UtvaldEngineeringMina egeomatestopografi

Traditionella topografiska vrs. LiDAR. Noggrannhet, tid och kostnader.

Att göra ett jobb med LiDAR kan vara mer exakt än med konventionell topografi? Om det minskar tider, i vilken procentandel? Hur mycket minskar kostnaderna?

 

Tiderna har definitivt förändrats. Jag minns när Felipe, en lantmätare som utförde fältarbetet för mig, kom fram med en 25-sidig anteckningsbok med tvärsnitt för att skapa konturkartor. Jag levde inte tiden för interpolering på papper men jag kommer ihåg att jag gjorde det med AutoCAD utan att använda Softdesk än. Så jag interpolerade med Excel för att veta på vilket avstånd jag skulle placera höjden mellan de två höjderna, och dessa punkter placerades på lager i olika färger och nivåer för att slutligen sammanfoga dem med polylinjer som jag omvandlade till kurvor.

Medan skåparbetet var galet, jämfördes det inte med fältarbetet som var en konst, om du ville ha tillräckligt med data för att göra en acceptabel modellering när höjdmätningen var oregelbunden. Sedan kom SoftDesk, föregångaren till AutoCAD Civil3D som förenklar skåpet och Felipe var på en av mina kurser och lärde sig att använda en totalstation, vilket minskade tiden, ökade poängvolymen och naturligtvis precisionen.

Scenariot dronor för privat bruk bryter nya paradigmer, under liknande logik: Motstånd mot förändring i kartläggningstekniker strävar alltid efter kostnadsminskning och garanti för precision. Så i den här artikeln kommer vi att analysera två hypoteser som vi har hört där:

Hypotes 1: Kartläggning med LiDAR minskar tid och kostnader.

Hypotes 2: Topografi med LiDAR leder till förlust av precision.

 

Experimentella fallet

Tidningen POB systematiserade ett arbete där ett arbete utfördes i dataundersökningen av ett vall med den konventionella metoden över 40 kilometer. Separat, i ett andra arbete några dagar senare, utvecklades det med LiDAR-topografi längs 246 kilometer av samma damm. Även om sektionerna inte var lika i avstånd, motsvarades motsvarande sektion för att göra en jämförelse under liknande förhållanden.

 

Konventionell topografi

Den topografiska undersökningen samlades i tvärsnitt var 30: e meter, sammanfallande med befintliga stationer. De tvärgående punkterna togs på avstånd mindre än 4 meter.

Arbetet var georeferens med punkter i det geodetiska nätverket, som validerades med geodetisk GPS längs axlarna, och från dessa undersöktes de tvärgående punkterna med en kombination av virtuella referensstationer och RTK. Det var nödvändigt att ta ytterligare poäng vid speciella lutnings- och formförändringsplatser för att säkerställa enhetlighet i den digitala modellen.

lidar topografi

 

Resterande skillnader mellan de kända punkterna och koordinaterna som erhållits av GPS visades i tabellen, vilket bekräftades att den konventionella undersökningen är mycket exakt.

 

  Maximal återstående Minsta kvarvarande kvadrat
Horisontell 2.35 cm. 1.52 cm.
Vertikal 3.32 cm. 1.80 cm.
tredimensionell 3.48 cm. 2.41 cm.

 

LiDAR-undersökningen

Detta gjordes med en autonom enhet som flyger i en höjd av 965 meter, med en densitet på 17.59 poäng per kvadratmeter. De återhämtade 26 kända kontrollpunkter och korsade dem mot ytterligare 11 första ordningspunkter som lästes med geodetisk GPS.

Med dessa 37 poäng gjordes LiDAR-datapassning. Även om det inte var nödvändigt eftersom koordinaterna från UAV som är utrustade med en GPS-mottagare och styrs av basstationer, erhölls hela tiden minst 6 synliga satelliter och en PDOP på mindre än 3. Avstånden till basstationen var aldrig större än de 20 kilometerna.

En uppsättning av ytterligare 65 kontrollpunkter tjänade för att validera noggrannheten i LiDAR-data. När det gäller dessa punkter erhölls följande vertikala detaljer:

I stadsområdet: 2.99 cm. (9 poäng)

På öppet fält eller lågt gräs: 2.99 cm. (38 poäng)

I skogen: 2.50 cm. (3 poäng)

I buskar eller högt gräs: 2.99 cm. (6 poäng)

 

lidar topografi

 

Bilden visar den stora densitetsskillnaden mellan de punkter som tagits med LiDAR mot de tvärsnitt som markeras i gröna trianglar.

 

Skillnader i precision

Resultatet är mer än intressant, i motsats till hypotesen att LiDAR-undersökningen inte når precisionen i en konventionell undersökning. Följande är RMSE (Root mean square error) värden, vilket är felparametern mellan de fångade uppgifterna och referenskontrollpunkterna.

