Κινητά Συστήματα Χαρτογράφησης - αρχές λειτουργίας και εφαρμογές

Abstract

Η Κινητή Χαρτογράφηση (mobile mapping) αποτέλεσε αντικείμενο σημαντικής έρευνας και ανάπτυξης από αρκετές ερευνητικές ομάδες κατά τη διάρκεια της προηγούμενης δεκαετίας. Ένα Κινητό Σύστημα Χαρτογράφησης αποτελείται βασικά από μια κινούμενη πλατφόρμα, από δέκτες πλοήγησης, όπως οι δέκτες GPS (Global Positioning System) και το INS (Inertial Navigation System - Αδρανειακό Σύστημα), και δέκτες απεικόνισης, όπως ψηφιακές φωτογραφικές μηχανές με CCD αισθητήρες, laser και αισθητήρες radar. Τα Κινητά Συστήματα Χαρτογράφησης έχουν εξελιχθεί σε τέτοιο σημείο, που με την εφαρμογή τους επιτυγχάνεται υψηλή ευελιξία στην απόκτηση δεδομένων, ταχύτερη παραγωγή, μικρότερο κόστος και υψηλή παραγωγικότητα. Η παρούσα εργασία παρέχει μια συστηματική περιγραφή των βασικών αρχών λειτουργίας των Κινητών Συστημάτων Χαρτογράφησης και των εφαρμογών τους. Συγκεκριμένα στο κεφάλαιο 2 αναλύεται ο σκοπός και τα συστατικά τους μέρη και πραγματοποιείται ειδική αναφορά στα λειτουργούντα συστήματα και τις αναμενόμενες ακρίβειές τους. Στο κεφάλαιο 3 παρουσιάζεται ένα γενικευμένο μοντέλο γεωαναφοράς των δεδομένων των αισθητήρων χαρτογράφησης με τη χρήση δεδομένων GPS/INS και στο κεφάλαιο 4 περιγράφεται η διαδικασία της βαθμονόμησης του συστήματος. Οι πηγές των σφαλμάτων του συστήματος αναλύονται στο κεφάλαιο 5, ενώ στο κεφάλαιο που ακολουθεί αναφέρεται το πεδίο εφαρμογών τους στο διεθνή και στον ελλαδικό χώρο. Τέλος, ακολουθούν τα συμπεράσματα της εργασίας με τις προοπτικές στο συγκεκριμένο τομέα των Κινητών Συστημάτων Χαρτογράφησης και τις ερευνητικές του προεκτάσεις.

Mobile Mapping has been the subject of significant research and development by several research teams over the past decade. A Mobile Mapping System consists mainly of a moving platform, navigation sensors, such as GPS (Global Positioning System) receivers, and INS (Inertial Navigation System), and mapping sensors CCD (Charge Coupled Device) cameras, lasers, and radar sensors. Mobile Mapping Systems have evolved to a stage which allows obtaining high flexibility in data acquisition, more information with less time and effort, and high productivity. The present paper provides a systematic introduction to the basic concepts of Mobile Mapping Systems and their applications. More specifically, in chapter 2, the use of such systems and their constitutive parts are analyzed as well as the existing systems and their expected accuracies. In chapter 3, a general model for georeferencing of mapping sensor data using GPS/INS data is presented and chapter 4 describes the system calibration process. The error sources of the system are analyzed in chapter 5, while the following chapter deals with the area of applications of Mobile Mapping Systems, both universally and in Greece. Finally, the conclusions and perspective of the mobile mapping technology is discussed.