สำรวจภูมิประเทศด้วย UAV อ่างเก็บน้ำและสะพานห้วยโป่ง

โจทย์และที่มา

หลังพายุทาจิกิทำให้อ่างเก็บน้ำห้วยโป่งเสียหายและสะพานข้ามลำห้วยโป่งบนทางหลวงหมายเลข 108 ขาด (อ้างอิงจากผลงาน RS Change Detection ที่วิเคราะห์ด้วยภาพถ่ายดาวเทียม) จำเป็นต้องเก็บข้อมูลภูมิประเทศระดับพื้นที่ (ground-level) ที่ละเอียดกว่าเพื่อใช้ประเมินขอบเขตความเสียหายเชิงปริมาตรและสนับสนุนการออกแบบซ่อมแซม จึงบินสำรวจด้วย UAV แบ่งเป็น 2 ชุดข้อมูล คือ จุดอ่างเก็บน้ำ/สันทำนบที่เสียหายโดยตรง (ระยะใกล้) และภาพรวมหมู่บ้าน ถนน และสะพานห้วยโป่งตลอดแนว (ระยะกว้าง)

วิธีการดำเนินงาน

• วางแผนเส้นทางบินและถ่ายภาพด้วยโดรน DJI Air 2S ครอบคลุมทั้งจุดอ่างเก็บน้ำที่เสียหายและแนวถนน/สะพานห้วยโป่ง
• ประมวลผลภาพชุดจุดอ่างเก็บน้ำ (44 ภาพ) ด้วย Agisoft Metashape: Tie Points → Dense Cloud (79 ล้านจุด) → 3D Model → DEM → Orthomosaic ความละเอียด 1.21 ซม./พิกเซล
• ประมวลผลภาพชุดภาพรวมหมู่บ้าน/ถนน/สะพาน (1,424 ภาพ แบ่ง 3 Chunk แล้วรวมเป็น Merged Chunk 712 ภาพ) สร้าง Dense Cloud กว่า 367 ล้านจุด, DSM และ Orthomosaic ความละเอียด 2.91 ซม./พิกเซล ครอบคลุมพื้นที่กว่า 55,738 x 42,032 พิกเซล
• ทดสอบประมวลผลไขว้ด้วย WebODM (โอเพนซอร์ส) เพื่อเปรียบเทียบผลลัพธ์กับ Metashape

ชุดข้อมูลที่ 1 — จุดอ่างเก็บน้ำห้วยโป่ง (ระยะใกล้)

ภาพถ่าย 44 ภาพ ประมวลผลเป็น Dense Cloud 79,014,605 จุด และ 3D Model 22,289,012 หน้า แสดงสภาพสันทำนบและร่องน้ำกัดเซาะที่จุดเสียหายโดยตรง

3D Model · Metashapeจุดอ่างเก็บน้ำที่เสียหาย (มุม 1)

3D Model · Metashapeร่องน้ำกัดเซาะและสันทำนบ

Camera Alignmentตำแหน่งกล้อง 44 จุดบิน

Orthomosaic · 1.21 cm/pxซ้อนทับภาพถ่ายดาวเทียมฐาน

Orthomosaic + พิกัด UTMจุดพิจารณาก่อสร้างฝายชั่วคราว

ชุดข้อมูลที่ 2 — ภาพรวมหมู่บ้าน ถนน และสะพานห้วยโป่ง (ระยะกว้าง)

ภาพถ่ายรวม 1,424 ภาพ แบ่งประมวลผล 3 Chunk แล้วรวมเป็น Merged Chunk 712 ภาพ (2,242,317 Tie Points) ครอบคลุมหมู่บ้าน ถนน สะพานห้วยโป่ง และพื้นที่เกษตรกรรมโดยรอบ

Dense Cloudสะพานห้วยโป่งและหมู่บ้าน

Dense Cloudจุดถนนกัดเซาะ/ดินสไลด์

3D Modelภาพรวมอ่างเก็บน้ำ (Merged Chunk)

DSM · 5.82 cm/pxระบายสีตามระดับความสูง

DSM Overlayซ้อนทับภาพถ่ายดาวเทียมฐาน

Orthomosaic · 2.91 cm/pxหมู่บ้าน เส้นทาง และพื้นที่เกษตร

เครื่องมือเสริม — WebODM

นอกจาก Agisoft Metashape ยังทดลองใช้ WebODM ซึ่งเป็นซอฟต์แวร์โอเพนซอร์สสำหรับประมวลผลภาพถ่ายทางอากาศ เพื่อเปรียบเทียบผลลัพธ์และเป็นทางเลือกสำรองเมื่อต้องประมวลผลชุดข้อมูลขนาดใหญ่

WebODMประมวลผลชุดภาพถ่าย 198 ภาพ

ภาพตอนปฏิบัติงาน

ลงพื้นที่บินสำรวจจริงบริเวณอ่างเก็บน้ำห้วยโป่งและหมู่บ้านโดยรอบ ในช่วงที่ยังมีร่องรอยความเสียหายจากน้ำท่วมและการซ่อมแซมเส้นทางสัญจร

Aerial Overviewหมู่บ้านและลำน้ำห้วยโป่ง

Field Operationบังคับโดรนสำรวจภาคสนาม

Aerial Close-upจุดตลิ่งกัดเซาะ อ่างเก็บน้ำห้วยโป่ง

ผลลัพธ์และการนำไปใช้

ข้อมูล Point Cloud, DEM/DSM และ Orthomosaic ความละเอียดสูงที่ได้ ใช้สนับสนุนการประเมินปริมาตรความเสียหายของอ่างเก็บน้ำและถนนอย่างละเอียดกว่าการวิเคราะห์ภาพถ่ายดาวเทียมเพียงอย่างเดียว เป็นข้อมูลประกอบการออกแบบซ่อมแซมโครงสร้างและวางแผนฟื้นฟูเส้นทางสัญจรผ่านสะพานห้วยโป่ง