Tradicionālās topogrāfijas vrs. LiDAR. Precizitāte, laiks un izmaksas.

Vai darbs ar LiDAR varētu būt precīzāks nekā ar parasto topogrāfiju? Ja tas samazina laiku, kādā procentuālā daudzumā? Cik tas samazina izmaksas?

Laiki noteikti ir mainījušies. Es atceros, kad mērnieks Felipe, kurš veica manu lauku darbu, ieradīsies ar 25 lappušu garu šķērsgriezumu piezīmju grāmatiņu, lai ģenerētu kontūru kartes. Es nedzīvoju interpolēšanas laiku uz papīra, bet es atceros, ka to darīju ar AutoCAD, vēl neizmantojot Softdesk. Tāpēc es interpolēju ar Excel, lai zinātu, kādā attālumā novietot pacēlumu starp diviem pacēlumiem, un šie punkti tika novietoti uz dažādu krāsu un līmeņu slāņiem, lai beidzot savienotu tos ar polilīnijām, kuras es pārveidoju par līknēm.

Kaut arī kabineta darbs bija traks, tas nebija māksla, ja vēlaties, lai jums būtu pietiekami daudz datu, lai veiktu pieņemamu modelēšanu, kad altimetrija bija neregulāra. Tad nāca SoftDesk, AutoCAD Civil3D priekštecis, kas vienkāršoja kabinetu, un Felipe vienā no maniem kursiem mācījās izmantot kopējo staciju, kas samazināja laiku, palielināja punktu skaitu un, protams, precizitāti.

Posms Civilās izmantošanas beztaras kuģi izjauc jaunas paradigmas, ievērojot līdzīgu loģiku: pretestība mērījumu paņēmienu izmaiņām vienmēr cenšas samazināt izmaksas un garantēt precizitāti. Tāpēc šajā rakstā mēs analizēsim divas tur dzirdētās hipotēzes:

1. hipotēze: Apsekošana ar LiDAR samazina laiku un izmaksas.

2. hipotēze: Topogrāfija ar LiDAR noved pie precizitātes zuduma.

Eksperimentālais gadījums

Žurnāls ALL sistematizēja darbu, kurā tika veikts darbs dambja datu apsekojumā, izmantojot parasto metodi 40 kilometru garumā. Atsevišķi, otrajā darbā pēc dažām dienām tas tika izstrādāts, izmantojot LiDAR topogrāfiju pa tā paša aizsprosta 246 kilometriem. Lai gan posmi nebija vienādi pēc attāluma, ekvivalents posms tika pielīdzināts, lai veiktu salīdzinājumu līdzīgos apstākļos.

Parastā topogrāfija

Topogrāfiskā izpēte tika savākta šķērsgriezumos ik pēc 30 metriem, sakrītot ar esošajām stacijām. Šķērsvirziena punkti tika veikti attālumos, kas mazāki par 4 metriem.

Darbs tika ģeoreferēts ar ģeodēziskā tīkla punktiem, kas tika apstiprināti ar ģeodēzisko GPS pa asīm, un no tiem šķērsvirziena punkti tika apsekoti, izmantojot virtuālo atsauces staciju un RTK kombināciju. Bija nepieciešams veikt papildu punktus īpašās slīpuma un formas maiņas vietās, lai nodrošinātu digitālā modeļa konsekvenci.

Atlikušās atšķirības starp pazīstamiem punktiem un GPS iegūtās koordinātas bija tās, kas norādītas tabulā un apstiprināja ka parastā pacelšana ir ļoti precīza.

LiDAR aptauja

Tas tika darīts ar autonomu vienību, kas lidoja 965 metru augstumā, ar blīvumu 17.59 punkti uz kvadrātmetru. Viņi atguva 26 zināmos kontrolpunktus un šķērsoja tos pret vēl 11 pirmās kārtas punktiem, kas tika nolasīti ar ģeodēzisko GPS.

