Civil 3D: Google Earth Surface to Excel (E,N,Z)

>> AutoCAD Civil 3D ณ ปัจจุบัน คือโปรแกรมทางสายงาน CAD เพียงหนึ่งเดียวที่มีความสามารถในการนำเข้า Surface หรือสภาพพื้นผิวภูมิประเทศ จากโปรแกรม Google Earth เพื่อใช้เป็นฐานข้อมูล (Based Map) ในการวิเคราะห์สภาพภูมิประเทศของพื้นที่ในเบื้องต้น (แบบปฐมภูมิ) ในระดับเกณฑ์ความถูกต้องทางแกนราบ 5-15 เมตร และ 7-25 ทางแกนดิ่ง (ขึ้นอยู่กับ 'คุณภาพ' ของภาพถ่ายดาวเทียมฯ ในแต่ละตำแหน่ง)

ข้อมูลสภาพพื้นผิวภูมิประเทศ DSM (Digital Surface Model) ที่นำเข้าสู่ตัวโปรแกรม Civil 3D เป็นข้อมูลที่แสดงสภาพพื้นผิวภูมิประเทศ ในรูปแบบเวกเตอร์ ซึ่งแสดงลักษณะของเส้นชั้นความสูง และพื้นผิวในรูปแบบ TIN (Triangulated Irregular Network) และยังสามารถที่จะทำการส่งออก เพื่อนำไปประยุกต์ใช้ร่วมกับโปรแกรมอื่นๆ ในรูปแบบฟอร์แมต DEM และฟอร์แมตอื่นๆ 

DSM >> DEM

การวิเคราะห์จุด DEM Spot ในรูปแบบ Point file โดยเฉพาะการประยุกต์ใช้กับงานฐานข้อมูลทางด้าน GIS ตัวโปรแกรม Civil 3D สามารถทำการสร้างข้อมูลจุด ได้จากชุดคำสั่งที่ใช้ในการส่งออกข้อมูลจุดสำรวจ (รูปแบบไฟล์ Excel) ซึ่งประกอบด้วยคำสั่งย่อยอีก 4 คำสั่ง คือ

1. Random Points

2. On Grid

3. Along Polyline/Contour

4. Polyline/Contour Vertices

* จาก 4 วิธีข้างต้น ค่าระดับจะถูกกำหนดจากพื้นผิว Surface ณ 'ตำแหน่ง' ที่มีการสร้างข้อมูลจุด

Random Points >> คำสั่งสร้างข้อมูลจุด โดยสามารถคลิกเลือก ณ ตำแหน่งใดๆ บนพื้นผิว Surface ที่ต้องการสร้างข้อมูล surface ณ ตำแหน่งที่คลิกเลือก

On Grid >> คำสั่งสร้างข้อมูลจุด โดยการกำหนดขอบเขตของพื้นที่ บนพื้นผิว Surface และทำการกำหนดระยะกริด X,Y ที่ต้องการ

Along Polyline/Contour >> คำสั่งสร้างข้อมูลจุด โดยการกำหนดระยะที่ต้องการสร้างจุดไปตามเส้นชั้นความสูง อาทิ การกำหนดให้ทำการสร้างข้อมูลจุดทุกๆ 10 เมตรบนเส้นชั้นความสูง เป็นต้น

Polyline/Contour Vertices >> คำสั่งสร้างข้อมูลจุด โดยที่ข้อมูลจุดจะะถูกสร้างขึ้นทุกๆ node บนเส้นชั้นความสูง

ตัวอย่างการสร้างข้อมูลจุดบนพื้นผิว Surface ทั้ง 4 วิธี

ใช้คำสั่ง Export Points และเซฟเป็นไฟล์ .csv หรือ ฟอร์แมตอื่นๆ ตามต้องการ

* ชุดคำสั่งข้างต้น สามารถที่จะนำไปประยุกต์ใช้กับไฟล์งาน Contour drawing ในกรณีที่ต้นฉบับไม่มี ข้อมูลจุดสำรวจ หรือเกิดการสูญหายของข้อมูลจุดสำรวจ

