ภูมิประเทศและปริมาตรจากโดรน

การคำนวณกองวัสดุต้องมีทั้งผิวด้านบนและฐานด้านล่าง ผลลัพธ์จึงเปลี่ยนได้แม้ใช้ชุดภาพเดิม หากเลือกฐาน ขอบกอง หรือขนาดช่องคำนวณต่างกัน บทฝึก M04 เน้นบันทึกสมมติฐานเหล่านี้ให้ตรวจซ้ำได้

เตรียมข้อมูลความสูงให้ตรงกัน

อ่าน พิกัดและความสูง และ การตรวจความถูกต้อง ก่อน เตรียม DEM หรือ point cloud ที่ทราบ CRS หน่วยแนวราบ หน่วย Z และระดับอ้างอิง หากเทียบสองช่วงเวลา ต้องตรวจการตรงกันของตำแหน่งด้วยบริเวณที่คงสภาพ ไม่ใช้บริเวณกองวัสดุที่เปลี่ยนไปเป็นจุดอ้างอิงปรับให้ตรง

สำหรับผู้ที่ยังไม่มีข้อมูลจริง ใช้ ชุดฝึก GSD จุดตรวจ และปริมาตร เพื่อฝึกคำนวณตารางก่อน ชุดสังเคราะห์ตรวจหลักคณิตศาสตร์ได้ แต่ไม่แสดงคุณภาพกล้อง การกรองพื้นดิน หรือความถูกต้องภาคสนาม

DSM กับ DTM ตอบคนละพื้นผิว

DSM แสดงผิวที่สังเกตได้ เช่น ยอดพุ่มไม้ หลังคา และผิวกองวัสดุ ส่วน DTM ตั้งใจแทนพื้นดินหลังแยกวัตถุเหนือพื้น การกรองจุดเป็น ground/non-ground เป็นขั้นประมาณจากข้อมูลที่มี ไม่ใช่การมองทะลุเรือนยอด หากภาพไม่เห็นพื้นดิน ส่วนที่เติมจากบริเวณข้างเคียงต้องมีข้อจำกัดกำกับ

คู่มือ WebODM อธิบายตัวเลือกสร้าง DSM/DTM และผลของตัวกรอง ground classification แต่ชื่อ option และค่าเริ่มต้นควรตรวจจาก engine ที่เลือกจริงก่อนใช้งาน โดยเฉพาะเมื่อเทียบคู่มือเดิมกับ WebODM ที่ใช้ ODX WebODM Digital Elevation Models

งานกองกรวดมักต้องรักษาผิวกองไว้ การใช้ DTM ที่กรองกองออกเป็นสิ่งเหนือพื้นอาจทำให้สูญเสียสิ่งที่ต้องการวัด ตรวจภาพตัดขวางและกลุ่มจุดที่ถูกคัดออกก่อนเลือกผลิตภัณฑ์

ปริมาตรคือผลต่างผิวกับฐานในขอบเขตเดียวกัน

สำหรับ grid สี่เหลี่ยมด้าน s เมตร แต่ละช่องที่มีผิวและฐานใช้สูตร ΔV = s² × (Zผิว − Zฐาน) แล้วรวมทุกช่องที่มีข้อมูลครบ หากผิวสูงกว่าฐานเป็นค่าบวก ต่ำกว่าเป็นค่าลบ สำหรับงาน cut/fill ให้รายงานยอดบวกกับยอดลบแยกจากยอดสุทธิ เพราะการหักล้างอาจซ่อนปริมาณงานจริง

CloudCompare มีเครื่องมือ 2.5D Volume เปรียบเทียบ cloud กับระนาบความสูงคงที่หรือ cloud อีกชุด โดยแบ่งเป็น grid ต้องกำหนดบทบาท ground/ceil ให้ชัด และตรวจพื้นที่ที่มีข้อมูลทั้งสองฝั่ง ช่องที่ไม่ครบอาจถูกละออกตามการตั้งค่า CloudCompare 2.5D Volume

วิธี 2.5D เหมาะกับผิวที่แทนด้วยความสูงหนึ่งค่าต่อแนวฉาย จึงมีข้อจำกัดกับโพรง ผิวยื่น และหลายชั้นทับกัน ข้อมูลหนาแน่นไม่ได้แก้สมมติฐานนี้

ตัวอย่างฐานและขนาดช่องที่เปลี่ยนคำตอบ

สมมติมีสี่ช่อง ขนาดช่องละ 2 × 2 m ความสูงเหนือฐานเดิมเท่ากับ 1, 2, 3 และ 2 m ปริมาตรรวมคือ 4 × (1 + 2 + 3 + 2) = 32 m³ ครอบคลุมพื้นที่ 16 m² หากยกฐานขึ้น 0.25 m ทุกช่อง ปริมาตรจะเหลือ 28 m³ ลดลง 4 m³ หรือ 12.5% โดยไม่มีการเปลี่ยนผิวด้านบน

