เนื่องจากขอบเขตของพื้นที่แปลงใหญ่ที่ทางโครงการวิจัยกำหนดไว้มีส่วนซ้อนทับกับพื้นที่ห้ามบินในรัศมี 5 กม. จากสนามบินสุราษฎร์ธานี  (AERO DOME) ดังนั้นก่อนทำการสำรวจต้องมีกระบวนการขออนุญาตไปยัง การท่าอากาศยานสุราษฎร์ธานี โดยต้องกำหนดรายละเอียดในการขออนุญาตรายละเอียดดังต่อไปนี้ เพื่อขอใบอนุญาตการปล่อยอากาศยาน(NOTAM)

• เอกสารเหตุผลการขอขึ้นบินสำรวจโดยอากาศยานไร้คนขับ
• ขอบเขตพื้นที่ที่จะบินและเขตพื้นที่ซ้อนทับ
• ตำแหน่งอ้างอิงจุดปล่อยอากาศยาน : โรงเรียนวัดเขาศรีวิชัย ต.ศรีวิชัย อ.พุนพิน จ.สุราษฎร์ธานี
• พิพัดทางภูมิศาสตร์ของจุดปล่อยอากาศยาน 9° 9’63″N 99°13’28.11″E
• ทิศทางที่จะทำปล่อยอากาศยาน: 60N
• ระยะทางจากพิกัดปล่อยอากาศยานไปยังท่าอากาศยานสุราษฎร์ธานี49 Nautical Miles
• เพดานบินสูงสุด 700 ฟุต

ในขั้นตอนการดำเนินการในการสำรวจก่อนทำการขึ้นบินในช่วงเวลาเช้า ผู้ควบคุมอากาศยานต้องติดต่อยืนยันก่อนทำการปล่อยอากาศยานโดยจะต้องประสานงานกับท่าอากาศยานสุราษฎร์ธานี  และหอบังคับการบินตามลำดับก่อน  จากนั้นเมื่อถึงเวลาดำเนินการสำรวจตามเวลาที่ขอใบอนุญาตการปล่อยอากาศยาน (NOTAM) ก่อนทำการปล่อยอากาศยาน จะต้องแจ้งที่หอบังคับการบินอีกครั้ง เพื่อยืนยันรายละเอียดการปล่อยอากาศยานตามที่ขออนุญาตตามตำแหน่งพิกัดปล่อยอากาศยาน เพดานบิน ทิศทางการปล่อย และระยะจากจุดปล่อยอากาศยานจนถึงสนามบิน   หลังจากได้รับแจ้งสัญญาญอนุมัติการปล่อยอากาศยาน ผู้ควบคุมอากาศยานสามารถปล่อยอากาศยานได้  และเมื่อมีการลงจอดในแต่ละชุดการบินย่อยของพื้นที่จะต้องแจ้งที่หอบังคับการบินทุกครั้ง  สุดท้ายเมื่อจบภาระกิจการบินในพื้นที่จะต้องแจ้งหอบังคับการบิน และท่าอากาศยานสุราษฎร์ธานี เพื่อขอจบภารกิจในการปล่อยอากาศยาน

