LOCATION BUSINESS FORUM 2018

Transkriptio

1 LOCATION BUSINESS FORUM 2018 KAMERA VAI LASERKEILAIN; RPAS TIEDONKERUU MAASTOMALLIHANKKEESSA Tripodi Finland Oy Juha Liimatainen Founder & COO

2 Kamera vai laserkeilain? Tuttu dilemma 15 vuoden takaa. Vai onko sittenkään? RPAS puolella valintaongelma omanlainen: Kumpi kahdella eri menetelmällä tuotetuista 3D pistepilvestä on....tarkempi?..havainnollisempi?..edullisempi?.. eli käyttökelpoisempi hankkeessa? Vs. Miksi on valittava? Miksi ei molemmat? - aineiston tarve - hinta - laitteiston rajoitukset o lentoaika o lentoonlähtöpaino

3 RPAS tiedonkeruu Remotely Piloted Aircraft System = kauko-ohjatun ilma-aluksen käytön kokonaisjärjestelmä Tiedonkeruumenetelmät yleistyvät ja monipuolistuvat vauhdilla: Rgb kuvaus; still-kuvat ja videot Lidar Lämpökamerat, multi- ja hyperspektrikamerat jne Sensorit usein kehitetty muuhun tarkoitukseen, mutta valjastettu myös kartoituskäyttöön. Digikamerat ja osa laserkeilaimistakin massatuotettuja kuluttajatuotteita Kehitys nopeaa Hinnat laskee Suorituskyky paranee (?)

4 Miksi RPAS? Se tärkein kysymys. Miksi? Eikö perinteinen, miehitetyistä ilma-aluksista tehty tiedonkeruu toimi? Eiko maastomittaus ole aina tarkin? Entäpä mobiilikartoitus? Olosuhteet ennen RPAS:n etuja: Tehokkuus ja nopeus. Helppokäyttöisyys Olosuhteet nyt Edullisuus Dokumentoiva tiedonkeruu. TIETURVA!!!

5 RPAS tiedonkeruun haasteet TARKKUUS Voidaanko a) järjestelmä-ja kompaktikameroilla b) Usein muuhun tarkoitukseen suunitelluilla laserkeilaimilla c) ja usein vaatimattomilla satelliittipaikantimilla ja inertiayksiköillä päästä riittävään mallinnustarkkuuteen?!? TOIMINTASÄDE JA AIKA LAINSÄÄDÄNTÖ JA OHJEISTOT

6 Maastomalli; Dinosaurus Mittausala ollut vuosiakaudet teknologisessa myllerryksessä. Laitteistot ja ohjelmistot uudistuvat jatkuvasti. Mutta yksi on ja pysyy ( vaikka nimi vaihtuu) Geonic -malli, micronic formaatti, tielaitosmalli, LiVin infra maastotietomalli Esitelmöijän kokemus maastomalleista maastomalliformaatin mittainen. 80 luvun puolella kesäduuni VT3 työmaalla Linjaseipäät, mittanauha, kulmaprisma, ruutuvihko ja vesuri. Sekä sensorina vaaituskoje. Pian myös takymetrit mukaan päivittäiseen työhön. 90 luvulla GPS mullistus 2000 luvun laajanformaattiset digikamerat ja laserkeilaimet Viimeisen parin vuoden aikana myös RPAS kuvauksia keilauksia. Tekotapa muuttu, lopputuote aina sama!

7 RPAS; Soveltuvuus maastomalleihin Tripodi ja Geotrim Oy yhteistyössä selvittämään asiaa. Geotrimilta laitteisto ja perehdytys. Tripodilta analysointi väyläsuunnittelun maastomallihankkeissa tuotannossa. Kuvapuolella jo kattava analysointi v.2017 Case:Porvoo ; nyt pääkohteena RPAS laserkeilaus, kuvausta unohtamatta. Laserkeilauskamppanja toteutettiin eri maastomallihankkeissa keväällä Ilma-aluksena Geodrone X4L Kamera Sony a6300 (APS-C) Keilain YellowScan Surveyor

8 Geodrone

9 - Sony Exmor CMOS APS-C kenno - 24 mpix - Erittäin nopea tarkennus ja valotus Sony Alpha 6300

10 YellowScan Surveyor 1,6 kg Velodyne Puck, VLP 16 ja APX 15 Keilauskulma 360 Max. Keilausleveys 175 m Keilaustaajuus 300 khz Max. Kaikujen määrä 2 Operointikorkeus 10 60m Suhteellinen / Abs. tarkkuus 4 / 5cm YellowScan Surveyor

11 Tarkasteluhanke: Hyvinkää, Kytäjä Tarkasteluhankkeena Hyvinkään kaupungille tehty maastomallihanke. LiVin mittausohjetta 18/2017 noudattaen Pyorätien suunnittelun lähtötiedoksi. Vaihteleva kasvillisuusolosuhde pelloista kalliomaastoon ja tiheisiin metsiin. RPAS keilaus ja kuvaus. Maastomallin vektorointi RPAS tiedonkeruulla tuotettuja aineistoja hyödyntäen Maastotäydennykset ja kattava tarkistus

12 Työnkulku Työn kulku: laserkeilauspistepilvi Lentojen suunnittelu Videodronen Groundstation v vähintään kaksi vierekkäistä linjaa Keilauslento Geodrone X4L + Yellowscan Surveyor 50 metristä, 4 m/s, noin 100 pts/m2 Jälkilaskenta Tarkka lentorata; Applanix PosPac UAV Pistepilvi; Yellowscan Jonosovitus, luokittelu; TerraMatch ja TerraScan Vektorointi Microstation / Terran softaperhe Työn kulku: ilmakuvapistepilvi Lentojen suunnittelu Videodronen Groundstation v vähintään neljä vierekkäistä linjaa Keilauslento Geodrone X4L + Sony a metristä, 6 m/s, GSD 1.5 cm Jälkilaskenta Ilmakolmiointi; Pix4D Pistepilvi ja orto; Pix4D Luokittelu; TerraScan Vektorointi Microstation / Terran softaperhe

