การใช้เครื่องมือรังวัดต าแหน...

การใชเครองมอรงวดต าแหนงดวยระบบดาวเทยม GNSS ขนาดเลก

และการประยกตใชงานในดานตางๆ

จดท าโดย

เจษฏา เกดศรเลก

ปฏเวธ เฉลมพงษ

กฤษกร อยนรนดรกล

ความเปนมา

การท างานรงวดดวยเทคโนโลย GNSS สามารถประยกตใชไดในหลากหลายแนวทาง โดยเฉพาะอยางยงงานรงวดทเกยวของกบการจ าลองรปแบบภมประเทศในดานตางๆ เชน งานดานการน าหล (Navigation) งานดานโครงสรางพนฐาน (Infrastructure) งานดานแผนท (Mapping) งานดานการอนรกษสงแวดลอม (Environmental Conservation) งานดานปองกนภยพบต (Disaster) และงานบรการสงคม (Social Service) เปนตน ซงการท างานรงวดดวย GNSS CORS น จะเปนเทคโนโลยทปฏวตการท างานเชงต าแหนงทงหมดทก ๆ ดาน ใหสามารถท างานไดงายขน รวดเรจขน และประหยดงบประมาณการด าเนนการโครงการในการส ารวจมากกวา 50% ซงจะเปนประโยชนในตอการผลกดนใหเกดการพฒนาประเทศอยางรวดเรวขน

ในอดตทผานมา มความตองการใชเครองมอ และเทคโนโลยตาง ๆ เพอการรงวดหาต าแหนงบนพนผวโลก เพอประยกตใชในงานดานตาง ๆ มากมาย แตปญหาหลก คอ หนงเทคโนโลยมราคาแพง (เครองรงวดสองความถ ราคาเฉลยประมาณ 1 ลานบาท ตองใชถง 2 เครอง เปนอยางนอยในการท างาน) ซงหนวยงานทวไปและภาคประชาชนไมสามารถเขาถงได ประการทสอง ขนตอนการท างานรงวดทยงยาก ตองใชชางหรอวศวกรทมความร ความเขาใจ และช านาญงานในการรงวดต าแหนง จงจะท างานรงวดต าแหนงไดอยางถกตอง อกทางเลอกหนง คอ เครองมอรงวดต าแหนงจากดาวเทยมขนาดเลกความถเดยว เมอท างานวดต าแหนงรวมกบสถาน GNSS CORS แลวใหผลการรงวดทมความถกตองสง โดยเฉพาะอยางยงในแนวราบ (ความแมนย าเชงต าแหนงอยระหวาง 10-30 เซนตเมตร) เพอใชทดแทนเครองรงวดแบบ 2 ความถ ทไมเหมาะกบการท างานบางประเภททอาจมความเสยงสงตอการสญหาย หรอเสยหายกบตวเครองได เชน งานปองกนภยพบตทางน า หรอในงานตดตงบนเครองจกรขนาดใหญ เพอใชในงานเกษตรกรรม หรองานกอสรางถนน หรอใชกบการน าทางอากาศยานไรคนขบ เพอเกบขอมลจ าลองภมประเทศใหมความแมนย ามากขน ซงในปจจบนประเทศไทยไดมการผลกดนใหมการจดตง National GNSS CORS Data Center ซงม สทอภ. และหนวยงานภาครฐรวมกนด าเนนการทงการจดสรางสถาน และการรวบรวบกนเพอใชเปนแบบโครงขาย ซงจะท าใหงานรงวดงายขน โดยสามารถใชเครองรบสญญาณเพยงเครองเดยวตอ online เขากบ Data Center

ท างานรงวดไดความถกตองสง เพมจ านวนผใชงานตามภาคสวนตาง ใหสามารถใชงานตามฟงกชนหนาของหนวยงานนน ๆ ได