* น่าเสียดายที่ความสามารถในการทำงานร่วมกับโปรแกรม  Google Earth ได้ถูกตัดออกไปในเวอร์ชั่น 2013 ด้วยเหตุผลทางด้านการตลาด...นับตั้งแต่เวอร์ชั่น 2008 จนถึง 2012 และ Google Earth Extension สำหรับ AutoCAD (รุ่นสามัญ) เวอร์ชั่น 2008 จนถึง 2012 เช่นกัน

Civil 3D: Drainage Design (Sample)

>> งานออกแบบ การก่อสร้างช่องทางระบายน้ำ เพื่อศึกษาปริมาตรงานดินที่จะเกิดขึ้นเบื้องต้น โดยใช้พื้นผิว Surface ที่ได้จากโปรแกรม Google Earth นำมาใช้เป็นข้อมูลพื้นฐานเบื้องต้น (คร่าวๆ) ก่อนทำการสำรวจสภาพภูมิประเทศ (Topographic Survey) พื้นที่จริงต่อไป

เส้นชั้นความสูง และภาพถ่ายดาวเทียมฯ (Google Earth)

ทิศทางการออกแบบช่องทางระบายน้ำ

ออกแบบแนว Alignment

EG และ FG Profile

ออกแบบ Assembly ช่องทางระบายน้ำ

Corridor ช่องทางระบายน้ำ

แสดงแนวเส้น Sample line

ตารางแสดงปริมาณงานดินที่เกิดขึ้น

แสดงโปร์ไฟล์แต่ละ section

หมายเหตุ:
- ชุดคำสั่งที่ใช้ในการออกแบบช่องทางระบายน้ำข้างต้น เป็นชุดคำสั่งเดียวกันกับชุดคำสั่งที่ใช้ในการออกแบบถนนเกือบทั้งหมด (ยกเว้นชุดคำสั่ง Superelevation, Curve Tangent ซึ่งไม่จำเป็นสำหรับการออกแบบช่องทางระบายน้ำ) 

- ในการออกแบบข้างต้น เป็นการคำนวณปริมาตรงานดินที่จะเกิดขึ้นในภาพรวม มิได้แยกประเภท material สำหรับผนังคอนกรีตที่จะใช้

Mapping Satellite (ดาวเทียมสำรวจแผนที่ฯ)

>> ณ ปัจจุบัน ความก้าวหน้าทางด้านเทคโนโลยีการสำรวจแผนที่ด้วยดาวเทียม ได้ถูกพัฒนาไปถึงความละเอียดของภาพฯ (Pixel) ที่ระดับต่ำกว่า 1 ม. และมีแนวโน้มที่จะมีความละเอียดมากยิ่งขึ้นในอนาคตอันใกล้ ทั้งในแบบ 2D (Plane maping) และ 3D (มีข้อมูลดาวเทียม สำหรับการประมวลผลจุดระดับ DEM และการสร้างแผนที่ภูมิประเทศ) อีกทั้งยังได้ถูกพัฒนาทางด้านเทคโนโลยีการถ่ายภาพจากระบบการใช้แสงสะท้อนจากดวงอาทิตย์ Active/Passive เพื่อการบันทึกภาพ มาเป็นการใช้ระบบเรดาร์ (SAR) ในการกวาดสแกนพื้นที่ ซึ่งให้ความละเอียดของภาพ และความถูกต้องเชิงตำแหน่ง ที่มีความความละเอียดและความถูกต้องมากยิ่งขึ้น

ตัวอย่างภาพถ่ายดาวเทียม ในระบบ Panchoromatic (ภาพถ่ายขาว-ดำ) 

* การสร้างแผนที่จากภาพถ่ายดาวเทียม ในระบบโฟโตแกรมเมททรี นิยมใช้ภาพถ่ายดาวเทียมแบบ Panchoromatic ซึ่งจะให้ความละเอียดของภาพ ทางด้านความคมชัด แสง-เงา ความสูง-ต่ำของพื้นที่ เมื่อนำภาพ 2 ภาพมาซ้อนทับกันในกระบวนการ Sterioscope เพื่อใช้ในการวิเคราะห์และสร้างจุดระดับ (DEM Spot) เพื่อใช้ในการสร้างแผนที่เส้นชั้นความสูงต่อไป