 

Konventionell topografi Lyftar LiDAR
1.80 cm. 1.74 cm.

 

Skillnader i tid

Om ovanstående har förvånat oss, se vad som hände när det gäller jämförande tidsminskning mellan LiDAR-metoden jämfört med den traditionella metoden:

Datainsamlingen i fältet med LiDAR var bara 8%.

  • Skåpets arbete var knappt 27%.
  • Summa fältet + flyg + LiDAR skåp timmar mot fältdata + Konventionellt topografi skåp, LiDAR krävde endast 19%.

 

lidar topografi

Som en följd därav reducerades 123 arbetstimmar per kilometer med konventionell topografi till endast 4 timmar per kilometer.

Dessutom, om den totala poängen som upptagits är uppdelad i tidsförbrukningen i fångst- och skåpprocesserna, uppnådde den konventionella metoden 13.75-poäng per timme, mot 7.7 miljoner poäng per timme LiDAR.

 

Skillnader i tid

Kostnaderna för denna moderna utrustning, med dessa sensorer som fångar den mängden poäng, tyder på att arbetet måste bli dyrare. Men i praktiken innebär minskningen av mobiliseringstider och utgifter som konventionell topografi innebär, Den slutliga kostnaden för kunden på 246-kilometer resulterade i LiDAR 71% lägre än den totala kostnaden för 40-kilometer med konventionell topografi!

Det verkar otroligt, men priset per linjär kilometer med LiDAR var bara 12% jämfört med konventionell topografi.

 

Slutsats

Ersätter LiDAR-topografi helt traditionell topografi? Inte totalt, eftersom arbetet med LiDAR alltid upptar viss topografi för kontrollpunkter, men man kan dra slutsatsen att med alla fördelarna med kostnad, produktkvalitet och tid genererar arbetet med LiDAR resultat med nästan samma precision som topografin konventionell.

Det kommer alltid att finnas fördelar och nackdelar; den höga precisionen hos konventionell topografi är nostalgisk, men komplikationerna med att begära tillstånd att komma in i privata fastigheter, risker för lokalisering på oregelbundna platser, behovet av luckor framför högt gräs och hinder ... det är galet. Naturligtvis ger skogsskyddets täthet också sina nackdelar när det gäller LiDAR, de är inte heller samma förhållande mellan extremt små projekt.

 

Sammanfattningsvis är vi glada att veta hur tekniken har utvecklats i den utsträckning att för stora projekt som den som höjts är det nödvändigt att ha öppet sinne och vilja att välja nya och mer kreativa sätt att göra topografi.

Golgi Alvarez

Författare, forskare, specialist på Land Management Models. Han har deltagit i konceptualisering och implementering av modeller som: National System of Property Administration SINAP i Honduras, Model of Management of Joint Municipalities in Honduras, Integrated Model of Cadastre Management - Registry in Nicaragua, System of Administration of the Territory SAT in Colombia . Redaktör för Geofumadas kunskapsblogg sedan 2007 och skapare av AulaGEO Academy som inkluderar mer än 100 kurser om GIS - CAD - BIM - Digital Twins-ämnen.

Relaterade artiklar

8 Kommentarer

  1. God morgon vänner…. När det gäller användningen av drönare för att generera en undersökning ... vad skulle sensorn och / eller utrustningen anges för att kartlägga ett stort område (1000 har. Eller mer) med tät eller mycket tät vegetation? där åtkomst är mycket svårt.
    Utmärkt artikel !!

  2. Mycket bra information och ger mig en bättre bild av den här tekniken, konstaterade också att för design är ett bra verktyg, men erfarenheter utföra konventionell mätning med totalstationer tar stor betydelse, vilket kräver att göra många justeringar av linjer baser i dimensioner och koordinater som ger den nödvändiga presicionen för ett projekt i exekveringsfasen där parametrar som är mindre än 0.05m av fel krävs. hälsningar

  3. Joham

    JAG ÄLSKAR MELLAN DISCLAIMER LANG VAD FRÅGAR FRÅGAN OM DU KAN HÅLLA SAMMA PRECISION.

  4. Det är viktigt att känna till verkligheten i högbefolkade stadsmiljöer, eftersom inte alla typer av projekt kan generalisera precisionerna och tiderna.

  5. Utmärkt artikel ... !!! Jag tror att det är en fråga som vi alla har någon gång

  6. TACK FÖR KLARIFICERINGEN VAR MED FRÅGAN SOM ÄR VÄGEN MÄRKEN
    Bra bidrag

Lämna en kommentar

Din e-postadress kommer inte att publiceras. Obligatoriska fält är markerade med *

Tillbaka till toppen knappen