ถ้าช่องที่สูง 3 m ไม่มีข้อมูลและปล่อยว่าง ค่ารวมจากช่องที่เหลือจะเป็น 20 m³ ครอบคลุมเพียง 12 m² การรายงานว่า “กองนี้ 20 m³” โดยไม่บอกพื้นที่หายทำให้ผู้รับเข้าใจผิด ควรระบุค่าที่คำนวณได้และพื้นที่ที่ยังประเมินไม่ได้

สำหรับข้อมูลต่อเนื่อง การรวมช่องให้ใหญ่ขึ้นอาจเปลี่ยนการแทนขอบและความสูงเฉลี่ย แม้พื้นที่รวมใกล้เคียงเดิม ให้ลองสองหรือสาม grid step พร้อมฐานเดิมและขอบเขตเดิม ไม่สรุปว่า grid เล็กที่สุดถูกต้องที่สุด โดยเฉพาะเมื่อจุดเบาบาง

ฝึกบนคอมพิวเตอร์: ความสูง เส้นชั้น และปริมาตร

1. เปิด DEM ใน QGIS ตรวจ CRS หน่วย Z และ NoData ใช้สีแบบช่วงความสูงร่วมกับ hillshade เพื่อเห็นผิวผิดปกติ อย่าใช้ hillshade อย่างเดียวตัดสินระดับ
2. ค้นหา Contour และ Slope ใน Processing Toolbox เปิดคำอธิบาย algorithm ที่เลือก ตั้งช่วงเส้นชั้นและหน่วย slope ให้ชัด ไม่เลือกเส้นถี่กว่าความเชื่อมั่นแนวดิ่งที่มีหลักฐานรองรับ
3. เปิด point cloud ที่ต้องการวัดใน CloudCompare ตรวจหน่วยและการจัดการ global shift หากมีสองชุดต้องรักษาการอ้างตำแหน่งร่วมกัน ตัดขอบเขตงานให้เทียบได้ตรงกัน
4. เลือก Tools → Volume → Compute 2.5D volume ตั้งผิวเป็น ceil และฐานเป็น ground กำหนดแกนฉาย Z, grid step และวิธีจัดการช่องว่าง กด Update เพื่อคำนวณตามค่าที่ตั้ง
5. เก็บรายงานพื้นที่ที่ใช้คำนวณ ช่องว่าง และปริมาตร ทำซ้ำเมื่อเปลี่ยนฐานหรือ grid ทีละตัวแปร บันทึกค่าทุกรอบในตาราง sensitivity
6. ใช้ตารางสังเคราะห์ในชุดฝึกตรวจสูตรด้วยโปรแกรมตารางคำนวณ แยกผลฝึกนี้ออกจากผลที่รันกับ point cloud จริง

การ interpolate ช่องว่างเพิ่มข้อมูลประมาณ ให้รายงานวิธีและขนาดบริเวณที่เติม ช่องโหว่ใหญ่หรือขอบนอกกลุ่มจุดมักต้องใช้ข้อมูลเพิ่มมากกว่าการเปลี่ยนตัวเลือกเพื่อให้รายงานไม่มีช่องว่าง CloudCompare Rasterize

ตรวจความสมเหตุสมผลก่อนส่งมอบ

ทำภาพตัดขวางผ่านกลางกองและบริเวณฐาน ตรวจว่าฐานไม่ตัดผ่านกองหรือผ่านรถที่จอดอยู่ เปรียบเทียบขนาดโดยคร่าวกับพื้นที่ฐานคูณความสูงเฉลี่ย หากปริมาตรเปลี่ยนหลายเท่าเมื่อเปลี่ยน grid เพียงเล็กน้อย ให้ตรวจ coverage และการเติมช่องว่างก่อนเชื่อค่ารวม

การลบ DEM สองครั้งต้องมีแนว grid ขนาดพิกเซล CRS ระดับอ้างอิง และขอบเขตที่สอดคล้องกัน นอกจากนี้ยังมีความไม่แน่นอนของทั้งสองผิว จึงไม่ถือว่าความต่างเล็กน้อยทุกช่องเป็นการเปลี่ยนแปลงจริง หากจะกำหนดเกณฑ์ตรวจพบการเปลี่ยนแปลง ต้องมีหลักฐาน error ของแต่ละช่วงเวลาและสมมติฐานความสัมพันธ์ของ error

