Για την επίτευξη του καλύτερου δυνατού αποτελέσματος ψηφιοποίησης με μη επανδρωμένο αεροσκάφος drone, οι συνθήκες και η μέθοδος της λήψης φωτογραφικού υλικού για φωτογραμμετρία είναι πολύ σημαντικός παράγοντας. Σε αυτό το άρθρο παρουσιάζονται κάποια σημεία προσοχής και οι αντίστοιχες συμβουλές καλών πρακτικών ώστε να εξασφαλιστεί η καλή ποιότητα.
Περιβαλλοντικές συνθήκες
Οι περιβαλλοντικές συνθήκες, πέρα από την ικανότητα πτήσης του αεροσκάφους, επηρεάζουν επίσης και τη ποιότητα της φωτογράφισης. Επιθυμητές συνθήκες είναι οι εξής:
- Καθαρός καιρός χωρίς βροχή
- Ιδανικά να έχει συννεφιά και όχι απευθείας ηλιοφάνεια, για ομοιόμορφο φωτισμό
- Καλή ορατότητα, χωρίς ομίχλη, σκόνη, αιθαλομίχλη
- Ιδανικά χαμηλή ταχύτητα αέρα ώστε να μην κουνιούνται παρακείμενα αντικείμενα (πχ δέντρα)
- Όσο γίνεται όλες οι λήψεις να γίνουν με τις ίδιες συνθήκες (ίδια ημέρα, ίδιος φωτισμός)
Αν είναι δυνατό από το προγραμματισμό της ψηφιοποίησης του εκάστοτε μνημείου, θα πρέπει να παρέχεται ευελιξία στην ημέρα της πτήσης στο πεδίο, ώστε σε συνδυασμό με πληροφόρηση από το μετεωρολογικό δελτίο, να εξασφαλίζονται όσο γίνεται οι παραπάνω ιδανικές συνθήκες. Αντίστοιχα, στο μακροπρόθεσμο σχεδιασμό ενός έργου, θα πρέπει να μεριμνούμε ώστε οι εργασίες στο πεδίο να προγραμματίζονται σε εποχή όπου είναι πιθανότερο να έχουμε τις παραπάνω ιδανικές συνθήκες – ιδανικά την άνοιξη ή το φθινόπωρο.
Αυτοματοποιημένες πτήσεις
Ορισμένα συστήματα αεροσκαφών / drone, προσφέρουν τη δυνατότητα σχεδιασμού αυτόματων πτήσεων για δειγματοληψία. Αυτές οι επιλογές καλό είναι να χρησιμοποιούνται όπου είναι δυνατό, ώστε οι φωτογραφίες να έχουν συνοχή ως προς τη θέση λήψης, την επικάλυψή τους και τη γωνία λήψης. Όλα αυτά μπορούν να γίνουν και χειροκίνητα, αλλά απαιτείται πολύ μεγάλη εμπειρία του χειριστή / πιλότου.
Ο αυτόματος ορισμός της πορείας πτήσης επίσης επιτρέπει να εξοικονομήσουμε χρόνο στο πεδίο, καθώς οι αποστολές θα πραγματοποιηθούν με βέλτιστη διαδρομή και ακρίβεια.
Σε κάθε περίπτωση, σημειώνεται πως το αεροσκάφος παραμένει υπό την ευθύνη του πιλότου του καθ’ όλη τη διάρκεια της πτήσης. Ο πιλότος θα πρέπει να είναι σε εγρήγορση ώστε να μπορέσει να αναλάβει χειροκίνητο έλεγχο ανά πάσα στιγμή και σε οποιαδήποτε περίπτωση.