ตัวอย่างภาพถ่ายดาวเทียม ในระบบ Multispectral (ภาพถ่ายสี) 

* การจำแนกประเภทของพืชคลุมดิน หรือสีของพื้นผิวดิน (Classification) นิยมใช้ภาพถ่ายดาวเทียม ในระบบ Multispectral ซึ่งสามารถที่จะแสดงเฉดสีของพืชคลุมดินชนิดต่างๆ หรือเพื่อการติดตามการใช้ประโยชน์ที่ดิน และติดตามการเปลี่ยนแปลงของทรัพยากร แหล่งน้ำ ป่าไม้ ภัยพิบัติ ฯลฯ

ดาวเทียมสำรวจฯ

>> ถ้าไม่นับรวมดาวเทียมสำรวจฯ ทางด้านการทหารทั้งลับ และไม่ลับ ของเหล่าประเทศมหาอำนาจทั้งหลายแล้ว ดาวเทียมสำรวจแผนที่ หรือทรัพยากรฯ ก็เป็นอีกจำนวนหนึ่งซึ่งมีเป็นจำนวนมาก ทั้งหมดอายุแล้วและยังคงล่องลอยอยู่ในวงโคจร หรือที่ยังทำงานอยู่ และที่ยังกำลังจะถูกส่งขึ้นไปเพิ่มอีก ในจำนวนนี้มีจำนวนไม่น้อยที่ ให้บริการงานสำรวจฯ ทางด้านการพานิชย์ อาทิ (เรียงลำดับตามความละเอียดของภาพที่ถ่ายได้)

GeoEye

ประเภทการบันทึกข้อมูล: Panchoromatic/Multispectral

ความละเอียดของภาพต่อ พิกเซล: 0.41 เมตร (Panchoromatic) และ 1.65 เมตร (Multispectral)

ความกว้างแนวถ่ายภาพ: 15 กิโลเมตร

โคจรกลับมายังตำแหน่งเดิม: 1-3 วัน 

WorldView

ประเภทการบันทึกข้อมูล: Panchoromatic

ความละเอียดของภาพต่อ พิกเซล: 0.5 เมตร

ความกว้างแนวถ่ายภาพ: 17.6 กิโลเมตร

โคจรกลับมายังตำแหน่งเดิม: 2-5 วัน 

QuickBird

ประเภทการบันทึกข้อมูล: Panchoromatic/Multispectral

ความละเอียดของภาพต่อ พิกเซล: 0.61 เมตร (Panchoromatic) และ 2.44 เมตร (Multispectral)

ความกว้างแนวถ่ายภาพ: 16.5 กิโลเมตร

โคจรกลับมายังตำแหน่งเดิม: 1-3 วัน

Ikonos

ประเภทการบันทึกข้อมูล: Panchoromatic/Multispectral

ความละเอียดของภาพต่อ พิกเซล: 1 เมตร (Panchoromatic) และ 4 เมตร (Multispectral)

ความกว้างแนวถ่ายภาพ: 11 กิโลเมตร

โคจรกลับมายังตำแหน่งเดิม: 1-3 วัน 

EROS-A

ประเภทการบันทึกข้อมูล: Panchoromatic

ความละเอียดของภาพต่อ พิกเซล: 1.9 เมตร 

ความกว้างแนวถ่ายภาพ: 14 กิโลเมตร 

โคจรกลับมายังตำแหน่งเดิม: 3-4 วัน 

THEOS (ไทยโชติ)

ประเภทการบันทึกข้อมูล: Panchoromatic/Multispectral

ความละเอียดของภาพต่อ พิกเซล: 2 เมตร (Panchoromatic) และ 15 เมตร (Multispectral)

ความกว้างแนวถ่ายภาพ: 22 กิโลเมตร (Panchoromatic) และ 90 กิโลเมตร (Multispectral)

โคจรกลับมายังตำแหน่งเดิม: 26 วัน 

SPOT-5

ประเภทการบันทึกข้อมูล: Panchoromatic/Multispectral

ความละเอียดของภาพต่อ พิกเซล: 2.5 เมตร (Panchoromatic) และ 10 เมตร (Multispectral)