วตถประสงค

1. เพอประเมนศกยภาพการใชงานของเครองรงวดสญญาณ GNSS ขนาดเลก กบ การใชงานประเภทตาง ๆ

2. เพอผลตขอมลความสงเชงเลขแบบเรยลไทม โดยสญญาณ GNSS ทตดเครองรบสญญาณบนยานพาหนะ

ขนตอนการท างาน

จากความสนใจในการทดสอบความสามารถของเครองมอรงวดขนาดเลกดงกลาว คณะท างานไดทดสอบการใชงาน และวางแผนจะประยกตใชเครองรงวดขนาดเลกความถเดยว โดยมวตถประสงคหลกเพอประยกตใชกบงานดานตางๆ โดยเฉพาะงานดานทเกยวของกบต าแหนงเพอตอบโจทยปญหาของภาครฐ และภาคเอกชน โดยในเบองตนไดทดสอบน าเครองรงวดต าแหนงบนภมประเทศขนาดเลกมาใชทดสอบในหลากหลายรปแบบ คอ

1. ทดสอบเกบขอมลตามแนวยาวเพอประเมนความถกตองของงานตามแนวยาว เชน การเกบ Road Profile เพอใหไดขอมลเชงต าแหนงของถนนตามแนวยาวอยางรวดเรว นอกจากน ยงมงานเกบขอมลเชงต าแหนงทางยาวอยางอนอกทหนาจะสามารถประยกตใชได คอ การเกบทองคลองระบายน า การประเมนความลาดชนของสนามบน และการประเมนศกยภาพของแกมลง เปนตน

2. การผลต DEM โดยการรบขอมลหรอรงวดขอมลตอเนองตลอดพนทศกษา เพอใหไดขอมลต าแหนงความสงครอบคลม พนทศกษาดวยการตดตงเครองมอรงวดบนยานพาหนะชนดใดชนดหนงทเหมาะสมจะวงบนพนทศกษาได แลวสรางเปน DEM ตอไป

3. การทดสอบประยกตใชงานในโครงการตางๆ ในเบองตน คณะท างานไดวางแผน และท าการทดสอบใน 2 โครงการ คอ การประเมนพนทน าทวมขงบนแบบจ าลองพนทแกมลงรวมกบแบบจ าลองภมประเทศและการวเคราะหเสนทางน าหลาก โดยแบบจ าลองนยงใชเพอประเมนศกยภาพของพนทในการกกเกบน า บรเวณเขอนล าพระเพลงตามแนวระบายน าล าพระเพลง ในพนทชลประทานเขตแปดจงหวดนครราชสมา

การเกบขอมลตามแนวยาว

1. การเกบขอมลตามแนวยาวเพอประเมนความถกตองของงานตามแนวยาว ไดทดสอบเกบขอมลโดยใชพนท เชน การเกบ Road Profile , การเกบทองคลอง การประเมนความลาดชนของสนามบน และการประเมนศกยภาพของแกมลง เปนตน

Absolute Solution

Single Solution

2. การผลต DEM โดยการรบขอมลหรอรงวดขอมลตอเนองตลอดพนทศกษา เพอใหไดขอมลต าแหนงความสงครอบคลม พนทศกษาดวยการตดตงเครองมอรงวดบนยานพาหนะชนดใดชนดหนงทเหมาะสมจะวงบนพนทศกษาได แลวสรางเปน DEM ตอไป

3. ท าแบบจ าลองความสงภมประเทศบรเวณพนทล าพระเพลง และลมอ าเภอเมองนครราชสมา

ส าหรบพนทการประเมนพนทน าทวมขงบนแบบจ าลองพนทแกมลง และประเมนศกยภาพของพนทในการกกเกบน า ในเบองตน ทานผอ านวยการส านกงานชลประทานเขต 8 ไดกรณาอธบายถงระบบชลประทานบนพนทน ารอง รวมถงการรวมน า ของพนทแกมลงตามจดตางๆตลอดแนวรางน าชลประทานจากเขอนล าพระเพลงไปลงแมน ามล ซงจะมพนทรบน าตามธรรมชาตเรยกวาแกมลงตลอดแนวล าน า สวนพนทแกมลงนจะเปนจดรวมน าของพนทเลกๆบนภมประเทศ โดยสวนใหญเปนแกมลงนจะมอยเดมอยแลว สวนของการจดการบรหารน าจะใชประตน าผนเปดปดเพอบรหารน าเขาสแกมลงได ดานปญหาทพบของแกมลงนนสวนใหญเปนปญหาแกมลงในเมองซงมสงกอสรางเพมขนกอใหเกดน าทวมเปนประจ า ในบางจด กอใหเกดความเสยหายตอทรพยสน และเปนอปสรรคตอการสญจรในเมองเปนอยางมาก มความในบางจดเ กดซ าซากยงหาทางแกไขอยางเปนรปธรรมไมได คณะท างานเหนวา สทอภ. มขอมล DEM รายละเอยดสงสามารถสรางแบบจ าลองภมประเทศและค านวณวเคราะหเสนทางน าหลากและรวมถงพนทกกเกบน าไดอยางละเอยด จงไดทดสอบวเคราะหขอมลเสนทางน าหลากดวย DEM รายละเอยดสงเปรยบเทยบกบขอมลการระบายน าและสงกอสรางเชนถนนในพนททมน าทวมขงเปนประจ ารวมกบการประเมนผลโดยการรงวดภาคสนามบนพนทจรงดวยเครองรงวดต าแหนงบนภมประเทศขนาดเลก ท าใหไดขอมลแบบจ าลองปญหาเพอใชในการแกไขปญหาตอไป

