Dodaj
WyróżnionyInżynieriaMoi egeomatestopografia

Tradycyjna topografia vrs. LiDAR. Dokładność, czas i koszty.

Wykonywanie pracy z LiDAR może być bardziej dokładne niż w konwencjonalnej topografii? Jeśli zmniejszy to czasy, w jakim procentie? Ile to obniża koszty?

 

Czasy zdecydowanie się zmieniły. Pamiętam, jak Felipe, geodeta, który wykonywał moje prace terenowe, przyszedł z 25-stronicowym notatnikiem z przekrojami do generowania map konturowych. Nie przeżyłem czasu interpolacji na papierze, ale pamiętam, że robiłem to z AutoCADem bez użycia Softdesk. Więc interpolowałem z Excelem, aby wiedzieć, w jakiej odległości umieścić elewację między dwiema elewacjami, a te punkty zostały umieszczone na warstwach o różnych kolorach i poziomach, aby ostatecznie połączyć je z poliliniami, które przekształciłem w krzywe.

Chociaż praca z szafkami była szalona, ​​nie porównywano jej z pracą w terenie, która była sztuką, jeśli chcesz mieć wystarczająco dużo danych, aby wykonać akceptowalne modelowanie, gdy wysokościomierz był nieregularny. Potem pojawił się SoftDesk, poprzednik AutoCAD Civil3D, który uprościł obudowę, a Felipe był na jednym z moich kursów, ucząc się obsługi tachimetru, co skróciło czas, zwiększyło ilość punktów i oczywiście precyzję.

Na scenie trutnie do użytku cywilnego przełamuje nowe paradygmaty, kierując się podobną logiką: odporność na zmiany technik geodezyjnych zawsze ma na celu redukcję kosztów i gwarancję precyzji. W tym artykule przeanalizujemy dwie hipotezy, które tam usłyszeliśmy:

Hipoteza 1: pomiary za pomocą LiDAR zmniejszają czas i koszty.

Hipoteza 2: Pomiary przy pomocy LiDAR pociągają za sobą utratę precyzji.

 

Sprawa eksperymentalna

Magazyn POB usystematyzował pracę, w której prowadzono prace polegające na badaniu danych grobli, metodą konwencjonalną na przestrzeni 40 kilometrów. Oddzielnie, w drugiej pracy kilka dni później, został opracowany przy użyciu topografii LiDAR wzdłuż 246 kilometrów tej samej tamy. Chociaż odcinki nie były równe pod względem odległości, zrównano sekcję równoważną, aby dokonać porównania w podobnych warunkach.

 

Konwencjonalna topografia

Badanie topograficzne zbierano w przekrojach co 30 metrów, pokrywających się z istniejącymi stacjami. Punkty poprzeczne zostały pobrane z odległości mniejszych niż 4 metry.

W pracy dokonano georeferencji z punktami sieci geodezyjnej, które zostały sprawdzone za pomocą geodezyjnego GPS wzdłuż osi, a na tej podstawie pomiary punktów krzyżowych przy użyciu kombinacji wirtualnych stacji referencyjnych i RTK. Aby zapewnić spójność modelu cyfrowego, należało wziąć dodatkowe punkty w miejscach o specjalnych nachyleniach i zmianach kształtu.

zajmować się topografią

 

Różnice szczątkowe między znanymi punktami a współrzędnymi otrzymanymi przez GPS były te, które przedstawiono w tabeli, potwierdzając że konwencjonalne podnoszenie jest bardzo dokładne.

 

  Maksymalne resztki Minimalny kwadrat szczątkowy
Poziomy 2.35 cm. 1.52 cm.
Pionowy 3.32 cm. 1.80 cm.
Trójwymiarowy 3.48 cm. 2.41 cm.

 

Badanie LiDAR

Dokonano tego za pomocą jednostki autonomicznej lecącej na wysokości 965 metrów, o gęstości 17.59 punktów na metr kwadratowy. Odzyskali 26 znanych punktów kontrolnych i skrzyżowali je z dodatkowymi 11 punktami pierwszego rzędu, które zostały odczytane za pomocą geodezyjnego GPS.

Z tymi 37 punktami dokonano dopasowania danych LiDAR. Chociaż nie było to konieczne, ponieważ współrzędne pobierane przez UAV, który jest wyposażony w odbiornik GPS i kontrolowany przez stacje bazowe, uzyskiwał przez cały czas minimum 6 widocznych satelitów i PDOP mniejszy niż 3. Odległości do stacji bazowej nigdy nie były większe niż 20 kilometrów.

Zestaw 65 dodatkowych punktów kontrolnych służył do weryfikacji dokładności danych LiDAR. W odniesieniu do tych punktów uzyskano następujące precyzje wertykalne:

W mieście: 2.99 cm. (9 punktów)

Na otwartym polu lub niskiej trawie: 2.99 cm. (38 pkt.)

W lesie: 2.50 cm. (3 punkty)

W krzakach lub w wysokiej trawie: 2.99 cm. (6 punktów)

 

zajmować się topografią

 

Na zdjęciu widoczna jest duża różnica gęstości między punktami z LiDAR a przekrojami zaznaczonymi na zielonych trójkątach.

 

Różnice w precyzji

Odkrycie jest więcej niż interesujące, wbrew hipotezie, że badanie LiDAR nie osiąga precyzji konwencjonalnego badania. Poniżej przedstawiono wartości RMSE (średni kwadratowy błąd), który jest parametrem błędu między przechwyconymi danymi a referencyjnymi punktami kontrolnymi.