ภาพแสดงกระบวนการขออนุญาตก่อนทำการสำรวจในพื้นที่ห้ามบิน

หลักการประมวลผลโดยใช้โปรแกรม Agisoft Metashape มีขั้นตอนการประมวลผลดังต่อไปนี้

1. Align Photo เป็นกระบวนการนำภาพทั้งหมดมาจัดเรียงตามแนวบิน เพื่อคำนวณหาจุดของภาพที่เหมือนกัน และเพื่อใช้สร้างโมเดล
2. Build Dense Cloud เป็นกระบวนการสร้าง Dense Cloud ให้กับตัว Model ที่ถูกสร้างขึ้น จากการ Matching ตำแหนน่าจุดอ้างอิงเดียวกันในแน่จละภาพให้เป็น 1 จุด Single Point (รวมกันหลายๆจุดเรียกว่า Dens Cloud)
3. Build Mesh เป็นกระบวนการสร้างพื้นผิวสามมิติโดยใช้หลักการสร้างจากการเชื่อมระหว่างจุดอ้างอิงของ Dense Cloud โดยเชื่อมจุดเป็นแบบโครงข่ายสามเหลี่ยม
4. Build Texture เป็นกระบวนการนําพื้นสีของภาพ มาใส่ในโมเดลของพื้นผิวสามมิติ (Mesh) เพื่อที่จะทำให้โมเดลมีความละเอียดของภาพเป็นไปตามสภาพพื้นที่จริง.
5. Build DEM เป็นกระบวนการสร้างแผนที่ชั้นความสูงชองข้อมูล โดยสร้างมากจากข้อมูลโมเดล
6. Build Orthomosiac เป็นกระบวนการสร้างแผนที่ภาพถ่ายออร์โธสี

ขั้นตอนการปฏิบัติงานในสนามสำหรับงานสำรวจทำแผนที่โดยอากาศยานไร้คนขับ โดยจะใช้อากาศยานแบบปีกหมุน(Multi-rotor) ยี่ห้อ DJI เป็นหลัก ซึ่งในบทนี้จะกล่าวถึงกระบวนการ ทำงาน ในขั้นตอนต่างๆของการออกภาพสนามเพื่อทำการสำรวจและบินถ่ายภาพในพื้นที่

 การศึกษาพื้นที่ก่อนการสำรวจ

ลำดับแรกของการสำรวจเพื่อทำแผนที่ สิ่งแรกที่จะต้องทราบคือ วัตถุประสงค์ของแผนที่ที่จะใช้เพื่อที่จะนำมาประเมินค่าความละเอียดของแผนที่นั่นเอง ยกตัวอย่างเช่น ต้องการสำรวจจำนวนปาล์มน้ำมัน และสามารถกำหนดขอบเขตของต้นได้  หรือต้องการสำรวจเพื่อที่จะทำแผนที่พื้นที่การเกษตรกรรม ซึ่งข้อมูลเหล่านี้จะนำไปตัดสินใจในการวางแผนการบินเพี่อกำหนด ความสูงการบิน จำนวนแนวบิน ส่วนซ้อนและส่วนเกยกันของภาพ

สำรวจขอบเขตและพื้นที่ศึกษา

เมื่อได้พื้นที่เป้าหมายสำหรับการสำรวจ จากนั้นลองวัดขนาดพื้นที่โดยใช้Google Maps ดูว่าพื้นที่ศึกษามีขนาดเท่าไร แต่เนื้องจากบน google map การวัดพื้นที่เป็นหน่วยตารางเมตร ดังนั้นถ้าต้องการหน่วยเป็นที่เป็นไร่ให้คูณด้วย 0.000625 หรือต้องการ Ha ให้คูณ ด้วย 0.0001  ยกตัวอย่างเช่นวัดขนาดพื้นที่ได้วัดได้บน google maps คือ 115,545.30 ตร.ม.

• แปลงเป็น HA = 115,30 *0.0001 = 11.554 HA
• แปลงเป็นไร่  = 115,30 *0.000625 = 72.215 ไร่

เพื่อที่จะนำมาประเมินจำนวนแบตเตอรี่และการวางแผนการบินได้อย่างมีประสิทธิภาพเราจึงจะต้องทราบข้อมูลเบื้องต้นของพื้นที่และความสามารถในการทำการบินของอากาศยานไร้คนขับที่จะใช้ในการสำรวจ

สำรวจพื้นที่เป้าหมายและสิ่งกีดขวาง

เพื่อที่จะให้การสำรวจดำเนินไปอย่างมีประสิทธิภาพและหลีกเลี่ยงความเสียหายที่จะเกิดจากอุบติเหตุ เราจึงต้องทำการสำรวจพื้นที่ก่อนการบินในหน้างานจริงอีกครั้ง ซึ่งสิ่งที่ต้องระวังในพื้นที่ที่ทำการสำรวจมีดังต่อไปนี้