จงหวดนครราชสมา อยบนทราบสงโคราช มพนท 20,494 ตารางกโลเมตร พนทสวนใหญเปนพนทอทยานแหงชาตเขาใหญ และอทยานแหงชาตทบลานรอยละ 61.4 มพนทแหลงน า 280,313 ไร ความสงจากระดบน าทะเลปานกลางระหวาง 150 - 300 เมตร มเทอกเขาสนก าแพง และเทอกเขาพนมดงรก เปนแนวยาวดานทศใตและทศตะวนตก มล าตะคอง และล าน าอน ๆ อกหลายสาย ไหลรวมกนลงแมน ามล ซงเปนแมน าสายส าคญของภมภาคน โดยตลอดล าน าจะพบแกมลงนอยใหญตลอดแนวล าน า ท าหนาทเปนจดพกน าตามธรรมชาต และระบายออกสแมน ามลตามความลาดชนและแรงโนมถวงของโลก แบบจ าลองภมประเทศแสดงใหเหนถงความสมพนธของเสนทางน าจากทสงเทอกเขาไหลลงมาสทราบสงทเปนพนทเมอง และไหลรวมลงสแมน าตอไป

ภาพท 1 ภาพแสดงต าแหนงของแกมลง และล าน าในจงหวดนครราชสมา

เสนทางน าไหลผานทวทงพนทไดมาจากการค านวณวเคราะหเสนทางสายน าทางภมประเทศ โดยสรางจากขอมลความสงเชงเลข DEM รายละเอยดสง 5 เมตร และรายละเอยดปานกลาง 30 เมตร มวธการสรางโดยเรมจากหาต าแหนงรวมน าทต าทสดของพนผวภมประเทศจากพนทรวมน าทสงเปน First Order และหาทศทางไหล (Flow Direction) จากคาความสงแตละพกเซลล จากนนน ามาใชค านวณ เปนจดสะสมน า (Accumulate Flow) ของเสนทางน าแตละเสน โดยค านวณโดยก าหนดเปนเงอนไขพนทขนต าของการไหล (Minimum Area Base) เพอค านวณออกมาเปนเสนทางน าบนพนทนนๆ แลวค านวณคาตางศกย (stream order) มาหาจดรวม Pour Points ขนตอนสดทายคอน า Pour Points มาค านวณ Catchment Area อกครงหนง จากขนตอนดงกลาวขางตนจะสามารถค านวณสภาพการไหลของน าตามภมประเทศไดตามภาพท 2 ซงแสดงเสนทางน าไหลบนภมประเทศผานแกมลงนอยใหญตลอดล าน า ขอมลนแสดงใหเหนถงศกยภาพของการไหลเขาและออกของน าในแตละแกมลงทแตกตางกน บงบอกถงศกยภาพของการใชแกมลงยอยๆเหลานเพอการจดการบรหารในดานตางๆ เชน การเกษตร และอทกภยเปนตน

