควบคุมภาพถ่ายฯแบบแผ่นชีตพลาสติก ที่ผู้เขียนใช้ในงานบินสำรวจฯแผนที่

จุดควบคุมภาพถ่ายฯ คือจุดตำแหน่ง ที่จะต้องทำการสำรวจรังวัด เพื่อให้ได้มาซึ่งค่าพิกัด และค่าระดับ (ของแต่ละจุดตำแหน่ง) ที่มีความถูกต้องแม่นยำ ไปตามสเป็คของงานแผนที่ฯที่ต้องการ โดยวิธีการสำรวจรังวัดต่างๆ อาทิ การทำการสำรวจรังวัดจากกล้อง Total station หรือ การทำการสำรวจฯจากเครื่องมือรังวัดดาวเทียม GPS ทั้งแบบ Static และ RTK-GPS

Credited: The Ground Beneath Her Feet

* ผู้เขียน ต้องขออนุญาติ 'ข้ามผ่าน' วิธีการในงานภาคสนาม ทั้งการวางจุดควบคุมภาพถ่าย ทั้งทางจำนวน และทางตำแหน่ง ซึ่งเป็นกระบวนการที่เป็นทั้งศาสตร์ และศิลป์ ซึ่งต้องร่ายกันทางทฤษฎียาวพอสมควร

* มีโดรนเทพ จำพวกหนึ่งที่มาพร้อมกับระบบ RTK-GPS (GNSS) พร้อมสรรพในตัวลำ โดยสามารถทำการบันทึกค่าพิกัดและค่าระดับ ที่มีความถูกต้อง แม่นยำสูง เข้าไปไว้ที่ตัว Raw file ของภาพถ่ายฯได้ โดยในประเด็นนี้...ไม่ต้องใช้ จุดควบคุมภาพถ่ายบนพื้นผิวโลก ข้างต้น

'โดรนเทพ' พร้อมระบบ RTK-GPS (GNSS) (ราคาค่าตัว เท่ากับการซื้อรถกระบะได้ 1 คัน)

Credited: www.qkinc.com/qkinsights/uav-uas-drones-and-land-surveying/

6. โปรแกรมประยุกต์ที่ใช้ในการประมวลผลข้อมูลภาพถ่ายทางอากาศ

>> เทคโนโลยี PhoDAR (การใช้ภาพถ่ายจำนวนหลายๆภาพ มาประมวลผลร่วมกัน เพื่อสร้างข้อมูล Point Cloud, ข้อมูลเวคเตอร์, DSM และข้อมูล Raster ฯลฯ) เป็นเทคโนโลยีที่กำลังได้รับความนิยม อยู่ในขณะนี้ ซึ่งเป็นเหตุทำให้มีค่าย Software ต่างๆ พากันผลิตโปรแกรมประยุกต์ที่สามารถทำงานกับภาพถ่าย โดยวิธีการทาง Photogrammetry ออกมาแข่งขัน เพื่อแย่งชิงส่วนแบ่งในตลาด ไล่ตั้งแต่ค่าย Software โนเนม ไปจนถึงค่ายยักษ์ใหญ่แบรนด์เนม อย่าง Trimble และ Autodesk ก็ได้กระโดดลงมาตะลุมบอนในสนามกับเขาด้วย ...ซึ่งผู้เขียนต้องขออนุญาติ 'ข้ามผ่าน' การเขียนอธิบายการใช้งานโปรแกรมต่างๆเหล่านี้ ด้วยเหตุว่า มีขั้นตอน วิธีการหยุมหยิม ยิบย่อยอยู่พอสมควร ในการที่จะบรรลุผลในการผลิตแผนที่ฯ ที่มีความถูกต้อง แม่นยำ อยู่ในเกณฑ์ที่ยอมรับได้

รายชื่อโปรแกรมประยุกต์ (แค่บางส่วน) ที่ใช้ในการประมวลผลภาพถ่าย สำหรับเทคโนโลยี PhoDAR ซึ่งถือว่าเป็นศาสตร์ที่มีโปรแกรมประยุกต์ถูกผลิตออกมารองรับการใช้งานมากเป็นอันดับต้นๆเลยก็ว่าได้ โดยผู้เขียน (ส่วนตัว) ได้ให้ 'ดาว' ความสามารถในการใช้งาน และการประมวลผล หลังจากที่ได้ทำการทดลองใช้งานโปรแกรมฯเหล่านี้ 'บางส่วน'