ความกว้างแนวถ่ายภาพ: 60 กิโลเมตร

โคจรกลับมายังตำแหน่งเดิม: 2-3 วัน

ALOS

ประเภทการบันทึกข้อมูล: PRISM, AVNIR-2, PALSA Fine Mode, PALSA ScanSAR Mode

ความละเอียดของภาพต่อ พิกเซล: 

2.5 เมตร (PRISM)

10 เมตร (AVNIR-2)

10 เมตร (PALSA Fine Mode)

100 เมตร (PALSA ScanSAR Mode)

ความกว้างแนวถ่ายภาพ: 70 กิโลเมตร (PRISM, AVNIR-2, PALSA Fine Mode)

250-350 กิโลเมตร (PALSA ScanSAR Mode)

โคจรกลับมายังตำแหน่งเดิม: 46 วัน

RADARSAT-2

ประเภทการบันทึกข้อมูล: SAR

ความละเอียดของภาพต่อ พิกเซล: 

3 - 100 เมตร (SAR Mode)

ความกว้างแนวถ่ายภาพ: 20-500 กิโลเมตร

โคจรกลับมายังตำแหน่งเดิม: 24 วัน

RapidEye

ประเภทการบันทึกข้อมูล: Multispectral

ความละเอียดของภาพต่อ พิกเซล: 5 เมตร (Multispectral)

ความกว้างแนวถ่ายภาพ: 77 กิโลเมตร 

โคจรกลับมายังตำแหน่งเดิม: 1 วัน 

AQUA (MODIS)

ประเภทการบันทึกข้อมูล: VNIR, SWIR, TIR

ความละเอียดของภาพต่อ พิกเซล: 

15 เมตร (VNIR)

30 เมตร (SWIR)

90 เมตร (TIR)

ความกว้างแนวถ่ายภาพ: 60 กิโลเมตร

โคจรกลับมายังตำแหน่งเดิม: 16 วัน

TERRA

ประเภทการบันทึกข้อมูล: VNIR, SWIR, TIR

ความละเอียดของภาพต่อ พิกเซล: 

15 เมตร (VNIR)

30 เมตร (SWIR)

90 เมตร (TIR)

ความกว้างแนวถ่ายภาพ: 60 กิโลเมตร

โคจรกลับมายังตำแหน่งเดิม: 16 วัน

LANDSAT-5

ประเภทการบันทึกข้อมูล: Thematic Mapper

ความละเอียดของภาพต่อ พิกเซล: 30 เมตร และ 120 เมตร 

ความกว้างแนวถ่ายภาพ: 185 กิโลเมตร 

โคจรกลับมายังตำแหน่งเดิม: 16 วัน 

...และอีกจำนวนนับร้อย นับพันในอวกาศ (บ้างถูกเรียวกว่า 'ขยะอวกาศ')

* โหลดไฟล์ Satellite.kmz ได้ที่  http://www.mediafire.com/?tg6d7z4t2uj1dh2

'เพิ่มเติม'

>> ยังมีผู้คนจำนวนไม่น้อยที่ยังมีความเข้าใจที่คลาดเคลื่อนเกี่ยวกับระบบที่ใช้ในการผลิตแผนที่ และการนำแผนที่ไปใช้ให้ถูกกับงาน และวัตุประสงค์...จากประสบการณ์ที่พบเห็นบ่อยครั้ง คือการใช้ภาพถ่ายดาวเทียม เป็นฐานข้อมูลในการออกแบบและคำนวณปริมาณงานทางวิศวกรรมต่างๆ...ขอยกตัวอย่าง งานก่อสร้างอ่างเก็บน้ำขนาดใหญ่แห่งหนึ่ง ซึ่งวิศกรผู้รับผิดชอบโครงการฯ ได้สังซื้อภาพถ่าย+DEM จากผู้ให้บริการแผนที่ฯชื่อดัง เมื่อได้ภาพถ่ายฯ (Registered แล้ว) ก็ลุยถั่วสร้างแผนที่เส้นชั้นระดับความสูง ออกแบบ คำนวณกันวุ่นวาย และสั่งให้ บ.ผู้รับเหมาไปขุดดิน/ถมดิน ตามแบบกันให้วุ่น...ขุดกันไป ขุดกันมา ปรากฎว่าคิวของรถบรรทุกดิน มาจนถึงเกือบจะคิวสุดท้ายแล้ว จากที่ได้ประเมินปริมาณงานดินทั้งหมดเอาไว้จากแบบ แต่ดินยังหมดไปไม่ถึงครึ่ง...งานเข้าแล้วพี่น้อง...

