Tradisionele topografie vrs. LiDAR. Akkuraatheid, tyd en koste.

Om 'n werk met LiDAR te doen, kan meer akkuraat wees as met konvensionele topografie? As dit tye verminder, in watter persentasie? Hoeveel kos dit koste?

Tye het beslis verander. Ek onthou hoe Felipe, 'n landmeter wat my veldwerk gedoen het, met 'n notaboek van 25 bladsye met deursnee gekom het om kontoerkaarte te skep. Ek het nie die tyd van interpolasie op papier geleef nie, maar ek onthou dat ek dit met AutoCAD gedoen het sonder om nog Softdesk te gebruik. Daarom het ek met Excel geinterpoleer om te weet op watter afstand die hoogte tussen die twee hoogtes moet plaas, en hierdie punte is op lae van verskillende kleure en vlakke geplaas om uiteindelik polylines aan te sluit wat ek in kurwes verander het.

Alhoewel die kabinetwerk mal was, is dit nie vergelyk met die veldwerk wat 'n kuns was nie, as u genoeg data wou hê om 'n aanvaarbare modellering te doen as die hoogtemetrie onreëlmatig was. Toe kom SoftDesk, die voorganger van AutoCAD Civil3D wat die kabinet vereenvoudig en Felipe was in een van my kursusse besig om 'n totale stasie te gebruik, wat tyd verminder het, die aantal punte verhoog en natuurlik presisie.

Die verhoog drones vir burgerlike gebruik breek nuwe paradigmas, onder soortgelyke logika: Weerstand teen verandering in opmetingstegnieke is altyd op soek na kostedaling en waarborg van presisie. In hierdie artikel sal ons dus twee hipoteses wat ons daar gehoor het, ontleed:

Hipotese 1: Opmeting met LiDAR verminder tyd en koste.

Hepotese 2: Topografie met LiDAR lei tot verlies aan presisie.

Die eksperimentele saak

Die tydskrif POB 'n werk waarin 'n werk in die data-opname van 'n dyk uitgevoer is, met behulp van die konvensionele metode van meer as 40 kilometer, gesistematiseer. Afsonderlik is dit 'n paar dae later in 'n tweede werk ontwikkel met behulp van LiDAR-topografie langs 246 kilometer van dieselfde dam. Alhoewel die gedeeltes nie ewe groot was nie, is die ekwivalente gedeelte gelykgestel om 'n vergelyking te tref onder soortgelyke toestande.

Konvensionele topografie

Die topografiese opname is elke 30 meter in dwarssnitte versamel, wat saamval met bestaande stasies. Die dwarspunte is op afstande van minder as 4 meter geneem.

Die werk is georeferensieer met punte van die geodetiese netwerk, wat met geodetiese GPS langs die asse gevalideer is, en hieruit is die dwarspunte ondersoek met behulp van 'n kombinasie van virtuele verwysingsstasies en RTK. Daar moes bykomende punte by spesiale helling- en vormveranderingspersele geneem word om die digitale model konsekwent te maak.

Die res verskille tussen die bekende punte en die koördinate wat deur die GPS verkry is, was dié wat in die tabel getoon word, wat bevestig dat konvensionele opheffing baie akkuraat is.

Die LiDAR opname

Dit is gedoen met 'n outonome eenheid wat op 'n hoogte van 965 meter vlieg, met 'n digtheid van 17.59 punte per vierkante meter. Hulle het 26 bekende beheerpunte herwin en dit gekruis teen 'n bykomende 11 eerste-orde-punte wat met geodetiese GPS gelees is.

Met hierdie 37 punte is die LiDAR-data geskik. Alhoewel die koördinate wat deur die UAV geneem is, wat toegerus is met 'n GPS-ontvanger en wat deur basisstasies beheer word, die hele tyd 'n minimum van 6 sigbare satelliete en 'n PDOP van minder as 3 verkry het, was die afstand tot die basis nooit groter as die 20 kilometer.

'N Stel van 65 bykomende kontrolepunte het die akkuraatheid van die LiDAR-data bevestig. Met betrekking tot hierdie punte is die volgende vertikale presisies verkry:

In stedelike gebied: 2.99 cm. (9 punte)

In oop veld of lae gras: 2.99 cm. (38 punte)

In die bos: 2.50 cm. (3 punte)

In bosse of lang gras: 2.99 cm. (6 punte)

Die beeld toon die groot verskil in digtheid tussen die punte wat met LiDAR geneem is, teenoor die dwarssnit wat in groen driehoeke gemerk is.

Verskille in presisie

Die bevinding is meer as interessant, anders as die hipotese dat die LiDAR-opname nie die presisie van 'n konvensionele opname bereik nie. Die volgende is RMSE (Root mean square error) waardes, wat die foutparameter is tussen die vasgelegde data en die verwysings kontrolepunte.

Verskille in tyd

As die bogenoemde ons verras het, sien wat gebeur het in terme van tydvermindering op 'n vergelykende wyse tussen die LiDAR-metode en die tradisionele metode:

Die data-insameling in die veld met LiDAR was slegs die 8%.

• Kabinetwerk was slegs 27%.
• Summing die veld + vlug + LiDAR kabinet ure teen die veld data + Konvensionele topografie kabinet, LiDAR vereis slegs die 19%.

Gevolglik is die 123 uur werk per kilometer konvensionele topografie tot slegs 4 uur per kilometer verminder.

Daarbenewens, as die totaal van die vasgelegde punte verdeel word tussen die tyd wat in die vang- en kabinetprosesse verbruik word, het die konvensionele metode 13.75 punte per uur verwerf, teen 7.7 miljoen punte per uur van LiDAR.

Verskille in tyd

Die koste van hierdie moderne toerusting, met die sensore wat die hoeveelheid punte vang, dui daarop dat die werk duurder moet wees. Maar in die praktyk is die vermindering van mobiliseringstye en -uitgawes wat die konvensionele topografie impliseer, Die finale koste vir die kliënt van die 246-kilometer het met LiDAR 71% laer as die totale koste van die 40-kilometer met konvensionele topografie.

Dit lyk ongelooflik, maar die prys per liniêre kilometer met LiDAR was net 12% in vergelyking met konvensionele topografie.

Gevolgtrekking

Vervang LiDAR-topografie die tradisionele topografie heeltemal? Nie in totaal nie, aangesien die werk met LiDAR altyd topografie vir beheerpunte inneem, maar daar kan afgelei word dat met al die voordele van koste, kwaliteit van die produk en tyd, werk met LiDAR resultate lewer met byna dieselfde presisie as die topografie konvensionele.

Daar sal altyd voor- en nadele wees; die hoë presisie van konvensionele topografie is nostalgies, maar die komplikasies van toestemming om privaat eiendomme te betree, die risiko's om op onreëlmatige terreine op te spoor, die behoefte aan gapings in die gesig van lang gras en hindernisse ... dit is kranksinnig. Natuurlik bring die digtheid van die bosbedekking ook nadele mee in die geval van LiDAR, dit is ook nie dieselfde parameters tussen uiters klein projekte nie.

Ten slotte, ons is bly om te weet hoe tegnologie tot dusver gegroei het dat vir groot projekte soos die een wat opgewek is, 'n oop gemoed en bereidwilligheid is om te kies vir nuwe en meer kreatiewe maniere om topografie te doen.