• 3DSurvey *** (ประมวลผลอืดสุด แต่สร้างข้อมูล Dense Cloud ได้ดีเยี่ยม ออปชั่นอื่นๆไม่ตอบโจทย์)
• PrecisionMapper
• Reality Capture **** (ประมวลผลช้า มีออปชั่นต่างๆจัดมาเต็ม)
• Photo Modeler ***
• Pix4D Mapper ***** (เยี่ยม)
• Agisoft Photoscan **** (อืดเป็นเรือเกลือ แต่ใช้งานง่าย Dense Cloud หยาบไปหน่อย)
• 3D ZEPHYR (Aerial version)**** (ประมวลผลช้า ออปชั่นอื่นๆดีเยี่ยม +รองรับไฟล์ภาพเคลื่อนไหว)
• DroneMapper ** (ไม่ประทับใจ)
• Autodesk Recap Photo (Autodesk) 
• Inpho UASMaster (Trimble)
• Context Capture
• ColMap
• DroneDeploy 
• RaptorMap
• PrecisionHawk
• 3D Robotics
• SkyCatch
• Drofika
• Maps MadeEasy
• Propeller Network
• 3DM Analyst
• Correlator 3D
• StreamPix 7
• TcpSterio
• Geomatica
• DatuSurvey
• UltraMap
• PixR3 Air
• LightSpeed

* รักชอบ ตัวโปรแกรมประยุกต์ในสายงานนี้ จะต้องมีระบบคอมพิวเตอร์ 'ที่มีสเป็คสูง' พอสมควร โดยเฉพาะสเป็คการ์ดจอ และสเป็คของแรม ขนาดที่ว่าคอมพ์ของผู้เขียนใช้แรมถึง 16 Gb + CORE i7 ก็ยังใช้เวลาประมวลผลภาพถ่ายฯ หลายร้อยภาพ เป็นเวลาถึง 2-3 วัน (ขอย้ำอีกครั้งว่า 2-3 วัน) ในการปล่อยให้คอมฯทำการประมวลผลแบบข้ามวัน ข้ามคืน ไล่ตั้งแต่ขั้นตอน Photo Alignment, Dense Cloud, Mesh, DSM, Texture, Orthophoto ฯลฯ...และจะยิ่งใช้เวลานานกว่านั้นขึ้นไปอีก ถ้าใช้ภาพถ่ายฯที่มีความละเอียดสูงๆ หรือใช้งานในโหมด High 

ภาพตัวอย่าง การใช้งานโปรแกรม 3DSurvey (ไม่ตอบโจทย์ เท่าที่ควร)

ภาพตัวอย่าง การใช้งานโปรแกรม Pix4D Mapper (ใช้ดี+ง่าย)

ภาพตัวอย่าง การใช้งานโปรแกรม Agisoft PhotoScan (โปรแกรมจากประเทศรัสเซีย พอใช้ได้)

ภาพตัวอย่าง การใช้งานโปรแกรม Reality Capture (พอใช้ได้)

ภาพตัวอย่าง การใช้งานโปรแกรม 3DF Zephyr (ดีเยี่ยม)

ภาพตัวอย่าง การใช้งานโปรแกรม Autodeak Recap (เยี่ยม)

** ผู้เขียนได้ทำการทดลองใช้โปรแกรมข้างต้นเหล่านี้ทำการประมวลผลจุดควบคุมภาพถ่าย และภาพถ่ายทางอากาศที่ถูกถ่ายจากเครื่องบิน ในงานบินถ่ายภาพฯแผนที่แบบปรกติ ที่มีความสูงของการบินในระดับ 4 กม.จากพื้นดิน (มาตราส่วนภาพถ่าย 1:25000)...ผลปรากฎว่า ตัวโปรแกรมสามารถสร้างภาพ Orthophoto ได้เป็นอย่างดี และสามารถสร้างข้อมูล Point Cloud และข้อมูล DEM ได้ แต่เมื่อนำข้อมูล Point Cloud/DEM ที่ได้ทำการ classify พรรณไม้/สิ่งปลูกสร้าง ออกไปแล้ว มาสร้างข้อมูลแสดงเส้นชั้นความสูง ผลปรากฏว่า 'ยุ่งเหยิง' ไม่ work! อย่างยิ่ง 

ฉะนั้นการให้ได้มาซึ่งข้อมูลที่แสดงเส้นชั้นความสูง (Contour line) ที่มีคุณภาพ จากภาพถ่ายทางอากาศที่ทำการบินถ่ายภาพฯในระดับสูงๆ (รวมไปถึงภาพถ่ายดาวเทียม) จึงยังต้องใช้กระบวนการทาง Photogrammetry แบบวิถีปรกติ นั้นคือการใช้วิธี Sterioscopic data acquisition จากการมองผ่าน 'แว่น 3 มิติ' จากภาพถ่ายฯ 2 ภาพ ที่ถูกนำมาซ้อนทับ (Overlap) กัน และทำการ Digitize เส้นชั้นความสูง แนวถนน อาคารบ้านเรือน ฯลฯ