• เสาส่งโทรศัพท์, เสาวิทยุกระจายเสียง, สถานีทวนสัญญาณ และสายอากาศแรงสูง นั้นมีผลต่อการบินในสองรูปแบบคือ

1. ความเข้มของสัญาณภาพของอากาศยานจะถูกรบกวนเนื่องจากสถานีดังกล่าวนั้นจะมีความเข้มสัญญาณมากกว่าอากาศยานไร้คนขับมาก
2. อันตรายทางด้านความสูง สถานทวนสัญญาณต่างๆ ส่วนใหญ่จะมีความสูงตั้งแต่ 60-110 เมตร ดังนั้นฝนการวางแผนการบินจึงควรหลีกเลี่ยงเส้นทางการบิน

• สายส่งไฟฟ้าแรงสูงนั้น จะสามารถสร้างสนามแม่เหล็กไฟฟ้าขนาดเข้มข้นได้ ดังนั้นการบินเข้าใกล้กับสายส่งไฟฟ้าแรงสูงจะมีโอกาศที่เข็มทิศของอากาศยานไร้คนขับทำงานผิดปกติได้
• พื้นที่ทำการขึ้นลงมีแนวท่อ ฝาท่อเหล็ก การขึ้นลงทางดิ่งนั้น ก่อนการขึ้นลงอากาศยานไรคนขับจะทำการปรับเทียบเข็มทิศ การขึ้นลงบนฝาท่อ หรือสิ่งปลูกสร้างที่เป็นเหล็กนั้นจะทำการรบกวนสัญญาณและไม่สามารถระบุทิศของแม่เหล็กโลกได้
• การเปลี่ยนแปลงความสูงของพื้นที่ เนื่องจากอากาศยานไร้คนขับของ DJI ส่วนใหญ่จะใช้การอ้างอิงความสูงจากจุดที่ทำการขึ้นบิน และทำการบินที่ความสูงเท่ากันตลอดการบิน

ภาพแสดงลักษณะการบินแบบความสูงสัมบูรณ์ (Absolute Height)

ดังนั้น หากพื้นที่ที่ทำการบินมีการเปลี่ยนแปลงพื้นที่อย่างฉับพลันเมื่อเทียบกับจุดที่ทำการขึ้นลง จะทำให้มีโอกาศที่อากาศยานไร้คนขับ จะไปชนเข้ากับภูเขาหรือสิ่งกีดขวางต่างๆได้ ดังนั้นก่อนการขึ้นบิน จึงต้องทำการสำรวจพื้นที่และกำหนดความสูงปลอดภัยและแนวเขา เพื่อที่จะวางแผนการบินได้อย่างมีประสิทธิภาพ

การบินถ่ายภาพทางอากาศสำหรับพื้นที่แปลงใหญ่ ทางโครงการวิจัยเลือกใช้อากาศยานแบบปีกตรึง (fixed wing) เนื่องจากเป็นอากาศยานไร้คนขับที่ออกแบบมาเพื่อการบินสำรวจพื้นที่ขนาดใหญ่  และเพื่อการลดเวลาในการดำเนินงานในการสำรวจภาคสนาม โดยใช้อากาศยานไร้คนขับแบบปีกตรึงยี่ห้อ Sensefly รุ่น eBee Plus ร่วมกับกล้องถ่ายภาพสีจริง (RGB) ซึ่งมีความละเอียดภาพขนาด 20 Megapixels ร่วมกับสถานีรับข้อมูลดาวเทียม และเครื่องรับสัญญาณดาวเทียม ยี่ห้อ Stonex รุ่น S900A ซึ่งเป็นเครื่องรับสัญญาณดาวเทียมแบบหลายความถี่ เพื่อประมวลผลแบบ Post Processing Kinematic (PPK) เพื่อให้ค่าพิกัดข้อมูลทางราบและทางดิ่งของภาพถ่ายทางอากาศมีความถูกต้องสูงขึ้น