สุดท้ายต้องได้ 'รื้อ' งานกันใหม่ทั้งหมด โดยการส่งทีมสำรวจฯ ไปเก็บโทโปฯ และนำข้อมูลมาออกแบบกันใหม่ และผลจากการเปรียบเทียบความถูกต้องระหว่างการสำรวจฯ แบบกราวด์เซอร์เวย์ และข้อมูลสำรวจฯ ที่ได้จากดาวเทียม มีค่าความคลาดเคลื่อนเฉลี่ยทางแกนราบ 2-3 เมตร และ 5-10 เมตร (10-20 เมตร ในเขตป่าทึบ) ในทางแกนดิ่ง

มีเจตนาที่ดีครับ ในเรื่องของการประหยัดงบประมาณ ซึ่งการจ้าง บ.สำรวจฯ จะมีค่าใช้จ่ายมากกว่า โดยเฉพาะพื้นที่ๆขนาดใหญ่ จึงตัดสินใจเลือกภาพถ่ายดาวเทียมซึ่งครอบคลุมพื้นที่มากกว่า...แต่สุดท้าย กลับต้อง 'ได้จ่ายมากกว่า' ทั้งเวลา และสารพัดสิ่งที่ได้ลงเงิน ลงแรงไปแล้ว

** มีการบอกต่อๆกันไปเหมือนไฟลามทุ่งในกลุ่ม บ.รับเหมาฯ ทั้งหลาย ถึงความสามารถของตัวโปรแกรม Civil 3D ในการดึง/ Import surface หรือสภาพภูมิประเทศ และเส้นชั้นระดับความสูง ออกมาจากโปรแกรม Google Earth ได้โดยตรง (พูดกันไปถึงว่าตัวโปรแกรมสามารถสร้างเส้นคอนทัวร์ที่ความละเอียด 0.100 ก็ทำได้) เพื่อนำมาใช้ในการออกแบบหรือคำนวณปริมาณงานต่างๆ ทำให้ลดรายจ่าย และไม่ต้องไปทำการสำรวจกราวด์เซอร์เวย์ ให้สิ้นเปลืองงบประมาณ  (*_* " ) 

>> Surface หรือเส้นชั้นระดับความสูงที่ได้จากโปรแกรม Google Earth นั้นมีเกณฑ์ความถูกต้อง 'ต่ำ' (หยาบ) กว่าการใช้แผนที่จากภาพถ่ายดาวเทียมฯ ฉะนั้นจึง 'ไม่เหมาะสม' ในการนำมาใช้สำหรับงานออกแบบ Infrastructure และงานคำนวณปริมาณต่างๆ...surface หรือเส้นชั้นระดับความสูงที่ได้จากโปรแกรม Google Earth นั้น มีไว้สำหรับการวิเคราะห์ หรือประเมินปริมาณงานต่างๆเบื้องต้น หรือแบบคร่าวๆ เท่านั้นครับ 

เทคโนโลยีการผลิตแผนที่ฯ ในปัจจุบัน (เรียงลำดับตามเกณฑ์ความถูกต้องของแผนที่)

1. การสำรวจทางภาคพื้นดิน (Ground Survey) ซึ่งสามารถแยกประเภทงาน ได้อีกหลายประเภท

2. การสำรวจทางอากาศด้วยเทคโนโลยีการใช้แสงเลเซอร์ฉายลงมายังพื้นผิว (LiDAR)

3. การสำรวจทางอากาศ/อวกาศ ด้วยเทคโนโลยีการใช้คลื่นเรดาร์ (SAR)

