Topograffi traddodiadol vrs. LiDAR. Cywirdeb, amser a chostau.

Gallai gwneud swydd gyda LiDAR fod yn fwy cywir nag â thopograffeg confensiynol? Os yw'n lleihau amseroedd, pa ganran? Faint mae'n lleihau costau?

Mae'r amseroedd wedi newid yn bendant. Rwy'n cofio pan ddaeth Felipe, syrfëwr a wnaeth fy ngwaith maes, gyda llyfr nodiadau 25 tudalen o groestoriadau i gynhyrchu mapiau cyfuchlin. Ni wnes i fyw'r amser o ryngosod ar bapur ond rwy'n cofio ei wneud gydag AutoCAD heb ddefnyddio Softdesk eto. Felly mi wnes i ryngosod ag Excel i wybod ar ba bellter i osod y drychiad rhwng y ddau ddrychiad, a gosodwyd y pwyntiau hyn ar haenau o wahanol liwiau a lefelau, i ymuno â nhw o'r diwedd â pholylinau y gwnes i eu troi'n gromliniau.

Er bod y gwaith cabinet yn wallgof, ni chafodd ei gymharu â'r gwaith maes a oedd yn gelf, os oeddech chi am gael digon o ddata i wneud modelu derbyniol pan oedd yr altimetreg yn afreolaidd. Yna daeth SoftDesk, rhagflaenydd AutoCAD Civil3D a symleiddiodd y cabinet ac roedd Felipe yn un o fy nghyrsiau yn dysgu sut i ddefnyddio gorsaf gyfan, a oedd yn lleihau amser, yn cynyddu nifer y pwyntiau ac wrth gwrs yn fanwl gywir.

Y llwyfan drones ar gyfer defnydd sifil yn torri paradeimau newydd, o dan resymeg debyg: Mae gwrthsefyll newid mewn technegau arolygu bob amser yn ceisio lleihau costau a gwarantu manwl gywirdeb. Felly yn yr erthygl hon byddwn yn dadansoddi dau ragdybiaeth yr ydym wedi'u clywed yno:

Rhagdybiaeth 1: Mae arolygu gyda LiDAR yn lleihau amser a chostau.

Rhagdybiaeth 2: Mae topograffi gyda LiDAR yn arwain at golli manwl gywirdeb.

Yr achos arbrofol

Y cylchgrawn POB systemateiddio gwaith lle gwnaed gwaith yn yr arolwg data o drochi, gan ddefnyddio'r dull confensiynol dros 40 cilomedr. Ar wahân, mewn ail waith ychydig ddyddiau'n ddiweddarach fe'i datblygwyd gan ddefnyddio topograffi LiDAR ar hyd 246 cilomedr o'r un argae. Er nad oedd yr adrannau'n gyfartal o ran pellter, roedd yr adran gyfatebol yn cyfateb i wneud cymhariaeth o dan amodau tebyg.

Topograffeg confensiynol

Casglwyd yr arolwg topograffig mewn croestoriadau bob 30 metr, gan gyd-fynd â gorsafoedd presennol. Cymerwyd y pwyntiau trawsdoriadol ar bellteroedd llai na 4 metr.

Roedd y gwaith yn georeferenced gyda phwyntiau o'r rhwydwaith geodetig, a ddilyswyd gyda GPS geodetig ar hyd yr echelinau, ac o'r rhain arolygwyd y pwyntiau trawsdoriadol gan ddefnyddio cyfuniad o orsafoedd cyfeirio rhithwir a RTK. Roedd yn rhaid cymryd pwyntiau ychwanegol mewn safleoedd newid llethrau a siapio arbennig i sicrhau cysondeb y model digidol.

Y gwahaniaethau gweddilliol rhwng y pwyntiau hysbys a'r cydlynu a gafwyd gan y GPS oedd y rhai a ddangosir yn y tabl, gan gadarnhau bod codi arian confensiynol yn gywir iawn.

Arolwg LiDAR

Gwnaethpwyd hyn gydag Uned Ymreolaethol yn hedfan ar uchder o 965 metr, gyda dwysedd o 17.59 pwynt y metr sgwâr. Fe wnaethant adfer 26 pwynt rheoli hysbys a'u croesi yn erbyn 11 pwynt gorchymyn cyntaf ychwanegol a ddarllenwyd gyda GPS geodetig.

Gyda'r 37 pwynt hyn gwnaed ffit data LiDAR. Er nad oedd yn angenrheidiol oherwydd bod y cyfesurynnau a gymerwyd gan yr UAV sydd â derbynnydd GPS ac a reolir gan orsafoedd sylfaen, wedi sicrhau o leiaf 6 lloeren weladwy a PDOP o lai na 3. Nid oedd y pellteroedd i'r orsaf sylfaen erioed yn fwy na 20. yr XNUMX cilomedr.

