טופוגרפיה מסורתית. LiDAR. דיוק, זמן ועלויות.

לעשות עבודה עם LiDAR יכול להיות מדויק יותר מאשר עם טופוגרפיה קונבנציונאלי? אם זה מפחית פעמים, באיזה אחוז? כמה זה מקטין עלויות?

הזמנים בהחלט השתנו. אני זוכר שפליפה, מודד שביצע את עבודתי בשטח, הגיע עם מחברת בת 25 עמודים של חתכים כדי ליצור מפות מתאר. לא חייתי את זמן האינטרפולציה על הנייר, אבל אני זוכר שעשיתי את זה עם AutoCAD מבלי להשתמש ב- Softdesk עדיין. אז שילבתי עם אקסל כדי לדעת באיזה מרחק למקם את הגובה בין שתי הגבהים, ונקודות אלה הונחו על שכבות בצבעים ורמות שונות, כדי להצטרף לבסוף לקווי פולין שהפכתי לעקומות.

למרות שעבודת הארון הייתה מטורפת, זה לא הושווה לעבודת השטח שהייתה אומנות, אם אתה רוצה שיהיו לך מספיק נתונים כדי לבצע דוגמנות מקובלת כאשר הגובה המטרימי לא היה סדיר. ואז הגיעה SoftDesk, קודמתה של AutoCAD Civil3D שפשטה את הארון ופליפה היה באחד הקורסים שלי ולמד כיצד להשתמש בתחנה כוללת, שהפחיתה זמן, הגדילה את נפח הנקודות וכמובן דיוק.

הבמה מל"טים לשימוש אזרחי פורצת פרדיגמות חדשות, תחת היגיון דומה: התנגדות לשינוי בטכניקות מדידה מבקשת תמיד להפחית עלויות ולהבטיח דיוק. אז במאמר זה ננתח שתי השערות ששמענו שם:

השערה 1: סקר באמצעות LiDAR מפחית זמן ועלויות.

השערה 2: טופוגרפיה עם LiDAR מובילה לאובדן דיוק.

המקרה הניסויי

המגזין ת.ד. שיטתי עבודה בה בוצעה עבודה בסקר הנתונים של הסוללה, בשיטה המקובלת לאורך 40 ק"מ. בנפרד, בעבודה שנייה כעבור כמה ימים היא פותחה באמצעות טופוגרפיה LiDAR לאורך 246 ק"מ מאותו סכר. למרות שהחתכים לא היו שווים במרחק, הושווה החלק המקביל בכדי לערוך השוואה בתנאים דומים.

טופוגרפיה קונבנציונלית

הסקר הטופוגרפי נאסף בחתכים בכל 30 מטר, במקביל לתחנות הקיימות. הנקודות הרוחביות נלקחו במרחקים פחות מ -4 מטרים.

העבודה הופנתה לגיאוגרפיה עם נקודות של הרשת הגאודטית, אשר אומתו באמצעות GPS גיאודטי לאורך הצירים, וממנה נסקרו נקודות החוצה באמצעות שילוב של תחנות ייחוס וירטואליות ו- RTK. היה צורך לקחת נקודות נוספות באתרי שיפוע ושינוי צורה מיוחדים כדי להבטיח עקביות של המודל הדיגיטלי.

ההבדלים השיוריים בין הנקודות הידועות לקואורדינטות שהתקבלו על ידי ה- GPS היו אלה שמופיעות בטבלה, המאשר כי הרמה קונבנציונאלי הוא מדויק מאוד.

סקר ה- LEDAR

זה נעשה עם יחידה אוטונומית שטסה בגובה 965 מטר, עם צפיפות של 17.59 נקודות למ"ר. הם התאוששו 26 נקודות בקרה ידועות וחצו אותם כנגד 11 נקודות מסדר ראשון נוסף שנקראו באמצעות GPS גיאודטי.

עם 37 הנקודות האלה התאמת נתוני LiDAR. למרות שלא היה צורך בכך שכן הקואורדינטות שנלקחו על ידי המל"ט המצוידות במקלט GPS ונשלטות על ידי תחנות בסיס, השיגו כל הזמן מינימום של 6 לוויינים גלויים ו- PDOP של פחות מ -3. המרחקים לתחנת הבסיס מעולם לא היו גדולים מ את 20 הקילומטרים.