การบินสำรวจในพื้นที่แปลงใหญ่โดยอากาศยานไร้คนขับแบบปีกตรึง ก่อนเริ่มการทำการสำรวจผู้ควบคุมอากาศยานจะทำการติดตั้งและสถานีรับข้อมูลดาวเทียม (GNSS Base Station) ก่อน  โดยจะทำการเก็บข้อมูลตลอดทั้งวัน ตั้งแต่ก่อนทำการบิน จนถึงเสร็จสิ้นภารกิจ โดยข้อมูลที่ได้จะอยู่ในรูปแบบ Rinex FORMAT  จากนั้นผู้บังคับอากาศยานไร้คนขับ จะทำการติดตั้งสถานีภาคพื้น(Ground Station) ซึ่งประกอบด้วยคอมพิวเตอร์โน้ตบุ๊คที่มีการติดตั้งโปรแกรม eMotion และเชื่อมต่อกับเสาโมเดมภาควิทยุในย่าน 2.4 Ghz

ภาพ : ขั้นตอนการบินสำรวจ

ในลำดับต่อมาคือการกำหนดจุดปล่อยและจุดลงจอดของอากาศยาน โดยเลือกพื้นที่โล่ง ไม่มีสิ่งกีดขวางโดยรอบ และมีสิ่งปกคลุมที่ไม่เป็นอันตรายต่ออากาศยานเช่น กรวด หินหยาบ เมื่อทำการกำหนดพื้นที่ จุดขึ้นลงอากาศยานเรียบร้อยแล้ว ก่อนปล่อยอากาศยานจะต้องทำการจำลองการบิน(Simulation) เพื่อตรวจสอบพื้นที่ ความสูงของภูเขา ความเร็วลม ตำแหน่งสัญญาณและระยะสัญญาณโดยรอบ

เมื่อผู้ควบคุมพร้อมทำการปล่อยอากาศยาน ถ้าอยู่ในพื้นที่ที่ต้องขออนุญาตก่อนบิน เช่นพื้นที่ใกล้สนามบิน 5 กิโลเมตร (AERO DOME) จะต้องโทรประสานงานและแจ้งการท่าอากาศยานและหอบังคับการบินก่อนนำขึ้นเครื่องทุกครั้ง   จากนั้นเมื่อทำการปล่อยอากาศยานเป็นที่เรียบร้อย ผู้ควบคุมการบินจะคอยติดตาม และตรวจสอบระหว่างการบินว่าเป็นไปตามแผนการบินที่กำหนดตามที่ออกแบบหรือไม่

ภาพ: การปล่อยอากาศยานไร้คนขับเพื่อการสำรวจทำแผนที่แปลงใหญ่

ในกรณีที่อาจเกิดสถานการณ์ฉุกเฉิน เช่น ฝนตก มีสถานะแบตเตอรี่ต่ำผิดปกติ ความเร็วลมเกินแรงต้านของอากาศยาน หรือมีสิ่งผิดปกติอื่นๆ ทางผู้ควบคุมอากาศยานจะทำการติดต่อและบังคับอากาศยานให้รีบกลับมาและลงจอดเพื่อตรวจสอบโดยทันที

ขั้นตอนปฏิบัติก่อนการบิน

ในขั้นตอบปฏิบัติก่อนการขึ้นบินจะทำการตรวจสอบรายการต่างๆดังต่อไปนี้

ก่อนทำการบิน

• แจ้งเจ้าของพื้นที่รับทราบถึงจุดประสงค์ก่อนขึ้นบิน
• SD Card มีพื้นที่เพียงพอ หรือไม่มีข้อมูลเก่าค้าง
• ตรวจสอบปริมาณแบตเตอรี่ และลักษณะภายนอก ต้องไม่มีการแตก บวม
• ตรวจสอบใบพัดว่าไม่มีการแตก บิ่น หรือ หัก ร้าว
• Firmware ของโปรแกรมควบคุมได้รับการอัพเดทเป็นเวอร์ชั่นล่าสุด
• สภาวะอากาศปลอดโปร่ง ไม่มีฝน หรือเมฆหนาทึบ
• ตรวจสอบ และหลีกเลี่ยงการรบกวนจากคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้า เช่น พื้นผิวที่เป็นเหล็ก, เสาส่งไฟฟ้าแรงสูง,และเสาส่งโทรคมนาคม
• ตรวจสอบพื้นที่ทำการบินโดยรอบที่จะเป็นสิ่งกีดขว้างในการทำการบิน เช่น ต้นไม้, เสาไฟฟ้า, อาคารสิ่งปลูกสร้าง และภูเขา
• ตรวจสอบสภาวะแวดล้อมที่อาจจะเกิดอันตรายได้ เช่น สนามเด็กเล่น สัตว์เลี้ยง และประชาชน

