استفاده از پهباد در اداره کل زمین شناسی و اکتشافات معدنی منطقه شمال شرق
توسط: هادی شریفی
رویای پرواز، اولین آرزوهای بشر در دستیابی به دید بهتر نسبت به محیط پیرامونی خود بوده است که با نخستین پرواز موفقیت آمیز بشر در سال ۱۹۰۳ توسط برادران رایت، این رویا به حقیقت پیوست. در حال حاضر بعد از گذشت ۱۲۰ سال از ساخت اولین هواپیما، رشد و توسعه و وابستگی به صنایع هوایی، استفاده از هواپیماها را در کاربردهای مختلف نظامی، حمل و نقل، کشاورزی، فضایی، صنعتی، معدنی و... ضرورتی انکارناپذیر کرده است. شاید یکی از کاربردی ترین جنبه‌های پرواز را بتوان جنبه نظامی آن درنظر گرفت. در حال حاضر به تقریب می‌توان گفت که عامل اصلی رشد شتابنده توسعه علوم پروازی انگیزه های نظامی بوده است.
در سال ۱۹۵۹ با توجه به کشته شدن شمار زیادی از خلبانان در جنگ‌های هوایی ایالات متحده آمریکا، این کشور اقدام به تحقیق و توسعه پرنده‌های بدون سرنشین کرد. این هواپیماها بعدها پهباد نام گرفتند. توسعه پهبادها به دلیل کاهش قابل توجه در هزینه‌های پرواز سبب توسعه روزافزون این تکنولوژی در علوم مختلف شد. در طی دهه اخیر گسترش تکنولوژی ساخت نوعی از پهبادهای هوشمند موسوم به کوپترها (copters) سبب گسترش قابل توجه کاربرد آن‌ها در علوم مختلف شده است. در ادامه مطلب به کاربرد پهبادها در علوم زمین به عنوان یکی از علوم پایه خواهیم پرداخت.
وابستگی علوم زمین به محصولات هوایی از دیرباز مورد توجه محققین این حوزه بوده است. در سالیان نه چندان دور استفاده از عکس هوایی با خطاهای فراوانی هندسی تا تصاویر با رزلوشن بسیار پایین ماهواره‌ای به عنوان تنها ابزار، در بررسی‌های ناحیه‌ای کوچک تا میان مقیاس کاربرد کلیدی داشته‌اند. امروزه وجود تصاویر دقیق ماهواره‌ای با رزلوشن‌های بسیار بالا ۴۰ تا ۵۰ سانتیمتری تا حد زیادی مشکلات گذشته را برطرف نموده است اما دو مشکل دسترسی و قیمت بالای این داده‌ها استفاده فراگیر از آن را در علوم زمین محدود کرده است.
با توجه به تولید پهبادهای هوشمند تجاری با قیمت‌های بسیار مقرون به صرفه و قابلیت های کاربردی فراوان، استفاده از آن‌ها در حوزه‌های مختلف علوم زمین به سرعت در حال گسترش است. در حال حاضر این ابزار در شاخه‌های مختلف زمین‌شناسی مانند مخاطرات زمین‌شناختی، معدن، زیست محیطی، زمین‌شناسی مهندسی و ژئوتوریسم استفاده می‌شود.
از قابلیت‌های اصلی پهبادها در علوم زمین می‌توان به موارد زیر اشاره کرد:
۱- تهیه عکس‌های با رزلوشن بسیار بالا ۵-۱۰ سانتیمتری استریسکوپی زمین مرجع شده با ارتفاع پرواز، همپوشانی و زاویه دید دلخواه با اهداف مختلف معدنی، مخاطرات، نقشه‌های زمین‌شناسی و
۲- تهیه نقشه توپوگرافی با دقت ۱:۱۰۰ همزمان با تهیه عکس و فیلم با هدف تخمین ذخایر معدنی، پایش نشست و ...
۳- تهیه مدل‌های سه بعدی از پدیده‌های زمین‌شناختی با کاربری ویژه در ژئوتوریسم
۴- برداشت های ژئوفیزیکی (هگزا کوپترها)
یکی از کاربردی‌ترین انواع پهبادهای مرسوم که در بیشتر سازمان‌های زمین‌شناسی دنیا استفاده می‌گردد نوع کواد کوپتر (Quad copter) و هگزا کوپتر (Hexa copter) است که در ادامه به شرح مشخصات و توانایی‌های نوع کواد کوپتر آن خواهیم پرداخت. البته ساختار کلی همه پهبادهای موسوم به کوپتر تقریباً مشابه است و تفاوت اصلی در اندازه و قابلیت نصب تجهیزات اضافی بر روی آن است.
کواد کوپتر فانتوم ۴ پرو
تصویر کوادکوپتر فانتوم ۴ پرو
یکی از بهترین نوع کوادکوپترهای مطرح در دنیا است که علاوه بر علوم زمین در امور نظامی، کشاورزی و محیط زیست استفاده می‌گردد. این پهباد از نظر هوشمندی و قابلیت‌های پروازی جزء ۳ کوپتر برتر در دنیا شناخته می‌شود. اداره کل زمین‌شناسی و اکتشافات معدنی منطقه شمال شرق در حال حاضر از این مدل استفاده می‌نماید. برخی از مهم¬ترین کاربردهای این پرنده هوشمند به شرح زیر است.
خلاصه مشخصات فنی:
کاربردها در علوم زمین:
۱- تهیه تصاویر یکپارچه استریسکوپی زمین مرجع با ارتفاع پرواز، همپوشانی و زاویه دید دلخواه با اهداف اکتشاف، تهیه نقشه‌های بزرگ مقیاس زمین‌شناسی، معدنی، مخاطرات، زیست محیطی (تصویر ۱).
تصویر۱-نمایی از قابلیت هوشمند کواد کوپتر فانتوم ۴ پرو در تهیه عکس‌های یکپارچه رقومی ارتو به صورت اتوماتیک
۲- عکس برداری و فیلمبرداری کیفیت بسیار بالا با کاربری در پایش فرونشست، تخمین حجم تخریب و برآورد شدت زلزله، پایش زمین‌لغزش و تخمین حجم توده لغزنده، پایش فعالیت‌های معدنی، تهیه و تولید مستندات ژئوتوریسم (تصویرهای ۲ تا ۴).
تصویر ۲-نمایی از اشکال فرسایشی در منطقه کدکن ( تهیه شده با پهباد فانتوم ۴ اداره کل زمین‌شناسی مشهد)
تصویر ۳-نمایی ترک های ناشی از فرونشست دشت خواف (تهیه شده با پهباد فانتوم ۴ اداره کل زمین‌شناسی مشهد)
تصویر ۴-نمایی ترک های ناشی از فرونشست دشت نیشابور (تهیه شده با پهباد فانتوم ۴ اداره کل زمین‌شناسی مشهد)
۳- تهیه نقشه‌های توپوگرافی با دقت ۱:۱۰۰ با کاربری در پایش نشست زمین، تخمین حجم و کنترل برداشت ذخایر معدنی و سایر کاربری‌های نقشه‌های دقیق مدل ارتفاعی رقومی (تصویر ۵).
تصویر ۵- نمایی از مدل ابر نقطه ارتفاعی در تهیه نقشه توپوگرافی
۴- تهیه مدل‌های سه بعدی از عوارض خاص زمین‌شناسی با کاربرد ویژه در ژئوتوریسم (تصویر ۶).
تصویر ۶- نمایی از تولید تصویر سه بعدی رقومی از عوارض سطح زمین