ล ำตะคลอง

ล ำพระเพลง

ล ำเชยรไกร

ล ำมลบน

ภาพท 2 ภาพแสดงต าแหนงของแกมลงดวยสแดง และเสนทางสายน าบนภมประเทศ

เมอไดเสนทางสายน าทสรางขนจากการวเคราะหการไหลของน าบนพนผวภมประเทศตามธรรมชาต และน าขอมลดงกลาวมาซอนทบกบขอมลถนนซงเปนสงกอสรางทมนษยสรางขน ซงจะเปลยนทศทางของการไหลของน าในบางสวน และอาจเปนสาเหตทท าใหเกดน าทวมขงขนได เนองการสรางถนนตามทศทางการเจรญเตบโตของเมองอาจไมสอดคลองกบเสนทางการไหลของน า ตามทไดรบขอมลต าแหนงพนทในเขตเมองทมน าทวมขงเปนประจ า 8 จด (ต าแหนงดาวสเขยว)

ภาพท 3 แบบจ าลองภมประเทศซอนทบกบขอมลเสนทางถนน และต าแหนงทมน าทวมขงเปนประจ า

2. ใชแบบจำลองเสนทำงไหลของน ำ รวมกบกำรรงวดตำแหนงบนภมประเทศ เพอหำแนวทำงเกำรแกไขปญหำน ำทวมขงของแกมลงในเขตเมอง

แบบจ าลองแสดงใหเหนถงปญหาสวนใหญของต าแหนงทน าทวมขงเปนประจ า มาจากแนวของถนนรวมถงแนวระบายน าตลอดแนวถนนอาจไมเหมาะสมกนกบแนวเสนทางน าหลาก เมอท าการประเมนผลดวยเครองมอรงวดขนาดเลกแสดงใหเหนวาต าแหนงทน าทวมสวนใหญ เปนพนททเปนแองกระทะ โดยคณะท างานไดวเคราะหจากขอมลแบบจ าลองและขอมลการรงวดภาคสนามโดยเครองมอขนาดเลก รวมถงวเคราะหการระบายน าเบองตนตามแนวถนนไดผลดงน

ตำแหนงท 1 ชมชนหมบำนพบสข

ลกษณะภมประเทศ

ทตงของหมบานเปนพนทต า มเสนทางน าหลากจากทสงไหลผาน มการวางทอระบายน าตามแนวถนนเปนตรงตามต าแหนงของเสนทางน าหลาก มแกมลงภายในเพอรองรบน าในบรเวณพนทใกลจดทเกดน าทวม จากการวเคราะหขอมลแบบจ าลองพบวาปญหาทเกดบนจดทน าทวมคอ บรเวณถนนมทอระบายน าดานขาง แตมสวนทเปนแองกระทะกอนถงต าแหนงแกมลง เพราะฉะนนน าจงไมสามารถผานไปยงแกมลงไดสะดวกจงเกดการทวมขงในบรเวณดงกลาว ดงนนการระบสยน าตามทอระบายน า ตองกดระดบปลายทอใหต าเพยงพอทจะระบายน าลงไปยงแกมลง ขอสนนษฐานสถานปจจบน คอถาวางแนวทอไปตามแนวถนนโดยใชระดบถนนเปนหลก จะท าใหการระบายน าไมดเทาทควร

ภาพท 4 แสดงแนวต าแหนงทรงวดประเมนผลภาคสนาม กบเสนทางน าไหลต าแหนง หมบานพบสข

ตำแหนงท 2 หนำตลำดนดเซฟวน

ลกษณะภมประเทศ

เปนพนทรบน าหลากจากพนทราบสงดานหลงขนาดใหญ ดานหนาตลาด มการวางทอระบายน าขนาดใหญทงบนพนถนนและบนพนฟตบาทเพอชวยระบายน า โดยแนวระบายน าจะเปนทางคขนานกบถนน ไปรวมกบแนวระบายน าหลกบรเวณสแยกซงมแนวน าหลากขนาดใหญเดมอยแลว จากการวเคราะหขอมลแบบจ าลองพบวา ปญหาทเกดขน ณ ต าแหนงทน าทวม สนนษฐานวาเมอเวลาฝนตกแนวน าหลากบรเวณสแยกรองรบน าจ านวนมากอยแลว ท าใหการระบายน าจากแนวน าหลากหนาตลาดเซฟวนไมสามารถระบายออกได เพราะใชทางระบายน าออกเดยวกน แนวทางแกไขควรเจาะทอขามถนนตามแนวน าหลากหนาตลาดเซฟวน

