Παραδοσιακή τοπογραφία vrs. ΛΙΔΑΡ. Ακρίβεια, χρόνος και κόστος.

Η εργασία με το LiDAR μπορεί να είναι ακριβέστερη από την συμβατική τοπογραφία; Αν μειώνει τους χρόνους, σε ποιο ποσοστό; Πόσο μειώνει το κόστος;

Οι καιροί έχουν αλλάξει σίγουρα. Θυμάμαι όταν ο Φελίπε, ένας επιθεωρητής που έκανε την εργασία μου, ήρθε με ένα σημειωματάριο 25 σελίδων διατομών για να δημιουργήσει χάρτες περιγράμματος. Δεν έζησα την ώρα της παρεμβολής σε χαρτί, αλλά θυμάμαι να το κάνω με το AutoCAD χωρίς να χρησιμοποιήσω το Softdesk ακόμα. Γι 'αυτό παρενέβη με το Excel για να μάθω σε ποια απόσταση να τοποθετήσω το υψόμετρο μεταξύ των δύο υψομέτρων, και αυτά τα σημεία τοποθετήθηκαν σε στρώματα διαφορετικών χρωμάτων και επιπέδων, για να τα ενώσω επιτέλους με πολυλίνες που μετέτρεψα σε καμπύλες.

Ενώ η δουλειά του ντουλαπιού ήταν τρελή, δεν συγκρίθηκε με την επιτόπια εργασία που ήταν τέχνη, αν θέλατε να έχετε αρκετά δεδομένα για να κάνετε μια αποδεκτή μοντελοποίηση όταν η υψομετρία ήταν ακανόνιστη. Στη συνέχεια ήρθε το SoftDesk, ο προκάτοχος του AutoCAD Civil3D που απλοποίησε το ντουλάπι και ο Felipe ήταν σε ένα από τα μαθήματά μου που έμαθε να χρησιμοποιεί έναν συνολικό σταθμό, ο οποίος μείωσε τον χρόνο, αύξησε τον όγκο των σημείων και φυσικά την ακρίβεια.

το σενάριο drones για μη στρατιωτική χρήση σπάζει νέα παραδείγματα, με παρόμοια λογική: Η αντίσταση στην αλλαγή στις τεχνικές έρευνας επιδιώκει πάντα τη μείωση του κόστους και την εγγύηση της ακρίβειας. Έτσι σε αυτό το άρθρο θα αναλύσουμε δύο υποθέσεις που έχουμε ακούσει εκεί:

Υπόθεση 1: Η έρευνα με το LiDAR μειώνει το χρόνο και το κόστος.

Υπόθεση 2: Η έρευνα με το LiDAR συνεπάγεται απώλεια ακρίβειας.

Η πειραματική υπόθεση

Το περιοδικό Τ.Θ. συστηματοποίησε μια εργασία στην οποία πραγματοποιήθηκε μια εργασία στην έρευνα δεδομένων ενός αναχώματος, χρησιμοποιώντας τη συμβατική μέθοδο πάνω από 40 χιλιόμετρα. Ξεχωριστά, σε μια δεύτερη εργασία λίγες μέρες αργότερα, αναπτύχθηκε χρησιμοποιώντας τοπογραφία LiDAR κατά μήκος 246 χιλιομέτρων του ίδιου φράγματος. Αν και οι ενότητες δεν ήταν ίσες σε απόσταση, το αντίστοιχο τμήμα εξισώθηκε για να γίνει σύγκριση υπό παρόμοιες συνθήκες.

Συμβατική τοπογραφία

Η τοπογραφική έρευνα συλλέχθηκε σε διατομές κάθε 30 μέτρα, συμπίπτοντας με υπάρχοντες σταθμούς. Τα εγκάρσια σημεία ελήφθησαν σε αποστάσεις μικρότερες των 4 μέτρων.

Η εργασία έγινε γεωαναφερόμενη με σημεία του γεωδαιτικού δικτύου, τα οποία επικυρώθηκαν με γεωδαιτικό GPS κατά μήκος των αξόνων, και από αυτά τα σημεία σταυρώθηκαν με χρήση ενός συνδυασμού εικονικών σταθμών αναφοράς και RTK. Επιπλέον σημεία έπρεπε να ληφθούν σε ειδικές τοποθεσίες αλλαγής κλίσης και σχήματος για να διασφαλιστεί η συνέπεια του ψηφιακού μοντέλου.

Υπολειμματική διαφορές μεταξύ των γνωστών σημείων και τις συντεταγμένες που λαμβάνονται με τις GPS ήταν όπως φαίνεται στον πίνακα, επιβεβαιώνοντας η συμβατική έρευνα είναι πολύ ακριβή.

Η έρευνα LiDAR

Αυτό έγινε με μια Αυτόνομη Μονάδα που πετά σε ύψος 965 μέτρων, με πυκνότητα 17.59 πόντους ανά τετραγωνικό μέτρο. Ανακάλυψαν 26 γνωστά σημεία ελέγχου και τα διέσχισαν έναντι 11 επιπλέον σημείων πρώτης τάξης που διαβάστηκαν με γεωδαιτικό GPS.

Με αυτά τα 37 σημεία έγινε η προσαρμογή δεδομένων LiDAR. Παρόλο που δεν ήταν απαραίτητο, δεδομένου ότι οι συντεταγμένες που λαμβάνονται από το UAV που είναι εξοπλισμένες με δέκτη GPS και ελέγχονται από σταθμούς βάσης, απέκτησαν όλη την ώρα τουλάχιστον 6 ορατούς δορυφόρους και PDOP μικρότερο από 3. Οι αποστάσεις προς το σταθμό βάσης δεν ήταν ποτέ μεγαλύτερες από τα 20 χιλιόμετρα.

