RecomandămInginerieegeomates meleTOPOGRAFIA

Topografie tradițională vrs. LiDAR. Precizie, timp și costuri.

A face un loc de muncă cu LiDAR ar putea fi mai precis decât cu topografia convențională? Dacă reduce timpul, în ce procent? Cât costă reducerea costurilor?

 

Vremurile s-au schimbat cu siguranță. Îmi amintesc când Felipe, un topograf care mi-a făcut munca pe teren, a venit cu un caiet de 25 de pagini cu secțiuni transversale pentru a genera hărți de contur. Nu am trăit vremea interpolării pe hârtie, dar îmi amintesc că am făcut-o cu AutoCAD fără să folosesc încă Softdesk. Așa că am interpolat cu Excel pentru a ști la ce distanță să plasez cota dintre cele două cote, iar aceste puncte au fost plasate pe straturi de culori și nivele diferite, pentru a le uni în cele din urmă cu polilinii pe care le-am transformat în curbe.

Deși lucrarea de cabinet a fost o nebunie, nu a fost comparată cu munca de teren care a fost o artă, dacă ați dori să aveți suficiente date pentru a face o modelare acceptabilă atunci când altimetria era neregulată. Apoi a venit SoftDesk, predecesorul AutoCAD Civil3D, care a simplificat cabinetul, iar Felipe a fost la unul dintre cursurile mele învățând cum să folosesc o stație totală, care a redus timpul, a mărit volumul punctelor și, desigur, precizia.

Scena dronă pentru uz civil rupe noi paradigme, sub o logică similară: Rezistența la schimbarea tehnicilor de topografie caută întotdeauna reducerea costurilor și garantarea preciziei. Deci, în acest articol vom analiza două ipoteze pe care le-am auzit acolo:

Ipoteza 1: Topografia cu LiDAR reduce timpul și costurile.

Hipoteza 2: Topografia cu LiDAR duce la pierderea preciziei.

 

Cazul experimental

Revista BOP a sistematizat o lucrare în care s-a efectuat o lucrare în sondajul de date al unui dig, folosind metoda convențională de peste 40 de kilometri. Separat, într-o a doua lucrare, câteva zile mai târziu, a fost dezvoltată folosind topografia LiDAR de-a lungul a 246 de kilometri de același baraj. Deși secțiunile nu au fost egale la distanță, secțiunea echivalentă a fost echivalată pentru a face o comparație în condiții similare.

 

Topografie convențională

Studiul topografic a fost colectat în secțiuni transversale la fiecare 30 de metri, coincizând cu stațiile existente. Punctele transversale au fost luate la distanțe mai mici de 4 metri.

Lucrarea a fost georeferențiată cu puncte ale rețelei geodezice, care au fost validate cu GPS geodetic de-a lungul axelor, iar din acestea punctele transversale au fost supravegheate folosind o combinație de stații de referință virtuale și RTK. A fost necesar să se ia puncte suplimentare pe site-uri speciale de pantă și schimbare de formă pentru a asigura coerența modelului digital.

să se ocupe de topografie

 

Diferențele reziduale dintre punctele cunoscute și coordonatele obținute de GPS au fost cele prezentate în tabel, confirmând că ridicarea convențională este foarte precisă.

 

  Reziduu maxim Pătrat minim rezidual
Orizontală 2.35 cm. 1.52 cm.
Vertical 3.32 cm. 1.80 cm.
Trei dimensiuni 3.48 cm. 2.41 cm.

 

Studiul LiDAR

Acest lucru a fost făcut cu o unitate autonomă care zboară la o înălțime de 965 metri, cu o densitate de 17.59 puncte pe metru pătrat. Au recuperat 26 de puncte de control cunoscute și le-au încrucișat cu alte 11 puncte de ordinul întâi care au fost citite cu GPS geodetic.

Cu aceste 37 de puncte s-a făcut potrivirea datelor LiDAR. Deși nu a fost necesar, deoarece coordonatele luate de UAV care este echipat cu un receptor GPS și controlat de stațiile de bază, au obținut tot timpul un minim de 6 sateliți vizibili și un PDOP mai mic de 3. Distanțele până la stația de bază nu au fost niciodată mai mari de cei 20 de kilometri.

Un set de 65 de puncte de control suplimentare au servit pentru a valida acuratețea datelor LiDAR. În ceea ce privește aceste puncte, s-au obținut următoarele detalii verticale:

În mediul urban: 2.99 cm. (9 puncte)

În câmp deschis sau iarbă joasă: 2.99 cm. (38 de puncte)

În pădure: 2.50 cm. (3 puncte)

În tufișuri sau iarbă înaltă: 2.99 cm. (6 puncte)

 

să se ocupe de topografie

 

Imaginea arată diferența mare de densitate dintre punctele luate cu LiDAR față de secțiunile marcate cu triunghiuri verde.

 

Diferențe în precizie

Constatarea este mai mult decât interesantă, contrar ipotezei conform căreia sondajul LiDAR nu atinge precizia unui sondaj convențional. Următoarele sunt valorile RMSE (Root mean square error), care este parametrul de eroare dintre datele capturate și punctele de control de referință.