ภาพท 5 แสดงแนวต าแหนงทรงวดประเมนผลภาคสนาม กบเสนทางน าไหลต าแหนง ตลาดนดเซฟวน

ตำแหนงท 3 บรเวณคำยสรนำร

ลกษณะภมประเทศ

เปนพนทต าและเปนพนทรวมน าตามภมประทศ แตในปจจบนทางเทศบาลไดท าการแกไขปญหาแลวเบองตน โดยขดขยายทางระบายน าเปนทางยาวเพอระบายน า และตงเครองสบน าเพอชวยผลกดนน าออกจากพนท จากการตรวจสอบกบเสนทางน าหลากบนแบบจ าลองพบวาแนวของรางระบายน าเปนแนวเดยวกนกบเสนทางน าหลาก ซงเปนเสนทางทมประสทธภาพมากทสด แตอาจมปญหาเรองขนาด และระดบของรางระบายน า จงไมสามารถระบายน าไดตามธรรมชาตจงตองใชเครองสบน าชวยในการระบาย

ภาพท 6 แสดงแนวต าแหนงทรงวดประเมนผลภาคสนาม กบเสนทางน าไหลต าแหนง หนาคายสรนาร

ตำแหนงท 4 แยกหวทะเล

ลกษณะภมประเทศ

เปนแนวถนนหลกมความลาดชนของถนนสง และมรางระบายน าตามแนวดานขางของถนนตลอดแนว ซงเมอพจารณากบระดบของถนนทรงวดไดจากเครองมอขนาดเลกพบวาระดบของภมประเทศสามารถระบายน าไดด แตปญหานาจะเกดขนตรงจดตดของจดรวมน าท าใหน าทระบายมาพรอมกนจากถนนทงสองเสนไมสามารถระบายน าไดทน

ภาพท 7 แสดงแนวต าแหนงทรงวดประเมนผลภาคสนาม กบเสนทางน าไหลต าแหนง แยกหวทะเล

ตำแหนงท 5 ถนนสรนำรำยณชวงหนำหอกำรคำ

ลกษณะภมประเทศ

เปนพนทสงต าสลบกนไปมาจากแนวถนน และแนวทางรถไฟ โดยมแนวถนนตามแนวยาว ขวางแนวเสนทางน า การระบายน าสามารถระบายน าตามแนวรางระบายน าของถนน ซงตามขอมลทวเคราะหไดจากเสนทางน าไหล บรเวณนมพนทรบน าไมมากนก โดยปกตแลวไมนาจะเกดการทวมขง อาจเนองมาจากการระบายน าผาน 2 อปสรรคคอ แนวถนน และแนวทางรถไฟ จงท าใหเกดการทวมขง อยางไรกด ขอมลการระบายน าของต าแหนงนไมเพยงพอตอการวเคราะห จงไมสามารถลงรายละเอยดได

ภาพท 8 แสดงแนวต าแหนงทรงวดประเมนผลภาคสนาม กบเสนทางน าไหลต าแหนง หนาหอการคา

ตำแหนงท 6 ถนนมตรภำพหนำโรงเรยนอบลรตนรำชกำรยำรำชวถยำลย

ลกษณะภมประเทศ

เปนถนนขวางทางน าหลาก ซงถนนทอดตวยาวมจดต าสดเปนกนกะทะบรเวณแถวกอนถงหนาโรงเรยน ภมประเทศนมแกมลงตามธรรมชาตอยบรเวณขางหลงโรงเรยน ขอมลการตรวจสอบภาคสนามแสดงใหเหนวาบรเวณดงกลาวเปนแองกระทะจงเปนเสนทางไหลของน าตามธรรมชาต มขอมลเสนทางน าหลากแสดงใหเหนถงเสนทางเดนของน าทไหลผานโรงเรยนแลวจงเขาสรางระบายน าสาธารณะ ไมใชเขาแกมลงแลวระบายลงพนทสาธารณะ เนองจากมพนททต ากวาบรเวณโดยรอบของแกมลงน าจงไมไหลเขาแกมลงเทาทควร

