نقشه‌برداری اتوماتیك و کسب سریع اطلاعات

هواپیمای بدون سرنشین و نقشه ناهمواری‌های مریخ دو كاربرد ممكن از یك برنامه جدید كامپیوتری است، كه می‌تواند با مقایسه دو تصویر معمولی كه از زوایای مختلف گرفته شده‌اند، به طور اتوماتیك تصویری سه‌بعدی بسازد.
این برنامه هم با تصاویر اجسام بسیار كوچكی كه با میكروسكوپ الكترونی گرفته شده است كار می‌كند و هم با تصاویری كه كاوه‌های فضایی از سیارات گرفته‌اند. به كمك این برنامه نقشه توپوگرافیك كوه الیمپوس بلندترین آتش‌فشان منظومه شمسی در مریخ رسم شده است. مارك اونیل مشاور كامپیوتر كه سابقاً در یونیورسیتی كالج لندن كار می‌كرد و، این برنامه را با همكاری میادنوس در بخش فوتوگرامتری و نقشه‌برداری این دانشكده، نوشته است، می‌گوید: ارتفاع این قله 25 كیلومتر یعنی سه برابر بلندی اورست است.
تصاویر اصلی متعلق به ناسا بود. دنوس می‌گوید: روی زمین می‌توان یك نقشه بردار فرستاد تا وضعیت دقیق را بسنجد. اما روی مریخ برای آن نقشه‌ای با این جزئیات به دست بیاوریم هیچ تكنیك دیگری وجود ندارد كه از دقت كافی برخوردار باشد.
این تصویرها كه به زوج استریو معروف است، باید از یك صحنه منتها از دور زاویه مختلف، گرفته شده باشند. تصاویر سه‌بعدی معلول تشخیص عوارض همانند دو تصویر و مقایسه آن‌ها در وضعیت‌های اندكی متفاوت است.
روش مرسوم مقایسه یك زوج استریو این است كه وضعیت بعضی عوارض، با دست اندازه گرفته شود. سپس مختصات مربوط به دو عكس در یك برنامه كامپیوتری به نام الگوریتم اوتو – چاو، بررسی می‌شود. الگوریتم اوتو – چاو این عوارض را با هم می‌سنجد.
الگوریتم اوتو – چاو هم در یونیورسیتی كالج توسط پاؤل اوتو و تونی چاو ساخته شده است و دنوس با آن تصاویری را كه از ماهواره‌ها با استفاده از سیستم رادار با گشودگی مركب (SAR) گرفته شده، پردازش كرده است. SAR تصاویر را به صورت رقمی در می‌آورد و آن‌ها را پردازش می‌كند و به قدرت تفكیك 30 متر از فاصله چند صد كیلومتر از سطح زمین دست می‌یابد. با این روش می‌توان به سرعت اطلاعات با ارزشی در مورد نواحی دورافتاده زمین به دست آورد.
ولی برای این كه از تصاویر SAR نقشه‌ای سه بعدی به دست بیاوریم باید قبل از اعمال الگوریتم اوتو – چاو حداقل 100 عارضه سطحی روی عكس كامپیوتری اندازه‌گیری شود. این كار صرف‌نظر از خسته كردن چشم‌ها ملال‌آور و طولانی است. در روش جدید تمام كارها به طور اتوماتیك انجام می‌شود.
كار این برنامه كامپیوتری این است كه بدواً تصویرهای زوج استریو را ساده می‌كند كه مقایسه‌شان آسان باشد و سپس به‌تدریج پیچی‌دگی‌ها را وارد می‌كند. هر یك از دو تصویر سیاه و سفید به 4 قسمت تقسیم می‌شود و هر قسمت با سایه یكنواختی كه تیرگی‌اش معادل تیرگی متوسط آن قسمت است جایگزین می‌شود. آن‌گاه این قسمت‌های چهارگانه، در دو تصویر، باهم مقایسه می‌شوند. در مرحله بعد تصویرها به 16 قسمت، سپس 64 قسمت، و به همین ترتیب تقسیم می‌شوند؛ در هر دفعه، مقایسه دو تصویر برای تعیین موقعیت عوارض واحد در آن‌ها، انجام می‌گیرد.
سرانجام، برنامه به رابطه‌ای آماری میان تمام نقاط دوتصویر دست می‌یابد. سپس اطلاعاتی در مورد موقعیت وسیله تصویر گیری مثلاً: ماهواره، كاوه فضایی، رادار، یا عدسی‌های یك میكروسكوپ الكترونی، اضافه می‌شود. با این اطلاعات برنامه می‌تواند شكل سه بعدی شئ مورد نظر را محاسبه كند. این روش، به دلیل نحوه افزایش تعداد قسمت‌ها، به روش مطابقت هرمی معروف است.
هواپیمای بدون سرنشینی كه مجهز به SAR است می‌تواند به كمك این برنامه عوارض سطحی زیر پایش را رسم كند و تصویری سه بعدی از آن‌ها بسازد و بدین طریق موانع را دور بزند. به نظر دنوس فقط باید سرعت این برنامه را افزایش داد تا به درد پرواز بخورد.
در این تكنیك، دقت، آن‌هم نه فقط برای هواپیما، بسیار مهم است. دنوس در توجیه لزوم این دقت می‌گوید: فوتوگرامتری با كلی مشكلات قانونی درگیر است. مثلاً ما از صحنه‌های سرقت فیلم ویدیویی بر می‌داریم. متداول‌ترین دفاع شخصی كه تصویرش در فیلم است این است كه بگوید من نیستم. 3 تا 4 ماه طول می‌كشد تا یك صورت، بررسی شود و ثابت شود كه همان است یا نه.