Tradisjonell topografi vrs. LiDAR. Nøyaktighet, tid og kostnader.

Å gjøre en jobb med LiDAR kan være mer nøyaktig enn med konvensjonell topografi? Hvis det reduserer tider, i hvilken prosentandel? Hvor mye reduserer kostnadene?

Tider har definitivt blitt forandret. Jeg husker da Felipe, en landmåler som gjorde feltarbeidet, kom opp med en 25 notisbok med sider i tverrsnitt for å generere et kart over konturlinjer. Jeg levde ikke tid til å interpolere på papir, men jeg husker å gjøre det med AutoCAD uten å bruke Softdesk ennå. Så jeg interpolerte med Excel for å vite hvor langt å plassere høyden mellom de to stigningene, og disse poengene plasserte dem i lag av forskjellige nivåer og farger, for endelig å bli med dem med polyliner som ble til kurver.

Mens skaparbeid var gal, sammenlignet det ikke med feltarbeidet som var en kunst, hvis du ønsket å ha nok data til å gjøre en akseptabel modellering når høydemåten var uregelmessig. Deretter kom SoftDesk, forutsetningen til AutoCAD Civil3D som forenklet kabinett og Felipe var i et av mine kurs som lærte å bruke en total stasjon, noe som reduserte tiden, økte volumet av poeng og selvfølgelig presisjonen.

Scenen droner for sivil bruk bryter nye paradigmer, under lignende logikk: Modstand mot forandring i topografiske teknikker søker alltid å redusere kostnader og garantere nøyaktighet. Så vi vil i denne artikkelen analysere to hypoteser som vi har hørt der:

1-hypotesen: Å gjøre topografi med LiDAR reduserer tider og kostnader.

Hypotesen 2: Å gjøre topografi med LiDAR innebærer tap av presisjon.

Den eksperimentelle saken

Bladet POB systematiserte et arbeid der det ble gjort arbeid i datainnsamlingen av en dike, ved hjelp av konvensjonell metode langs 40 kilometer. Separat, i en annen oppgave et par dager senere ble det utviklet ved hjelp av topografi med LiDAR langs 246 kilometer fra samme dam. Selv om delene ikke var like i avstand, ble den tilsvarende delen sammenlignet for å gjøre en sammenligning under lignende forhold.

Konvensjonell topografi

Den topografiske undersøkelsen ble samlet i tverrsnitt på hver 30-meter, som matcher eksisterende stasjoner. Tverrpunktene ble tatt på avstander mindre enn 4 meter.

Georeferenced arbeidet med punkter i det geodetiske nettverket, som ble validert med geodetisk GPS langs aksene, og fra disse ble tverrpunktene hevet ved hjelp av en kombinasjon av virtuelle referansestasjoner og RTK. Det var nødvendig å ta flere punkter på spesielle steder for endring av skråning og form for å sikre konsistens av den digitale modellen.

å håndtere topografi

Restforskjellene mellom de kjente punktene og koordinatene oppnådd av GPS var de som er vist i tabellen, og bekrefter at konvensjonell løfting er veldig nøyaktig.

Maksimal gjenværende Minimum restfirkant
Horisontal 2.35 cm. 1.52 cm.
Vertikal 3.32 cm. 1.80 cm.
Tre dimensjonale 3.48 cm. 2.41 cm.

LiDAR-undersøkelsen

Dette ble gjort med en autonom enhet som flyr i en høyde på 965-meter, med en tetthet på 17.59-punkter per kvadratmeter. De hentet 26 kjente kontrollpunkter og krysset dem mot 11 ekstraordinære førstepunktspunkter som ble lest med geodetisk GPS.

Med disse 37-poengene ble justeringen av LiDAR-dataene gjort. Selv om det ikke var nødvendig siden koordinatene tatt av UAV som er utstyrt med GPS-mottaker og styrt av basestasjoner, oppnås til enhver tid et minimum av 6-satellitter synlige og en PDOP mindre til 3. Avstandene til basestasjonen var aldri større enn 20 kilometer.

Et sett med 65 ekstra kontrollpunkter ble servert for å validere nøyaktigheten av LiDAR-dataene. Med hensyn til disse punktene oppnådde vi følgende vertikale presisjoner:

I byområde: 2.99 cm. (9 poeng)

I åpent felt eller lavt gress: 2.99 cm. (38 poeng)

I skog: 2.50 cm. (3 poeng)

I busker eller høyt gress: 2.99 cm. (6 poeng)

å håndtere topografi

Bildet viser den store forskjellen i tetthet mellom punkter tatt med LiDAR versus tverrsnittene merket i grønne trekanter.