รายการตรวจสอบอากาศยาน

• ตรวจสอบหน้ากล้อง และอุปกรณ์ล็อคกล้อง
• ตรวจสอบการใส่อุปกรณ์บันทึกข้อมูล Micro SD Card
• ตรวจสอบความสะอาดของเลนส์ หรือ Filter
• ตรวจสอบการใส่ใบพัดถูกต้องการทิศทางและแน่นหนา
• ตรวจสอบการใส่แบตเตอรี่ว่า แบตเตอรี่เต็มประจุ และการใส่แบตเตอรี่เข้ากับอากาศยานได้เข้าล็อคพอดี
• ไฟสถานีอากาศยานไฟสีแดงอยู่ด้านหน้า สีเขียวด้านหลัง (หันไปตามทิศที่จะเปิดทำการบิน)
• อากาศยานต้องวางอยู่บนพื้นเรียบไม่มีสิ่งกีดขวางหน้ากล้อง
• ตรวจสอบสถานะแบตเตอรี่ผ่านโปแกรม
• ตรวจสอบประมาณเวลาที่จะใช้กับแบตเตอรี่
• นักบินพร้อมบิน

รายการตรวจสอบอุปกรณ์ควบคุมอากาศยาน

• ตรวจสอบอุปกรณ์ควบคุมอากาศยานได้เชี่อมต่อกับโทรศัพท์หรือเทปเล็ต
• ตรวจสอบการใส่อุปกรณ์บังแสงแดด
• ตรวจสอบการติดตั้งโทรศัพท์หรือเทปเล็ตกับขาตั้งกล้อง
• ตรวจสอบมุมของเสาสัญญาณอุปกรณ์ควบคุมอากาศยาน
• ตรวจสอบโหมดการใช้งานและการควบคุม
• ตรวจสอบสถานะแบตเตอรี่ของอุปกรณ์ควบคุมอากาศยาน
• เปิดอุปกรณ์อุปกรณ์ควบคุมอากาศยาน
• เปิดโทรศัพท์หรือเทปเล็ต และตั้งค่าความสว่างของจอไปให้เหมาะสม
• เปิดโปรแกรมควบคุมและตรวจสอบสถานะโดยรวม (DJI GO)
• รายการตรวจสอบโปรแกรม DJI GO / DJI GO
• ตรวจสอบการล็อคค่าความสูงการบิน
• ตรวจสอบการตั้งค่ากลับบ้านอัตโนมัติและความสูงของการ Return-To-Home
• ตรวจสอบสัญญาณภาพ สัญญาณการเชื่อมต่ออุปกรณ์ควบคุมอากาศยาน
• ตรวจสอบสถานะและการสอบเทียบ IMU และ COMPASS
• ตรวจสอบตำแหน่งค่าพิกัดสัญญาณดาวเทียมมากกว่า 12 ดวง
• ตรวจสอบว่าพื้นที่ทำการบินและตำแหน่งที่ขึ้นบินถูกต้อง
• ตรวจสอบค่ากล้องต่างๆ เช่น ISO, FOCUS, Image Mode (D-Log)

รายการตรวจสอบก่อนทำการบินจริง

• ตรวจสอบพื้นที่ขึ้นบินและการลงจอดเหมาะสมหรือไม่
• ทดสอบเดินรอบมอเตอร์
• ทดสอบการขึ้นบินและลอยตัวนิ่ง
• ทดสอบอุปกรณ์ควบคุมอากาศยานตอบสนองตามการควบคุม