ภาพท 9 แสดงแนวต าแหนงทรงวดประเมนผลภาคสนาม กบเสนทางน าไหลต าแหนง หนารร.อบลรตน

ตำแหนงท 7 หนำหมบำนจำมจร

ลกษณะภมประเทศ

เปนพนทต าตามธรรมชาตมแกมลงขนาดใหญหลายแหงดานขางพนทของหมบาน สนนฐานวาไดถมทดนบรเวณแกมลงบางสวนเพอท าบานจดสรร ลกษณะพนทโดยรวมแลวเปนพนทรบน าตามธรรมชาต การส ารวจขอมลภาคสนามไมสามารถส ารวจพนท และดการระบายน าออกจากบรเวณพนทไดอยางชดเจน เนองจากพนทเปนพนทเอกชนไมสามารถเขาไปรงวดไดอยางสะดวก การวเคราะหและหาแนวทางแกไขปญหาตองมขอมลการระบายน าทเพยงพอจงจะวเคราะห หาทางแกไขไดอยางชดเจนมากขน

ภาพท 10 แสดงแนวต าแหนงทรงวดประเมนผลภาคสนาม กบเสนทางน าไหลต าแหนง หมบานจามจร

ตำแหนงท 8 ประตหนงทำงเขำมหำวทยำลยเทคโนสรนำร

ลกษณะภมประเทศ

เปนแนวถนนลาดชนมแนวทอระบายน าตลอดดานขางของทาง เปนต าแหนงทแนวถนนกดขวางเสนทางน าไหล โดยมต าแหนงทน าทวมเปนแองกระทะเปนจดรวมน า ท าใหน าไหลผานบรเวณน ณ ต าแหนงนทางเทศบาลไดท าการวางแนวทอระบายน าเพอแกไขปญหาไวแลว เมอเปรยบเทยบกบแนวทางน าหลากบนแบบจ าลองพบวาแนวทางระบายน าเปนเสนทางทดมประสทธภาพสง

ภาพท 11 แสดงแนวต าแหนงทรงวดประเมนผลภาคสนาม กบเสนทางน าไหลต าแหนง ประต 1 เทคโนสรนาร

สรป

พนทสวนใหญทเกดน าทวมขงมาจากเหตผลคอเปนพนททเปนทางระบายน าตามธรรมชาต เมอความเจรญของเมองเขามา มการกอสรางถนน อาคาร และโครงการจดสรรตางๆ ซงไปกดขวางทางไหลของน า ท าใหเกดการทวมขงในพนท การฝงทอระบายน าตามขนาดทเหมาะสมกบปรมาณน า เพอขามแนวถนนทขดขวาง และใหตรงต าแหนงจดรวมน าของทางน าไหล จงเปนแนวทางทชวยการระบายน าได อกกรณหนงคอเมอน าสามารถขามไปไดแลวตองมเสนทางการระบายออกจากพนททเหมาะสมตอไป เหตผลอกประการหนงคอการระบายน าตามแนวถนน แลวไปรวมกนบรเวณสแยก เพอลงทอน าใหญตามแนวสายหลกของการระบายน า เปนธรรมชาตทน าตามสายรองจะตองชะลอความเรวเพอรอการระบายน าจากเสนทางหลกกอนแลวจงระบายน าตามสายรอง ประการสดทายคอการวางทอตามแนวถนนซงโดยปกตในการกอสรางจะวางเปนระดบเดยวกบแนวถนน แตในบางจดทเปนเสนทางถนนผานแนวภมประเทศทเปนแองกระทะ มการยกตวของถนนสวนปลาย ซงอาจเปนสาเหตทท าใหเกดน าทวมขงได การเจาะระบายน าออกจากพนทตามแนวระบายน าโดยทอลอดทมขนาดเหมาะสมกบปรมาณน าตามพนทรบน า จะท าใหการระบายน าไดดขน

รายงานฉบบนเปนสวนหนงเพอแสดงใหเหนความคบหนาตามวตถประสงคขอหนงและขอสาม ในขนตอนตอไป จะไดวเคราะหพนทรบน ารวมกบตวแปรตางๆเพอใหไดปรมาณน าทใกลเคยงกบความเปนจรงมากทสด โดยมองโจทกแบงออกเปนสองสวนคอ สวนแรกดศกยภาพของน าทไหลเขาแกมลงตลอดล าพระเพลง และสวนทสองคอปรมาณน าทไหลเขาต าแหนงน าทวมเพออาจเปนขอมลใหกบส านกงานระบายน าสวนทองถนไดน าไป พจารณาแกไขปญหาแตละต าแหนงตอไป