Ένα σύνολο 65 επιπλέον σημείων ελέγχου χρησίμευσε για την επικύρωση της ακρίβειας των δεδομένων LiDAR. Όσον αφορά αυτά τα σημεία, ελήφθησαν οι ακόλουθες κάθετες ακρίβειες:

Στην αστική περιοχή: 2.99 cm. (9 βαθμοί)

Σε ανοιχτό χωράφι ή χαμηλό γρασίδι: 2.99 cm. (38 βαθμοί)

Στο δάσος: 2.50 cm. (3 βαθμοί)

Σε θάμνους ή ψηλό γρασίδι: 2.99 cm. (6 βαθμοί)

Η εικόνα δείχνει τη διαφορά πυκνότητας μεταξύ των σημείων που λαμβάνονται με LiDAR εναντίον διατομές σημειώνονται με πράσινο τρίγωνα.

Οι διαφορές στην ακρίβεια

Το εύρημα είναι κάτι παραπάνω από ενδιαφέρον, σε αντίθεση με την υπόθεση ότι η έρευνα LiDAR δεν φτάνει στην ακρίβεια μιας συμβατικής έρευνας. Ακολουθούν οι τιμές RMSE (Root mean square error), που είναι η παράμετρος σφάλματος μεταξύ των δεδομένων που έχουν ληφθεί και των σημείων ελέγχου αναφοράς.

Οι διαφορές στο χρόνο

Αν αυτό μας έχει εκπλήξει, να δούμε τι συνέβη από την άποψη της μείωσης του χρόνου μεταξύ της LiDAR συγκριτική μέθοδο κατά την παραδοσιακή μέθοδο:

Τα δεδομένα στον τομέα της έρευνας με LiDAR ήταν μόνο 8%.

• ξυλουργών ήταν μόνο 27%.
• Συνοψίζοντας το πεδίο + πτήση + ώρες γραφείου LiDAR ενάντια στα δεδομένα πεδίου + Συμβατικό γραφείο τοπογραφίας, το LiDAR απαιτούσε μόνο το 19%.

Κατά συνέπεια, οι ώρες εργασίας 123 ανά χιλιόμετρο συμβατικής τοπογραφίας μειώθηκαν σε μόνο 4 ώρες ανά χιλιόμετρο.

Επιπλέον, εάν το σύνολο των πόντων συλλαμβάνονται μεταξύ του χρόνου που καταναλώνεται στις διαδικασίες σύλληψης και το υπουργικό συμβούλιο, η συμβατική μέθοδος διαχωρίζει λαμβάνονται 13.75 πόντους ανά ώρα, κατά 7.7 εκατομμύρια LiDAR πόντους ανά ώρα.

Οι διαφορές στο χρόνο

Το κόστος αυτού του σύγχρονου εξοπλισμού, με αυτούς τους αισθητήρες να καταγράφουν αυτόν τον αριθμό πόντων, υποδηλώνει ότι η εργασία πρέπει να είναι πιο ακριβή. Στην πράξη όμως, η μείωση των χρόνων και των δαπανών κινητοποίησης που συνεπάγεται η συμβατική έρευνα, Το τελικό κόστος για τον πελάτη των 246 χιλιομέτρων προέκυψε με το LiDAR 71% χαμηλότερο από το συνολικό κόστος των 40 χιλιομέτρων με συμβατική τοπογραφία!

Φαίνεται απίστευτο, αλλά η τιμή ανά γραμμικό χιλιόμετρο με LiDAR ήταν μόλις 12% σε σύγκριση με τη συμβατική τοπογραφία.

Συμπέρασμα

Η τοπογραφία LiDAR αντικαθιστά πλήρως την παραδοσιακή τοπογραφία; Όχι συνολικά, καθώς η εργασία με το LiDAR καταλαμβάνει πάντα κάποια τοπογραφία για σημεία ελέγχου, αλλά μπορεί να συναχθεί το συμπέρασμα ότι με όλα τα πλεονεκτήματα του κόστους, της ποιότητας του προϊόντος και του χρόνου, η εργασία με το LiDAR παράγει αποτελέσματα με σχεδόν την ίδια ακρίβεια της τοπογραφίας. συμβατικός.

Θα υπάρχουν πάντα πλεονεκτήματα και μειονεκτήματα. η υψηλή ακρίβεια της συμβατικής τοπογραφίας είναι νοσταλγική, αλλά οι επιπλοκές του να ζητάς άδεια για είσοδο σε ιδιωτικές ιδιότητες, κίνδυνοι εντοπισμού σε παράτυπες τοποθεσίες, η ανάγκη για κενά μπροστά σε ψηλό γρασίδι και εμπόδια… είναι παράλογο. Φυσικά, η πυκνότητα της δασικής κάλυψης φέρνει επίσης τα μειονεκτήματά της στην περίπτωση του LiDAR, ούτε και οι ίδιες παράμετροι σχέσης μεταξύ εξαιρετικά μικρών έργων.

Εν κατακλείδι, είμαστε στην ευχάριστη θέση να γνωρίζουμε πώς η τεχνολογία έχει προχωρήσει στο βαθμό που για τα μεγάλα έργα, όπως προτείνεται, είναι απαραίτητο να έχουν μια ανοικτή και διαθεσιμότητα νοοτροπία για να επιλέξουν νέους και δημιουργικούς τρόπους για να κάνουν την τοπογραφία.