קבוצה של 65 מחסומים נוספים שימשה לאימות הדיוק של נתוני LiDAR. לגבי נקודות אלה, התקבלו הפרטים האנכיים הבאים:

בשטח עירוני: 2.99 ס"מ. (9 סימנים)

בשדה פתוח או דשא נמוך: 2.99 ס"מ. (38 נקודות)

ביער: 2.50 ס"מ. (3 נקודות)

בשיחים או עשב גבוה: 2.99 ס"מ. (6 נקודות)

התמונה מראה את ההבדל הגדול בצפיפות בין הנקודות שצולמו עם LiDAR כנגד חתכים חתומים מסומנים משולשים ירוקים.

הבדלים ב Precision

הממצא יותר מעניין, בניגוד להשערה שסקר LiDAR אינו מגיע לדיוק של סקר קונבנציונאלי. להלן ערכי RMSE (שורש שורש ממוצע בריבוע), שהוא פרמטר השגיאה בין הנתונים שנלכדו ונקודות הבידוק.

הבדלים בזמן

אם הנ"ל הפתיע אותנו, ראו מה קרה במונחים של הפחתת זמן באופן השוואתי בין שיטת הלידאר לבין השיטה המסורתית:

איסוף הנתונים בתחום עם LiDAR היה רק ​​8%.

• עבודת הממשלה היתה רק 27%.
• סיכום השדה + טיסה + שעות הלידה של ה- LEDAR נגד נתוני השדה + ארון טופוגרפיה קונבנציונאלי, LiDAR נדרש רק את 19%.

כתוצאה מכך, שעות 123 של עבודה לקילומטר של טופוגרפיה קונבנציונאלי הופחתו רק 4 שעות לקילומטר.

בנוסף, אם סך הנקודות שנתפסו מחולק בין הזמן שנצרך בתהליכי הלכידה והקבינט, השיטה המקובלת השיגה נקודות 13.75 לשעה, לעומת 7.7 מיליון נקודות לשעה של LiDAR.

הבדלים בזמן

העלויות של ציוד מודרני זה, כאשר חיישנים אלה תופסים את כמות הנקודות הזו, מעידים כי העבודה חייבת להיות יקרה יותר. אך בפועל, צמצום זמני הגיוס וההוצאות שמשמעות הטופוגרפיה המקובלת, העלות הסופית ללקוח של 246 ק"מ הביא עם LiDAR 71% נמוך יותר מאשר העלות הכוללת של 40 ק"מ עם טופוגרפיה קונבנציונאלי!

זה נראה מדהים, אבל המחיר לכל קילומטר ליניארי עם LiDAR היה רק ​​12% לעומת טופוגרפיה קונבנציונאלי.

מסקנה

האם טופוגרפיה של LiDAR מחליפה לחלוטין את הטופוגרפיה המסורתית? לא בסך הכל, מכיוון שהעבודה עם LiDAR תמיד תופסת טופוגרפיה מסוימת לנקודות בקרה, אך ניתן להסיק שעם כל היתרונות של עלות, איכות מוצר וזמן, העבודה עם LiDAR מייצרת תוצאות כמעט באותו הדיוק של הטופוגרפיה. מוּסכָּם.

תמיד יהיו יתרונות וחסרונות; הדיוק הגבוה של הטופוגרפיה המקובלת הוא נוסטלגי, אך הסיבוכים שבבקשת אישור כניסה לנכסים פרטיים, סיכוני איתור במקומות לא סדירים, הצורך בפערים מול דשא גבוה ומכשולים ... זה מטורף. כמובן שצפיפות כיסוי היער מביאה גם את חסרונותיה במקרה של LiDAR, הם גם לא אותם פרמטרים של קשר בין פרויקטים קטנים במיוחד.

לסיכום, אנו שמחים לדעת כיצד הטכנולוגיה התקדמה במידה שבה פרויקטים גדולים כמו זה העלה, יש צורך בראש פתוח ונכונות לבחור דרכים חדשות ויצירתיות יותר לעשות טופוגרפיה.