Traditionel topografi vrs. LiDAR. Nøjagtighed, tid og omkostninger.

At gøre et arbejde med LiDAR kunne være mere præcist end med konventionel topografi? Hvis det reducerer tid, i hvilken procentdel, hvor meget reducerer omkostningerne?

Tiderne har bestemt ændret sig. Jeg husker, da Felipe, en landmåler, der udførte feltarbejdet for mig, ankom med en 25-siders notesbog med tværsnit for at generere konturkort. Jeg levede ikke tiden med at interpolere på papir, men jeg kan huske at have gjort det med AutoCAD uden at bruge Softdesk endnu. Så jeg interpolerede med Excel for at vide, i hvilken afstand jeg skulle placere højden mellem de to højder, og disse punkter blev placeret på lag i forskellige farver og niveauer for til sidst at slutte sig til dem med polyliner, som jeg konverterede til kurver.

Selvom kabinetsarbejdet var vanvittigt, blev det ikke sammenlignet med feltarbejdet, der var en kunst, hvis du ville have nok data til at udføre en acceptabel modellering, når højdemåling var uregelmæssig. Derefter kom SoftDesk, forgængeren til AutoCAD Civil3D, der forenklede kabinettet, og Felipe var på et af mine kurser og lærte at bruge en totalstation, hvilket reducerede tid, øgede pointvolumen og selvfølgelig præcision.

scenariet drones til civil brug bryder nye paradigmer under lignende logik: Modstand mod ændringer i landmålingsteknikker søger altid omkostningsreduktion og garanti for præcision. Så i denne artikel vil vi analysere to hypoteser, som vi har hørt der:

Hypotese 1: Kortlægning med LiDAR reducerer tid og omkostninger.

Hypotese 2: Topografi med LiDAR medfører tab af præcision.

Den eksperimentelle tilfælde

Bladet POB systematiserede et arbejde, hvor et arbejde blev udført i dataundersøgelsen af ​​et dig med den konventionelle metode over 40 kilometer. Separat blev det i et andet arbejde få dage senere udviklet ved hjælp af LiDAR-topografi langs 246 kilometer af samme dæmning. Selvom sektionerne ikke var ens i afstand, blev den tilsvarende sektion sidestillet for at foretage en sammenligning under lignende forhold.

Konventionel topografi

Den topografiske undersøgelse blev samlet i tværsnit hver 30. meter, sammenfaldende med eksisterende stationer. De tværgående punkter blev taget på afstande mindre end 4 meter.

Arbejdet blev georeferenceret med punkter i det geodetiske netværk, som blev valideret med geodetisk GPS langs akserne, og ud fra disse blev krydspunkterne undersøgt ved hjælp af en kombination af virtuelle referencestationer og RTK. Det var nødvendigt at tage yderligere punkter ved specielle steder for hældning og formændring for at sikre konsistens i den digitale model.

Resterende forskelle mellem de kendte punkter og koordinaterne er opnået ved de GPS var som vist i tabellen, hvilket bekræfter den konventionelle undersøgelse er meget præcis.

The LIDAR undersøgelsen

Dette blev gjort med en autonom enhed, der flyver i en højde af 965 meter med en tæthed på 17.59 point pr. Kvadratmeter. De genvandt 26 kendte kontrolpunkter og krydsede dem mod yderligere 11 førsteordenspunkter, der blev aflæst med geodetisk GPS.

Med disse 37 point blev LiDAR-datatilpasningen foretaget. Selv om det ikke var nødvendigt, da koordinaterne taget af UAV, der er udstyret med en GPS-modtager og styret af basestationer, opnåede de hele tiden mindst 6 synlige satellitter og en PDOP på mindre end 3. Afstandene til basestationen var aldrig større end de 20 kilometer.

Et sæt på 65 yderligere kontrolpunkter tjente til validering af nøjagtigheden af ​​LiDAR-dataene. Med hensyn til disse punkter blev følgende lodrette detaljer opnået:

I byområdet: 2.99 cm. (9 karakterer)

På åben mark eller lavt græs: 2.99 cm. (38 point)

I skoven: 2.50 cm. (3 point)

I buske eller højt græs: 2.99 cm. (6 point)

Billedet viser forskellen i vægtfylde mellem punkterne taget med LiDAR mod tværsnit markeret med grøn trekanter.

Forskelle i Nøjagtighed

Fundet er mere end interessant i modsætning til hypotesen om, at LiDAR-undersøgelsen ikke når præcisionen i en konventionel undersøgelse. Følgende er RMSE (Root mean square error) -værdier, som er fejlparameteren mellem de registrerede data og referencekontrolpunkterne.

Forskelle i Time

Hvis dette har overrasket os, se, hvad der skete i form af reduceret tid mellem LiDAR sammenlignende metode over den traditionelle metode:

Undersøgelsen markdata med LiDAR var bare 8%.

• Kabinet arbejde var kun 27%.
• Summen af ​​feltet + fly + LiDAR kabinet timer mod feltdata + konventionelt topografi kabinet, LiDAR krævede kun 19%.

Som følge heraf blev 123 timers arbejde pr. Kilometer konventionel topografi reduceret til kun 4 timer pr. Kilometer.

Desuden, hvis det samlede antal point fanget mellem den tid, der forbruges i separationsprocesser og kabinet, opdeler den traditionelle fremgangsmåde opnåede 13.75 point timen, mod 7.7 millioner LiDAR point pr time.

Forskelle i Time

Omkostningerne ved dette moderne udstyr, med disse sensorer, der fanger den mængde point, tyder på, at arbejdet skal være dyrere. Men i praksis er reduktionen af ​​mobiliseringstider og -udgifter, som konventionel topografi indebærer, Den endelige kundekostnad for 246 kilometer resulterede i, at LiDAR 71% var lavere end den samlede pris for 40-kilometer med konventionel topografi!

Det virker utroligt, men prisen pr. Lineær kilometer med LiDAR var kun 12% sammenlignet med konventionel topografi.

Konklusion

Erstatter LiDAR topografi helt traditionel topografi? Ikke i alt, da arbejdet med LiDAR altid indtager en vis topografi for kontrolpunkter, men det kan konkluderes, at med alle fordelene ved omkostninger, produktkvalitet og tid, genererer arbejdet med LiDAR resultater med næsten samme præcision som topografien konventionel.

Der vil altid være fordele og ulemper; den høje præcision ved konventionel topografi er nostalgisk, men komplikationerne ved at bede om tilladelse til at komme ind i private ejendomme, risikoen for lokalisering på uregelmæssige steder, behovet for huller i ansigtet med højt græs og forhindringer ... det er vanvittigt. Naturligvis bringer skovdækslets tæthed også sine ulemper i tilfælde af LiDAR, de er heller ikke de samme forholdsparametre mellem ekstremt små projekter.

Afslutningsvis er vi glade for at vide, hvordan teknologien har udviklet sig i det omfang, at for store projekter som foreslået, er det nødvendigt at have en åben og tilgængelighed tankegang at vælge nye og kreative måder at gøre topografi.