Credited: www.gpsi-corp.com/service8_photogrammetric_map.asp

บทส่งท้าย: การใช้โดรนเป็น 'พาหนะ' นำกล้องฯขึ้นไปถ่ายภาพทางอากาศ และนำภาพถ่ายฯนั้น มาใช้ในกระบวนการผลิตแผนที่แสดงสภาพภูมิประเทศ (Topographic Mapping) โดยการใช้โปรแกรมประยุกต์ทางด้าน Photogrammetry ได้กลายมาเป็นอีกทางเลือกหนึ่ง ในการเข้าถึงข้อมูลสำรวจฯแบบมีความหนาแน่นสูง (Point Cloud Data) โดยมีความละเอียด ความถูกต้อง แม่นยำทางภูมิศาสตร์ 'ที่ดีกว่า' การทำการสำรวจรังวัดในวิธีการปรกติ (ถือโพลปริซึม หรือการใช้ RTK-GPS เก็บจุด Spot) ในงบประมาณที่ชนชาวเราพอที่จะจับต้อง เลือกหามาเป็นเจ้าของได้...โดยเฉพาะอย่างยิ่งในปัจจุบันนี้ ที่โดรน+กล้องถ่ายภาพที่ติดมาด้วยนั้น ได้ถูกพัฒนาให้มีความสามารถทางการบิน และมีประสิทธิภาพทางการถ่ายภาพจากทางอากาศ สูงขึ้นโดยลำดับ...ผู้เขียน (ส่วนตัว) เชื่อว่าในอนาคตอันใกล้นี้ เหล่าสาธุชน 'สายชอบแบกน้ำหนัก' (แม้แต่ในกลุ่มชนชาวโดรนเทพ ตัวใหญ่ๆ) น่าจะเริ่มมีจำนวนลดน้อย ถอยลง และห่างหายไปในที่สุด (ปรับเปลี่ยนไปใช้โดรนประเภทอื่น)...หลังการมาถึงของเจ้า 'ข้าวต้มมัดบินได้' กลุ่มนี้ที่ได้ถูกพัฒนาให้มี 'ความเทพ' มากขึ้นโดยลำดับ ในราคาที่กว่าต่ำแสนบาท

DJI Phantom 4 Pro รุ่นล่าสุด (20 Mp+Sensor 1"+ Flight Time 30 minute) 

Credited: www.youtube.com/watch?v=ZVNO-fib6fg

แต่ถึงอย่างไรก็ตาม องคาพยพที่ได้กล่าวมาทั้งหมด สำหรับเทคโนโลยีการใช้โดรนบินถ่ายภาพฯนี้  ก็ยังมีข้อจำกัดในเรื่อง 'กระแสลม' ซึ่งผู้เขียนให้น้ำหนักในประเด็นนี้มาก ด้วยเหตุว่า 'โดรนของผู้เขียน แบบ 6 ใบพัด' มีระบบการบิน สู้ลม ต้านลมชั้นดี ก็ยังบินตกอยู่หลายครั้ง อันเนื่องมาจาก 'ลม' ทั้งสิ้น และครั้งที่หนักที่สุด คือถูกลมพัดปลิวไปตกไกลๆ หลายร้อยเมตร จากตัวผู้บังคับ (บินสูง) ฉะนั้น การทำการบินที่ปลอดภัย ควรจะตระหนักในเรื่องกระแสลม เป็นสำคัญ

และอีกหนึ่งข้อจำกัดที่สำคัญ คือ  'พื้นที่ในการใช้งาน' โดยพื้นที่ๆมีความเหมาะสมนั้น จะต้องเป็นพื้นที่ "ที่มีสภาพเปิดโล่ง" อาทิ พื้นที่เหมืองแร่แบบเปิด ไม่มีต้นไม้ หรือพืชพรรณใดๆขึ้นปกคลุม หรือหมายความว่า ในภาพถ่ายจากทางอากาศนั้น จะต้องสามารถมองเห็นพื้นผิวดิน หรอพื้นผิววัตถุ อาทิ กองหิน กองทรายจริงๆ และการมีพืชพรรณไม้ใดๆ ปรากฎอยู่ในพื้นที่สำรวจฯ (ในกรณีที่หลีกเลี่ยงการตัด/เคลียร์พื้นที่ ไม่ได้) ซึ่งในกรณีนี้ จะมีพืชพรรณไม้นั้นๆ ปรากฎอยู่ในภาพถ่ายฯด้วยเช่นกัน...ฉะนั้น ในกระบวนการประมวลผลข้อมูลภาพถ่ายฯ จึงต้องทำการ Classify ข้อมูล ที่มิใช่ข้อมูลพื้นผิวดินจริงๆ (ต้นไม้ อาคาร บ้านเรือน ฯลฯ) ออกไปให้หมดเสียก่อน
* ลองนึกถึงการสร้างเส้นชั้นความสูง (Contour line) โดยทันที โดยที่มิได้ทำการ Classify ข้อมูลสำรวจฯก่อน ซึ่งนั่นจะทำให้เส้นชั้นความสูงปีนต้นไม้ ไหลบนยอดหญ้า วิ่งขึ้นหลังคาบ้าน ฯลฯ...

geospatialjs@gmail.com