Традиційна топографія vrs. LiDAR. Точність, час і витрати.

Робота з LiDAR може бути більш точною, ніж звичайна топографія? Якщо це скорочує час, в якому проценті? Скільки це зменшує витрати?

Часи точно змінилися. Я пам’ятаю, коли Феліпе, геодезист, який виконував мої польові роботи, прийшов із зошитом на 25 сторінок із перерізами для створення контурних карт. Я не жив часом інтерполяції на папері, але пам'ятаю, як це робив за допомогою AutoCAD, ще не використовуючи Softdesk. Тож я інтерполював Excel, щоб знати, на якій відстані розмістити висоту між двома висотами, і ці точки були розміщені на шарах різного кольору та рівнів, щоб нарешті об’єднати їх полілініями, які я перетворив на криві.

Хоча робота кабінету була шаленою, її не порівнювали з польовими роботами, які були мистецтвом, якщо ви хотіли мати достатньо даних для прийнятного моделювання, коли альтиметрія була нерегулярною. Потім з’явився SoftDesk, попередник AutoCAD Civil3D, який спростив кабінет, і Феліпе навчався на одному з моїх курсів, як користуватися тахеометром, що скорочувало час, збільшувало кількість балів і, звичайно, точність.

Сцена дрони для цивільного використання розбиває нові парадигми за аналогічною логікою: опір змінам у методах зйомки завжди прагне зменшити витрати та гарантувати точність. Тож у цій статті ми проаналізуємо дві гіпотези, які ми там чули:

Гіпотеза 1: Опитування за допомогою LiDAR зменшує час і витрати.

Гіпотеза 2: Топографія за допомогою LiDAR призводить до втрати точності.

Експериментальний випадок

Журнал ALL систематизував роботу, в якій робота була проведена в обстеженні даних дамби, використовуючи звичайний метод на протязі 40 кілометрів. Окремо, у другій роботі через кілька днів вона була розроблена з використанням топографії LiDAR вздовж 246 кілометрів тієї самої дамби. Незважаючи на те, що відрізки не були однаковими за відстанню, еквівалентний переріз було прирівняно для порівняння за подібних умов.

Звичайна топографія

Топографічну зйомку збирали в перерізах через кожні 30 метрів, збігаючись із існуючими станціями. Поперечні точки брали на відстані менше 4 метрів.

Робота була географічно спрямована на точки геодезичної мережі, які були перевірені геодезичним GPS по осях, і з них перехресні точки обстежувались за допомогою комбінації віртуальних опорних станцій та RTK. Додаткові пункти потрібно було брати на спеціальних місцях схилу та зміни форми, щоб забезпечити узгодженість цифрової моделі.

Остаточні відмінності між відомими точками та координатами, отриманими за допомогою GPS, були показані в таблиці, що підтверджують що звичайний підйом є дуже точним.

Опитування LiDAR

Це було зроблено з автономним підрозділом, що летів на висоті 965 метрів, щільністю 17.59 бала на квадратний метр. Вони виявили 26 відомих контрольних точок і перетнули їх через додаткові 11 пунктів першого порядку, які зчитувались за допомогою геодезичного GPS.

За допомогою цих 37 балів було здійснено підбір даних LiDAR. Хоча це не було необхідним, оскільки координати, взяті БПЛА, який оснащений GPS-приймачем і керований базовими станціями, отримували весь час мінімум 6 видимих ​​супутників і PDOP менше 3. Відстань до базової станції ніколи не була більшою за 20 кілометрів.

Набір із 65 додаткових контрольних пунктів служив для підтвердження точності даних LiDAR. Щодо цих пунктів були отримані такі вертикальні деталі:

У місті: 2.99 см. (9 балів)

У відкритому полі або низькій траві: 2.99 см. (38 балів)

У лісі: 2.50 см. (3 бали)

У кущах або високій траві: 2.99 см. (6 балів)

Зображення показує велику різницю в щільності між точками, взятими за допомогою LiDAR, порівняно з перетином, позначеним зеленими трикутниками.

Відмінності в точності

Висновок є більш ніж цікавим, всупереч гіпотезі, що опитування LiDAR не досягає точності звичайного опитування. Нижче наведено значення RMSE (середньоквадратична помилка), що є параметром помилки між захопленими даними та контрольними контрольними точками.

Відмінності у часі

Якщо вищесказане здивувало нас, подивіться, що трапилось з точки зору скорочення часу порівняльним способом між методом LiDAR і традиційним методом:

Збір даних на полі з LiDAR становив лише 8%.

• Робота кабінету складала лише 27%.
• Підведення підсумків поля польоту + польоту + годинник LiDAR до даних по області + звичайний топографічний кабінет, LiDAR вимагав лише 19%.

Як наслідок, 123 години роботи на кілометр звичайної топографії були зведені лише до 4 годин на кілометр.

Крім того, якщо загальна кількість захоплених точок розподіляється між тим, що витрачається на процеси захоплення та кабінету, звичайним способом було отримано 13.75 балів за годину, проти мільйон очок 7.7 за годину LiDAR.

Відмінності у часі

Витрати на це сучасне обладнання, оскільки ці датчики фіксують таку кількість балів, свідчать про те, що робота повинна бути дорожчою. Але на практиці скорочення часу мобілізації та витрат, які передбачає звичайне обстеження, Остаточна вартість замовника 246 71 кілометрів була з LiDAR% нижче, ніж загальна вартість 40 кілометрів звичайної топографії !.

Це виглядає неймовірно, але ціна за лінійний кілометр з LiDAR була лише 12% у порівнянні з звичайною топографією.

Висновок

Чи топографія LiDAR повністю замінює традиційну? Не в цілому, оскільки робота з LiDAR завжди займає певну топографію для контрольних точок, але можна зробити висновок, що при всіх перевагах вартості, якості продукції та часу робота з LiDAR дає результати з майже однаковою точністю топографії звичайний.

Завжди будуть плюси і мінуси; висока точність звичайної топографії ностальгічна, але ускладнення прохання про дозвіл на проникнення в приватну власність, ризики розміщення на нерегулярних ділянках, необхідність прогалин перед високою травою та перешкодами ... це божевільно. Звичайно, щільність лісистості також приносить свої недоліки у випадку з LiDAR, вони також не є однаковими параметрами взаємозв'язку між надзвичайно малими проектами.

На закінчення, ми раді знати, яким чином технологія розвивається настільки, що для таких великих проектів, як піднятий, необхідно мати відкритий розум і готовність вибирати нові, більш творчі способи проведення топографії.