Ανάλυση δειγματοληψίας
Ανάλογα τη περίπτωση ψηφιοποίησης, θα υπάρχουν διαφορετικές απαιτήσεις για τελική ανάλυση των φωτογραφιών. Η ανάλυση αυτή αναφέρεται συνήθως ως χιλιοστά ανά φωτοστοιχείο / pixel, δηλαδή σε τι μέγεθος στη πραγματικότητα αντιστοιχεί κάθε pixel της φωτογραφίας που τραβάμε. Αυτή η ανάλυση είναι άμεση συνάρτηση της συνολικής ανάλυσης της εκάστοτε κάμερας (megapixels), του εύρους λήψης (zoom) και της απόστασης από την οποία τραβάμε τις φωτογραφίες. Ενώ η ανάλυση της κάμερας και το εύρος λήψης είναι εν πολλοίς σταθερά ανά συγκεκριμένο σύστημα αεροσκάφους με κάμερα, η απόσταση φωτογράφισης μπορεί να προσαρμοστεί ώστε να καλύπτεται η επιθυμητή προδιαγραφή.
Όσο πιο κοντά στο προς ψηφιοποίηση αντικείμενο πετάει το αεροσκάφος (δηλαδή όσο πιο χαμηλά πετάει), τόσο καλύτερη η ανάλυση, αλλά ταυτόχρονα τόσο περισσότερες λήψεις και “περάσματα” θα χρειαστούν για να καλυφθεί μια συγκεκριμένη περιοχή. Η μεγαλύτερη ανάλυση θα χρειαστεί επίσης περισσότερο χρόνο πτήσης, καθώς χρειάζονται περισσότερα “περάσματα” για να καλυφθεί η ίδια περιοχή. Άρα παίζει ρόλο και η χωρητικότητα και ο αριθμός των διαθέσιμων μπαταριών, καθώς επηρεάζεται ο διαθέσιμος συνολικός χρόνος πτήσης. Οπότε, είναι στην ευχέρεια του χειριστή / πιλότου να επιλέξει τη κατάλληλη απόσταση και ανάλυση, αντισταθμίζοντας κατάλληλα τις παραπάνω παραμέτρους, αλλά επίσης λαμβάνοντας υπόψιν τη περίπτωση να αυξάνεται το ρίσκο της πτήσης αν αυτή πραγματοποιείται σε πολύ χαμηλό υψόμετρο και κοντά στο μνημείο.
Γωνίες λήψης
Στα αεροσκάφη όπου είναι δυνατή η ρύθμιση της γωνίας λήψης της κάμερας, θα πρέπει να λαμβάνεται κατάλληλη απόφαση για την επιλογή της βέλτιστης γωνίας. Στις περισσότερες περιπτώσεις, οι βασικές λήψεις για τη ψηφιοποίηση λαμβάνονται με τη κάμερα στραμμένη κατακόρυφα προς τα κάτω / ναδίρ. Ειδικά για τις ορθοφωτογραφίες, χρειάζονται μόνο τέτοιου είδους λήψεις.
Σε περιπτώσεις όπου απαιτείται λεπτομερέστερη τρισδιάστατη ανακατασκευή με καλή απεικόνιση προσόψεων κτιρίων (ειδικά σε περιπτώσεις με προεξοχές, σύνθετη αρχιτεκτονική, κλπ), προτείνεται η λήψη και άλλων φωτογραφιών με τη κάμερα στραμμένη σε γωνία – μια συνηθισμένη τέτοια γωνία είναι οι 45 μοίρες. Οι λήψεις με τη κάμερα υπό γωνία μπορούν να πραγματοποιηθούν είτε πάνω από ολόκληρη την περιοχή προς ψηφιοποίηση όπως με τις λήψεις στο ναδίρ, είτε με μια (ή και παραπάνω) περιμετρική πτήση γύρω από το μνημείο, με τη κάμερα κάθε φορά στραμμένη προς αυτό σε συγκεκριμένη γωνία.
Τα λογισμικά που προσφέρουν δυνατότητες σχεδιασμού αυτοματοποιημένων πορειών και φωτογραφίσεων του εκάστοτε αεροσκάφους drone, δίνουν διάφορες δυνατότητες ρύθμισης αυτών των παραμέτρων εκ των προτέρων.