13 Soveltuvuus maastomalleihin Ylempi kuva: Ortokuva ja tutkittavan alueen rajaus Alempi kuva: Lisäksi laserpistepilven maanpinnan pisteet (ruskea) ja ilmakuvapistepilven maanpinnan pisteet (lila)

14

15 Soveltuvuus Tyypillinen vektorointiympäristö laserpistepilvestä Intensiteettikuva + pintamalli

16 Soveltuvuus Tyypillinen vektorointiympäristö ilmakuvapistepilvestä Ortokuva + pintamalli

17 Tarkkuuksista: Poikkileikkaustarkastelu: Ylempi kuva lidarpistepilvi Alempi kuva ilmakuvapistepilvi

18 Tarkkuuksista: Poikkileikkaustarkastelu: Ylempi kuva lidarpistepilvi, - kaikki pisteet - kohina keskimäärin 7-8 cm - ei merkittäviä piikkejä Alempi kuva Ilmakuvapistepilvi - kaikki pisteet - kohina keskimäärin 3-4 cm - piikit max. 30 cm.

19 Tarkkuuksista: Poikkileikkaustarkastelu: Ylempi kuva lidarpistepilvi, - maanpinnan pisteet Alempi kuva Ilmakuvapistepilvi - maanpinnan pisteet

20 Tarkkuuksista: Poikkileikkaustarkastelu: Laserpistepilven ja ilmakuvapistepilven maanpinnat - Keskimääräinen ero 2-3 cm - Kuvapistepilvessä piikit alaspäin maalauksien kohdalla. - rankempi suodatus tarpeen. - vektoroinnissa piirtäjän ammattaitaidolla oikeat rekisteröintikohdat.

21 Tasotarkkuus Geometrinen tarkkuus tasossa: Ylempi kuva Laserpistepilvi intensiteetin mukaan värjättynä Alempi kuva Ilmakuvapistepilvi rgb-arvon mukaan värjättynä Erot Ei havaittavaa eroa tasotarkkuudessa eri menetelmien välillä. Luonnollista, sillä tiheä kuva- ja jonoliitos ja sovitus samoihin tukipisteisiin.

22 Yhteenvetona tarkkuuksista KOVAT PINNAT: Laser- ja ilmakuvapistepilvi hankekoordinatistoon noin 3 senttimetrin tarkkuudella. Laserkeilaus - intesiteetti Mahdollistavat tarkan maastomallin tuottamisen. PEHMEÄT PINNAT: Kasvillisuus vaikuttaa voimakkaasti tarkkuuteen. Laserpistepilvestä kohtuullisesti osumia melko tiheäänkin metsään. Ilmakuvaus - rgb värjäys Ilmakuvapistepilvi toimii varauksella puuston reuna-alueilla ja lehtimetsissä ennen lehden tuloa. Kumpikin menetelmä jää aluskasvillisuuteen. Oikea aika tiedonkeruulle on kevät!

23 Yhteenvetona tarkkuuksista Vaadittuihin ja esitettyihin tarkkuuksiin pääseminen edellyttää: tiheää ja tarkkaa maastotukipisteistöä huolellisesti valittuja lento- ja jälkilaskentaparametreja Pistepilven suodatuksella ja luokituksella suuri merkitys tarkkuuteen. Terrasolidin ohjelmistot tässä lyömätön apu. Laaja ja riippumaton laadunvarmistus mallinnuksen jälkeen välttämätöntä. Ja ehkäpä kaikkein tärkeimpänä tarkkuustekijänä kokeneet ja rutinoituneet työntekijät!

24 Ruusut ja risut Ilmakuvapistepilvi [Sony a6300] Plussat: + tarkkuus riittää kovilla pinnoilla + kuvien ja rgb värin vuoksi usein havainnolisempi, kuin laserpistepilvi + yksityiskohtaisempi pistepilvi + keilaimeen verrattuna edullinen Miinukset: ei juurikaan tuloksia kasvillisuuden joukosta tämä tuskin tulee muuttumaankaan Laserpistepilvi [YellowScan Surveyor] Plussat: + tarkkuus riittää kovilla pinnoilla + tietyin varauksin myös metsissä Laserkeilaus - intesiteetti + pistepilven prosessointi ja mallit erittäin nopeasti valmiiksi + väyläsuunnittelun maastomallia hieman karkeamman tarkkuustason tuotteetilmakuvaus valmiiksi lähes lennosta - rgb värjäys Miinukset: ei vielä isojen ilmakeilaimien tasolla kasvillisuuden peittämillä alueilla käytännössä yksi paluukaiku, ei kaikkia yksityiskohtia pistepilveen.

25 Johtopäätökset RPAS kamera vai laserkeilain maastomallihankkeessa? Mieluiten molemmat! Toimivat hyvin kovilla pinnoilla. Kasvillisuus haasteena varsinkin kuvauksessa. Maastotyön määrä molemmissa menetelmissä vielä iso. Laserkeilaimet tulevat kehittymään nopeasti. Pullonkaulana tehokkaimmille keilaimille sekä yhdistelmille on paino ja virran tarve => lentoaika. Työssä käytetty drone, keilain ja järjestelmäkamera mahdollistavat pitkät lentoajat ja ovat siksi tehokkaita. Huolellisesti toteutettuna myös tarkkuus saadaan vastaamaan koviakin vatimuksia.

26 Kiitos! Lisätietoja aiheesta: Juha Liimatainen, puh