Forskjeller i presisjon

Funnet er mer enn interessant, i motsetning til hypotesen om at LiDAR-undersøkelsen ikke når presisjonene til en konvensjonell undersøkelse. Følgende er RMSE (Root mean square error) -verdier, som er feilparameteren mellom de oppfangne ​​dataene og referansepunktene.

Konvensjonell topografi LiDAR løfting
1.80 cm. 1.74 cm.

Forskjeller i tid

Hvis ovenstående har overrasket oss, se hva som skjedde med tidsreduksjon på en komparativ måte mellom LiDAR-metoden og den tradisjonelle metoden:

Datainnsamlingen i feltet med LiDAR var bare 8%.

  • Skaparbeid var bare 27%.
  • Summing feltet + fly + LiDAR kabinett timer mot feltdata + Konvensjonelt topografi skap, LiDAR kreves bare 19%.

å håndtere topografi

Som følge av dette ble 123-arbeidstimer per kilometer med konvensjonell topografi redusert til bare 4 timer per kilometer.

I tillegg dersom den totale fangstplasseringen er delt mellom tidsforbruket i fangst- og skapprosessene, oppnådde den konvensjonelle metoden 13.75 poeng pr. Time, mot 7.7 millioner poeng i timen av LiDAR.

Forskjeller i tid

Kostnadene ved disse moderne utstyr, med de sensorene som fanger den mengden poeng, antyder at arbeidet skal være dyrere. Men i praksis, reduksjon av tid og utgifter for mobilisering som innebærer konvensjonell topografi, Den endelige prisen for kunden på 246-kilometerene resulterte i LiDAR 71% lavere enn den totale prisen på 40-kilometer med konvensjonell topografi!

Det virker utrolig, men prisen per lineær kilometer med LiDAR resulterte kun i 12% sammenlignet med konvensjonell topografi.

Konklusjon

Er topografi med LiDAR helt erstattet av den tradisjonelle topografien? Ikke i det hele tatt, fordi arbeider med LiDAR alltid tar litt topografi til sjekkpunkter, men det kan konkluderes med at med alle fordelene av kostnader, kvalitet og tid på å arbeide med LiDAR genererer resultater med nesten samme presisjon topografi konvensjonelle.

Det vil alltid være fordeler og ulemper; Den høye nøyaktigheten av konvensjonell topografi er nostalgisk, men komplikasjonene med å be om tillatelse til å gå inn i privat eiendom, risiko for plassering på uregelmessige steder, behov for hull i høyt gress og hindringer ... er gal. Selvfølgelig har tettheten på skogsdekselet også ulempene ved LiDAR, og heller ikke de samme parametrene for forholdet mellom ekstremt små prosjekter.

Til slutt er vi glade for å vite hvordan teknologien har avansert i den grad at for store prosjekter som den som er oppvokst, er det nødvendig å ha et åpent sinn og en vilje til å velge nye og mer kreative måter å gjøre topografi på.

8 Svar til “Tradisjonell topografi vr. LiDAR. Nøyaktighet, tid og kostnader. ”

  1. God morgen ... venner .... refererer til bruken av dronene for å lage en undersøkelse ... .som ville være i sensor og / eller utstyr som er angitt for å heve et stort område (1000 Has eller mer) med tett eller veldig tett vegetasjon? hvor tilgang er svært vanskelig.
    Utmerket artikkel !!

  2. Meget god informasjon og gir meg et bedre syn på denne teknologien, konkluderte også med at for design er et flott verktøy, men erfaringer i å utføre konvensjonelle undersøkelser med totalstasjoner tar stor betydning, krever å gjøre mange justeringer linjer baser i dimensjoner og koordinater som gir nødvendig presisjon for et prosjekt i utførelsesfasen der parametere mindre enn 0.05m av feil er påkrevd. hilsen

  3. Joham

    Jeg LIKER MEGET DISCLAIMER LANGSOM HVORDAN SPØRER SPØRSMÅLEN OM DU KAN HAVE DEN SAMME PRECISIONEN.

  4. Det er viktig å kjenne virkeligheten i svært befolkede bymiljøer, siden ikke alle typer prosjekter kan generalisere presisjonene og tidene.

  5. Utmerket artikkel ... !!! Jeg tror det er en tvil om at vi alle har på et tidspunkt

  6. TAKK FOR KLARIFIKASJONEN VAR MED SPØRSMÅL FOR SOM VIL VÆRE DET NESTE RIKTIG
    GODT BIDRAG

Legg igjen en kommentar

Din e-postadresse vil ikke bli publisert.

Dette nettstedet bruker Akismet for å redusere spam. Lær hvordan kommentardataene dine behandles.