4. การสำรวจทางอากาศ ด้วยการบินถ่ายภาพทางอากาศ (ทั้งแบบ Analog และ Digital)

5. การสำรวจโดยการใช้ภาพถ่ายดาวเทียม 

* ปัจจุบัน การสำรวจจาก ข้อ 4 และข้อ 5 มีเกณฑ์ความถูกต้องใกล้เคียงกันมากโดยเฉพาะ การใช้ภาพถ่ายดาวเทียมที่มีความละเอียดของภาพต่ำกว่า 1 เมตร (และครอบคลุมพื้นที่ได้กว้างมากขึ้น) แต่ข้อเสียของเทคโนโลยีทั้ง 2 ชนิดนี้คือ ความคลาดเคลื่อนจะมีค่าสูง (โดยเฉพาะค่าระดับ) เมื่อพื้นที่เป็นป่าทึบ หรือพรรณไม้มีชั้นเรือนยอดปกคลุมอยู่หนาแน่น และทั้งนี้ การผลิตแผนที่จาก ข้อ 4 และข้อ 5 ยังต้องอาศัยจุดควบคุุมทางราบ และทางดิ่ง ในเชิงคุณภาพที่เหมาะสม และหลังจากนั้น ยังต้องอาศัยกระบวนการทางโฟโตแกรมเมททรี เพื่อผลิตแผนที่ฯ ต่อไป 

SAR

วันศุกร์ที่ 27 กรกฎาคม พ.ศ. 2555

'ปล่อยไก่'

>>ได้ยินท่านผู้ใหญ่ ผู้โตของบ้านเมืองนี้ให้สัมภาษณ์สื่อในประเด็นเรื่อง ความสุ่มเสี่ยงทางด้านความมั่นคงของประเทศ ถ้าหากมีการอนุมัติให้องค์การนาซา ขึ้นบินตรวจวิเคราะห์สภาพอากาศ ซึ่งอาจจะถูกสอดใส้ด้วยการลักลอบถ่ายภาพสถานที่ทางด้านความมั่นคงต่างๆ อาทิ สนามบิน ฐานทัพ หน่วยราชการ ฯลฯ และเมื่อเร็วๆนี้ ก็ยังได้ยินท่านผู้หลัก ผู้ใหญ่ที่มีชื่อเสียงท่านอื่นๆต่างก็ให้สัมภาษณ์ 'นักข่าวต่างประเทศ' ในประเด็นคล้ายๆกันคือ ปัญหาทางด้านความมั่นคง หรือปัญหาการจารกรรมแอบถ่ายภาพข้อมูลภาคพื้นดิน จากทางอากาศ...โอว แม่เจ้า

ผู้เขียนจึงใคร่ขออนุญาติให้สัมภาษณ์สื่อ (ทางอินเตอร์เน็ต) ฝากไปถึงท่านเหล่านั้นว่า ท่านครับ...ถ้าท่านได้อ่านบทความข้างต้น ผู้เขียนเชื่อว่าท่านคงจะไม่กล้าให้สัมภาษณ์สื่อ (แบบปล่อยไก่ แบไต๋ เสียรังวัด) ถึงประเด็นทางด้านงานจารกรรมด้านการแอบถ่ายภาพจากทางอากาศ ดอกครับ...เพราะว่าทุกวันนี้ข้อมูลสภาพพื้นที่ภูมิประเทศ ตลอดจนสถานที่ต่างๆ บนโลกใบนี้ มิได้เป็นความลับอีกต่อไปแล้วครับท่าน แถมยังถูกอัพเดท ความเปลี่ยนแปลงของพื้นที่ทุกๆวันเสียอีก

และอย่างน้อยที่สุด โปรแกรมฟรีๆ อย่าง Google Earth หรือแม้แต่ Point Asia ก็สามารถมองเห็นหลังคาบ้านของท่านในเมืองใหญ่ได้อย่างชัดเจนทีเดียว...ท่านลองดาวน์โหลดโปรแกรมนี้มาใช้ดูนะครับ แล้วจะพบกับคำว่า...'ดวงตาเห็นธรรม'