 

Konwencjonalna topografia Podnoszenie LiDAR
1.80 cm. 1.74 cm.

 

Różnice w czasie

Jeśli powyższe zdziwienie nas zaskoczyło, sprawdź, co się wydarzyło w kategoriach redukcji czasu w sposób porównawczy między metodą LiDAR a tradycyjną metodą:

Zbieranie danych w polu z LiDAR było tylko 8%.

  • Praca w szafie to tylko 27%.
  • Podsumowując pole + lot + godziny szafkowe LiDAR przeciwko danych terenowych + tradycyjna szafka topograficzna, LiDAR wymagało tylko 19%.

 

zajmować się topografią

W rezultacie godziny pracy 123 na kilometr konwencjonalnej topografii zostały zredukowane do zaledwie 4 godzin na kilometr.

Ponadto, jeśli łączna liczba punktów przechwytywania jest podzielona między czasochłonny w procesach przechwytywania i szafy, konwencjonalna metoda uzyskała punkty 13.75 na godzinę, a 7.7 milion punktów na godzinę LiDAR.

 

Różnice w czasie

Koszt tego nowoczesnego sprzętu, z tymi czujnikami wychwytującymi tę liczbę punktów, sugeruje, że praca musi być droższa. Ale w praktyce, redukcja czasu mobilizacji i kosztów, które pociągają za sobą konwencjonalne pomiary, Ostateczny koszt klienta 246 km spowodował, że LiDAR 71% był niższy niż całkowity koszt kilometrów 40 z tradycyjną topografią!

Wydaje się niewiarygodne, ale cena za kilometr liniowy z LiDAR wynosił zaledwie 12% w porównaniu z konwencjonalną topografią.

 

Konkluzja

Czy topografia LiDAR całkowicie zastępuje tradycyjną topografię? Nie do końca, ponieważ praca z LiDAR zawsze zajmuje jakąś topografię dla punktów kontrolnych, ale można stwierdzić, że przy wszystkich zaletach kosztów, jakości produktu i czasu, praca z LiDAR generuje wyniki z niemal taką samą precyzją topografii standardowy.

Zawsze będą zalety i wady; wysoka precyzja konwencjonalnej topografii jest nostalgiczna, ale komplikacje związane z prośbą o pozwolenie na wejście do prywatnych posesji, ryzyko lokalizacji w nieregularnych miejscach, potrzeba tworzenia luk w wysokiej trawie i przeszkód… to szaleństwo. Oczywiście gęstość zalesienia ma też swoje wady w przypadku LiDAR-a, nie są to też te same parametry zależności między skrajnie małymi projektami.

 

Podsumowując, cieszymy się, że technologia postępuje tak, że w przypadku dużych projektów, takich jak podniesione, konieczne jest otwarcie umysłu i chęć wyboru nowych i bardziej twórczych sposobów wykonywania topografii.

Golgiego Alvareza

Pisarz, badacz, specjalista w zakresie modeli zarządzania gruntami. Uczestniczył w konceptualizacji i wdrażaniu modeli takich jak: Krajowy System Zarządzania Nieruchomościami SINAP w Hondurasie, Model Zarządzania Wspólnymi Gminami w Hondurasie, Zintegrowany Model Zarządzania Katasterem – Rejestr w Nikaragui, System Administracji Terytorium SAT w Kolumbii . Redaktor bloga wiedzy Geofumadas od 2007 roku i twórca Akademii AulaGEO, która obejmuje ponad 100 kursów z zakresu GIS - CAD - BIM - Digital Twins.

Powiązane artykuły

Komentarze 8

  1. Dzień dobry przyjaciele…. Jeśli chodzi o wykorzystanie dronów do generowania ankiet ... jaki byłby czujnik i / lub sprzęt wskazany do badania dużego obszaru (1000 ha lub więcej) z gęstą lub bardzo gęstą roślinnością? gdzie dostęp jest bardzo utrudniony.
    Doskonały artykuł !!

  2. Bardzo dobra informacja i daje mi lepszy widok tej technologii, stwierdzono również, że dla wzorów jest doskonałym narzędziem, ale doświadczenia w wykonywaniu konwencjonalnych geodezji z tachimetrów trwa wielkie znaczenie, wymagające dokonać wielu korekt linii podstawy wymiarów i współrzędnych, które dają wymaganą presję dla projektu w fazie realizacji, gdzie wymagane są parametry poniżej 0.05m błędu. Pozdrowienia

  3. JOHAM

    Lubię dużo zastrzeżeń, co do których kwestionuje się, jeśli można uzyskać taką samą precyzję.

  4. Ważne jest poznanie rzeczywistości w wysoce zaludnionych środowiskach miejskich, ponieważ nie wszystkie typy projektów mogą uogólniać precyzyjne i czasowe.

  5. Świetny artykuł… !!! Myślę, że jest to pytanie, które wszyscy mamy w pewnym momencie

  6. Dziękuje za wyjaśnienie z pytaniem, który byłby najbardziej dokładny
    DOBRY SKŁADKI

Zostaw komentarz

Twój adres e-mail nie zostanie opublikowany.

Ta strona używa Akismet do redukcji spamu. Dowiedz się, jak przetwarzane są dane komentarza.

Powrót do góry przycisk