Επικάλυψη μεταξύ λήψεων
Για να μπορέσουν να λειτουργήσουν καλά τα προγράμματα και οι αλγόριθμοι ταύτισης των λήψεων και τρισδιάστατης ανακατασκευής των μοντέλων, οι λήψεις αυτές θα πρέπει να έχουν επικάλυψη μεταξύ τους. Ως επικάλυψη εννοείται το να καλύπτεται το ίδιο σημείο / περιοχή από περισσότερες από μια διαδοχικές λήψεις. Η επικάλυψη συνήθως αναφέρεται ως ποσοστό επικάλυψης από τις γειτονικές λήψης, τόσο στη πορεία του αεροσκάφους (αμέσως προηγούμενη και επόμενη φωτογραφία) όσο και σε διαδοχικές γραμμές φωτογράφισης.
Μια ακόμα καλή πρακτική είναι να ορίζεται η περιοχή δειγματοληψίας μεγαλύτερη από το στόχο ψηφιοποίησης, δηλαδή να υπάρχει περιθώριο “άχρηστης πληροφορίας” στα άκρα του ορισμένου πεδίου. Η επικάλυψη στο κέντρο είναι πιο έντονη απ’ ότι στα άκρα, οπότε η ψηφιοποίηση είναι αποδοτικότερη εκεί.
Και εδώ, η υψηλότερη επικάλυψη σημαίνει καλύτερη ανάλυση και ποιοτικότερη ανακατασκευή, αλλά αυξάνει τον απαιτούμενο χρόνο πτήσης αλλά και τον όγκο προς επεξεργασία δεδομένων. Ο χειριστής / πιλότος σε συνεννόηση με το άτομο που θα αναλάβει τη τρισδιάστατη ανακατασκευή και απεικόνιση θα πρέπει να αντισταθμίσουν τις παραμέτρους και να επιλέξουν κατάλληλη επικάλυψη. Μια συνηθισμένη τιμή επικάλυψης για έργα ψηφιοποίησης πολιτιστικής κληρονομιάς και συγκεκριμένα κτιρίων με ιδιαίτερη αρχιτεκτονική είναι περίπου 60% κατά μήκος της διαδρομής και 40% πλαγίως.
Κατάσταση εξοπλισμού
Ως τελευταίο σημείο προσοχής είναι το ίσως αυτονόητο, η καλή κατάσταση του εξοπλισμού. Για το βέλτιστο αποτέλεσμα, ο εξοπλισμός αρχικά πρέπει να είναι στη βέλτιστη πτητική κατάσταση, για τη διασφάλιση της σταθερότητας και της ομαλής πτήσης, αλλά και της ασφάλειας. Η κάμερα θα πρέπει να είναι σε πολύ καλή κατάσταση, οι φακοί να καθαρίζονται πριν από κάθε αποστολή, και να επιβεβαιώνεται πως το σύστημα γωνίας λήψης gimbal κινείται ελεύθερα και λειτουργεί σωστά.
Θα πρέπει να έχει τοποθετηθεί κατάλληλη μνήμη στο αεροσκάφος πριν από τη πτήση, κατά προτίμηση ξεχωριστή κάρτα μνήμης ανά αποστολή (ώστε σε περίπτωση σφάλματος να μη χαθούν δεδομένα προηγούμενων πτήσεων), η οποία να είναι κενή ώστε να έχουμε το μέγιστο διαθέσιμο αποθηκευτικό χώρο. Τα δεδομένα λήψης θα πρέπει να αντιγράφονται και να γίνονται τα κατάλληλα backups όσο γίνεται πιο σύντομα μετά από τη πτήση, για τη μεγαλύτερη εξασφάλιση της ακεραιότητας των δεδομένων και την εξάλειψη πιθανότητας απώλειας δεδομένων κατά λάθος.