Cyflwynodd set o 65 o bwyntiau gwirio ychwanegol i ddilysu cywirdeb y data LiDAR. O ran y pwyntiau hyn, cafwyd y manylion fertigol canlynol:

Mewn ardal drefol: 2.99 cm. (9 marc)

Mewn cae agored neu laswellt isel: 2.99 cm. (38 pwynt)

Mewn coedwig: 2.50 cm. (3 phwynt)

Mewn llwyni neu laswellt tal: 2.99 cm. (6 phwynt)

Mae'r ddelwedd yn dangos y gwahaniaeth mawr mewn dwysedd rhwng y pwyntiau a gymerwyd â LiDAR yn erbyn y croes-adrannau a farciwyd mewn trionglau gwyrdd.

Gwahaniaethau mewn Precision

Mae'r canfyddiad yn fwy na diddorol, yn groes i'r rhagdybiaeth nad yw arolwg LiDAR yn cyrraedd manwl gywirdeb arolwg confensiynol. Mae'r canlynol yn werthoedd RMSE (Gwall sgwâr cymedrig gwreiddiau), sef y paramedr gwall rhwng y data a ddaliwyd a'r pwyntiau gwirio cyfeirio.

Gwahaniaethau mewn Amser

Os yw'r uchod wedi ein synnu, gwelwch yr hyn a ddigwyddodd o ran lleihau amser mewn modd cymharol rhwng y dull LiDAR a'r dull traddodiadol:

Dim ond y 8% oedd casglu data yn y maes gyda LiDAR.

• Dim ond 27% oedd gwaith y Cabinet.
• Yn crynhoi'r maes + hedfan + oriau cabinet LiDAR yn erbyn y data maes + Cabinet topograffeg confensiynol, mae angen LiDAR yn unig ar y 19%.

O ganlyniad, cafodd yr oriau gwaith 123 fesul cilomedr o topograffeg confensiynol eu lleihau i 4 awr yn unig bob cilomedr.

Yn ogystal, os yw cyfanswm y pwyntiau a ddaliwyd yn cael ei rannu rhwng yr amser a ddefnyddir yn y prosesau cipio a chabinet, mae'r dull confensiynol a gafwyd o bwyntiau 13.75 yr awr, yn erbyn 7.7 miliwn o bwyntiau yr awr o LiDAR.

Gwahaniaethau mewn Amser

Mae costau'r offer modern hyn, gyda'r synwyryddion hyn yn dal y nifer fawr o bwyntiau, yn awgrymu bod yn rhaid i'r gwaith fod yn ddrytach. Ond yn ymarferol, lleihau amseroedd a threuliau symud y mae topograffi confensiynol yn eu awgrymu, Canlyniad y gost derfynol i gwsmer y cilomedr 246 oedd LiDAR 71% yn is na chyfanswm cost y cilomedr 40 â thopograffeg confensiynol!

Mae'n ymddangos yn anhygoel, ond y pris fesul cilomedr linear gyda LiDAR oedd 12 yn unig o'i gymharu â thopograffeg confensiynol.

Casgliad

A yw topograffi LiDAR yn disodli topograffi traddodiadol yn llwyr? Ddim i gyd, gan fod y gwaith gyda LiDAR bob amser yn meddiannu rhywfaint o dopograffeg ar gyfer pwyntiau rheoli, ond gellir dod i'r casgliad, gyda'r holl fanteision cost, ansawdd cynnyrch ac amser, bod y gwaith gyda LiDAR yn cynhyrchu canlyniadau sydd bron yr un manwl gywirdeb â'r dopograffeg. confensiynol.

Bydd manteision ac anfanteision bob amser; mae manwl gywirdeb topograffi confensiynol yn hiraethus, ond mae cymhlethdodau gofyn am ganiatâd i fynd i mewn i eiddo preifat, peryglon lleoli mewn lleoedd afreolaidd, yr angen am fylchau o flaen glaswellt tal a rhwystrau ... mae'n wallgof. Wrth gwrs, mae dwysedd gorchudd coedwig hefyd yn dod â'i anfanteision yn achos LiDAR, nid ydyn nhw'r un paramedrau perthynas rhwng prosiectau bach iawn chwaith.

I gloi, rydym yn falch o wybod sut mae technoleg wedi datblygu i'r graddau y mae angen meddwl agored a pharodrwydd i ddewis ffyrdd newydd a mwy creadigol o wneud topograffi ar gyfer prosiectau mawr fel yr un a godwyd.