Ar šiem 37 punktiem tika veikta LiDAR datu korekcija. Lai gan tas nebija vajadzīgs, jo UAV, kas aprīkots ar GPS uztvērēju un kuru kontrolē bāzes stacijas, iegūtās koordinātas visu laiku ieguva vismaz 6 redzamus satelītus un PDOP bija mazāks par 3. Attālumi līdz bāzes stacijai nekad nebija lielāki par 20 kilometri.

65 papildu kontrolpunktu komplekts kalpoja, lai pārbaudītu LiDAR datu precizitāti. Attiecībā uz šiem punktiem tika iegūti šādi vertikālie precizitātes:

Pilsētas teritorijā: 2.99 cm. (9 atzīmes)

Atklātā laukā vai zemā zālē: 2.99 cm. (38 punkti)

Mežā: 2.50 cm. (3 punkti)

Krūmos vai augstā zālē: 2.99 cm. (6 punkti)

Attēlā redzama liela blīvuma atšķirība starp punktiem, kas ņemti ar LiDAR, pret zaļiem trijstūriem atzīmētajiem šķērsgriezumiem.

Precizitātes atšķirības

Atzinums ir vairāk nekā interesants, pretēji hipotēzei, ka LiDAR aptauja nesasniedz parastās aptaujas precizitāti. Tālāk ir norādītas RMSE vērtības (vidējā kvadrāta kļūda), kas ir kļūdas parametrs starp tvertajiem datiem un atsauces kontrolpunktiem.

Laika atšķirības

Ja iepriekš minētais ir pārsteigts, skatiet, kas notika laika ziņā salīdzinājumā ar LiDAR metodi un tradicionālo metodi:

Datu vākšana laukā ar LiDAR bija tikai 8%.

• Ministru kabineta darbs bija tikai 27%.
• Summējot stundas lauka lidojums + skapis + LIDAR pret lauka datiem + kabineta convenicional topogrāfijas, LIDAR nepieciešams tikai 19%.

Rezultātā 123 darba stundas uz parasto topogrāfijas kilometru samazināja līdz tikai 4 stundām uz kilometru.

Turklāt, ja iegūto punktu kopums tiek sadalīts starp laiku, kas patērēts uztveršanas un kabineta procesos, parastā metode iegūst 13.75 punktus stundā, salīdzinot ar 7.7 miljonu punktiem uz LiDAR stundu.

Laika atšķirības

Šo moderno iekārtu izmaksas, ja šie sensori uztver šo punktu daudzumu, liek domāt, ka darbam jābūt dārgākam. Bet praksē mobilizācijas laika un izdevumu samazināšana, ko nozīmē tradicionālā topogrāfija, Gala izmaksas klientam ir 246 71 kilometri bija ar LIDAR% mazāks nekā kopējās izmaksas 40 kilometru parasto topogrāfija!.

Šķiet neticami, bet cena uz vienu lineāro kilometru ar LiDAR bija tikai 12% salīdzinājumā ar parasto topogrāfiju.

Secinājums

Vai LiDAR topogrāfija pilnībā aizstāj tradicionālo topogrāfiju? Ne kopumā, jo darbs ar LiDAR vienmēr aizņem zināmu kontrolpunktu topogrāfiju, taču var secināt, ka ar visām izmaksu, produkta kvalitātes un laika priekšrocībām darbs ar LiDAR rada rezultātus ar gandrīz tādu pašu topogrāfijas precizitāti vispārpieņemtais.

Vienmēr būs plusi un mīnusi; parastās topogrāfijas augstā precizitāte ir nostalģiska, taču sarežģījumi, pieprasot atļauju iekļūt privātīpašumos, risks atrasties neregulāros objektos, nepieciešamība pēc atstarpēm augstās zāles un šķēršļu priekšā ... tas ir nenormāli. Protams, meža seguma blīvums rada arī trūkumus LiDAR gadījumā, arī tie nav vienādi attiecību parametri starp ārkārtīgi maziem projektiem.

Noslēgumā mēs esam priecīgi zināt, kā tehnoloģija ir attīstījusies tik lielā mērā, ka lieliem projektiem, piemēram, izvirzītajiem, ir jābūt atvērtiem prātam un vēlmei izvēlēties jaunus un radošākus topogrāfijas veidus.