 

Topografie convențională LiDAR de ridicare
1.80 cm. 1.74 cm.

 

Diferențele în timp

Dacă cele de mai sus ne-au surprins, vedeți ce sa întâmplat în ceea ce privește reducerea timpului într-un mod comparativ între metoda LiDAR și metoda tradițională:

Colectarea de date în domeniu cu LiDAR a fost doar 8%.

  • Cabinetul de lucru a fost de numai 27%.
  • Sumar câmpul + zbor + orele cabinetului LiDAR față de datele câmpului + cabinetul topografic convențional, LiDAR a solicitat numai procentul 19.

 

să se ocupe de topografie

În consecință, orele de lucru 123 pe kilometru de topografie convențională au fost reduse la doar 4 ore pe kilometru.

În plus, dacă totalul punctelor capturate este împărțit între timpul consumat în procesele de captură și cabinet, metoda convențională a obținut puncte 13.75 pe oră, față de 7.7 milioane de puncte pe oră de LiDAR.

 

Diferențele în timp

Costurile acestor echipamente moderne, cu acești senzori care captează acea cantitate de puncte, sugerează că lucrarea trebuie să fie mai scumpă. Dar, în practică, reducerea timpilor de mobilizare și a cheltuielilor pe care le implică topografia convențională, Costul final pentru clientul kilometrilor 246 a rezultat cu LiDAR 71% mai mic decât costul total al kilometrilor 40 cu topografie convențională!

Se pare incredibil, dar prețul pe kilometru liniar cu LiDAR a fost de doar 12% comparativ cu topografia convențională.

 

Concluzie

Topografia LiDAR înlocuiește total topografia tradițională? Nu în total, deoarece lucrul cu LiDAR ocupă întotdeauna o anumită topografie pentru punctele de control, dar se poate concluziona că, cu toate avantajele costului, calității produsului și timpului, lucrul cu LiDAR generează rezultate cu aproape aceeași precizie a topografiei convenţional.

Vor exista întotdeauna argumente pro și contra; precizia ridicată a topografiei convenționale este nostalgică, dar complicațiile cererii permisiunii de a intra în proprietăți private, riscurile de amplasare în locuri neregulate, nevoia de goluri în fața ierbii înalte și obstacole ... este o nebunie. Desigur, densitatea acoperirii pădurilor aduce și dezavantajele sale în cazul LiDAR, nu sunt aceiași parametri de relație nici între proiectele extrem de mici.

 

În concluzie, suntem încântați să aflăm cum a avansat tehnologia în măsura în care pentru proiectele mari precum cele ridicate este necesar să avem o minte deschisă și dorința de a opta pentru noi și mai creative moduri de a face topografia.

Golgi Alvarez

Scriitor, cercetător, specialist în Modele de management al terenului. A participat la conceptualizarea și implementarea unor modele precum: Sistemul Național de Administrare a Proprietății SINAP în Honduras, Modelul de Management al Municipalităților Comunale din Honduras, Modelul Integrat de Management al Cadastrului - Registrul în Nicaragua, Sistemul de Administrare a Teritoriului SAT în Columbia . Editor al blogului de cunoștințe Geofumadas din 2007 și creator al Academiei AulAGEO care include peste 100 de cursuri pe teme GIS - CAD - BIM - Digital Twins.

Articole pe aceeaşi temă

4 Comentarii

  1. Buna dimineata prieteni…. În ceea ce privește utilizarea dronelor pentru a genera un sondaj ... care ar fi senzorul și / sau echipamentul indicat pentru a supraveghea o suprafață mare (1000 Has. Sau mai mult) cu vegetație densă sau foarte densă? unde accesul este foarte dificil.
    Articol excelent!

  2. Informații foarte bună și îmi dă o vedere mai bună a acestei tehnologii, a concluzionat, de asemenea, că pentru design este un instrument de mare, dar experiența în efectuarea de urmărire convenționale, cu stații totale are o mare importanță, care necesită mai multe pentru a face ajustări la linii baze în dimensiuni și coordonate care oferă precizia necesară pentru un proiect în curs de desfășurare în cazul în care sunt necesare 0.05m parametri de eroare minoră. salutări

  3. Joham

    Îmi place o mulțime de abținere dincolo de ceea ce pune întrebarea PERSOANE dacă puteți obține aceeași precizie.

  4. Este important să cunoaștem realitatea în mediile urbane foarte populate, deoarece nu toate tipurile de proiecte pot generaliza precizările și vremurile.

  5. Excelent articol ... !!! Cred că este o întrebare pe care o avem cu toții la un moment dat

  6. MULȚUMIRI PENTRU CLARIFICAREA AU FOST CU CĂTRE CĂREA CĂTOAREA A FOST CEA MAI TRECUTĂ
    GOOD CONTRIBUȚIA

Lasă un comentariu

Adresa ta de email nu va fi publicată. Câmpurile obligatorii sunt marcate cu *

Deci, a verifica
Închide
Înapoi la butonul de sus