สิ่งส่งมอบและคำถามที่ต้องตอบได้

ส่ง DEM/point cloud ที่ใช้หรือข้อมูลอ้างถึง ขอบเขตวัด ชนิดฐาน ตารางเปรียบเทียบฐานและ grid แผนที่ช่องที่ขาด และรายงานปริมาตรพร้อมหน่วย ผู้รับต้องแยกได้ว่าส่วนใดวัดได้ ส่วนใดเติมประมาณ และค่าบวก/ลบมีความหมายอย่างไร

ผ่านบทฝึกเมื่อคำนวณตัวอย่าง 32 และ 28 m³ ได้ อธิบายผลของช่องว่างได้ และเลือก DSM/DTM ตรงคำถาม ไปต่อที่ เลือกแผนที่ให้ตรงภารกิจ เพื่อกำหนดผลส่งมอบตามการตัดสินใจจริง

แหล่งอ้างอิง

ตรวจเอกสาร 8 กันยายน 2569; ตัวเลขฐานและปริมาตรเป็นตัวอย่างสังเคราะห์

• WebODM contributors. Creating Digital Elevation Models.
• CloudCompare contributors. 2.5D Volume และ Rasterize.
• QGIS contributors. Training Manual 3.44.

ลงมือต่อจากบทนี้

ฝึกภารกิจกองวัสดุพร้อมแนวคำตอบ พร้อมสูตร ข้อมูลฝึก และหลักฐานที่ต้องส่ง

F22: รวมปริมาตรโดยไม่ซ่อนช่องว่างและงานขุดถม

กำหนด Δz เป็นผิวปัจจุบันลบฐานเป้าหมาย และ I เป็นเซตช่องที่ข้อมูลครบทั้งคู่ในขอบเขตเดียวกัน แบบจำลองสังเคราะห์นี้ถือว่าความสูงเฉลี่ยคงที่ในแต่ละช่องและไม่มีผิวยื่น

Δz_i = z_surface,i − z_base,i; V_net = Σ_i∈I A_iΔz_i

V_cut = Σ_i∈I A_imax(Δz_i,0); V_fill = Σ_i∈I A_imax(−Δz_i,0)

V_net = V_cut − V_fill; A_valid = n_validA_pixel; slope_percent = 100Δz/Δs

คำอธิบายภาพ: สามช่องครบให้ปริมาตร +4,+8,−4 m³ ช่องที่สี่ไม่มีข้อมูลจึงอยู่นอกผลรวมและต้องแสดงพื้นที่หาย 4 m² แยกต่างหาก

ตัวอย่างแทนค่าและข้อจำกัด

ชุดสังเคราะห์สี่ช่อง ช่องละ 2×2=4 m² มี Δz=[1,2,−1,NoData] m ได้ cut=4×(1+2)=12 m³, fill=4×1=4 m³, net=12−4=8 m³ พื้นที่ประเมิน=3×4=12 m² จากขอบเขต 16 m² จึงไม่ใช่ปริมาตรของทั้งขอบเขต เส้นตัดอีกเส้นสูงขึ้น 2 m ในระยะราบ 10 m ให้ 20% ไม่ใช่ 20°

QGIS 3.44 มีตัวเลือกปริมาตรเหนือ/ใต้ฐานและการบวกหรือลบส่วนใต้ฐานใน Raster surface volume (P2A01) ตรวจ 26 กันยายน 2569 ชื่อ cut/fill ในบทนี้ยึดผิวปัจจุบันเทียบเป้าหมาย สลับผิวแล้วต้องสลับความหมาย สูตร slope นี้เป็นค่าเฉลี่ยตามเส้นตัด ไม่ใช่ raster slope algorithm รอบพิกเซล

ห้ามแทน NoData ด้วย 0 m หรือใช้พิกัดองศาเป็นเมตร ถ้าไม่มีช่องครบให้รายงานไม่มีพื้นที่ประเมิน แม้ผลรวมว่างทางคณิตศาสตร์เป็นศูนย์ก็ไม่ใช่หลักฐานว่าปริมาตรเป็นศูนย์ ขอบช่องบางส่วนต้องใช้พื้นที่ตัดจริง ไม่ใช้ nA แบบเต็มช่อง

แบบฝึกเปลี่ยนฐาน

ยกฐานทุกช่องที่มีข้อมูลขึ้น 0.5 m โดยคง mask และขนาดช่องเดิม คำนวณ cut, fill, net ใหม่

ดาวน์โหลดชุดฝึกสูตรประยุกต์ (CSV/JSON พร้อมเฉลย) · ข้อมูลสังเคราะห์สำหรับฝึกคำนวณและตรวจหน่วย