نسخه سنتی توپوگرافی LiDAR دقت ، زمان و هزینه ها.

انجام کار با LiDAR می تواند دقیق تر از توپوگرافی متعارف باشد؟ اگر آن را کاهش می دهد، در چه درصد؟ چه مقدار هزینه را کاهش می دهد؟

زمانها قطعاً تغییر کرده است. به یاد می آورم که وقتی فیلیپه ، نقشه بردار که کار میدانی را برای من انجام می داد ، با یک دفترچه 25 صفحه ای از مقاطع عرضی برای تولید نقشه های کانتور وارد می شد. من زمان کنکاش روی کاغذ را زندگی نکردم اما به یاد دارم که این کار را با اتوکد انجام داده ام و هنوز از Softdesk استفاده نکرده ام. بنابراین من با اکسل استدلال کردم تا بدانم در چه فاصله ای باید ارتفاع را بین دو ارتفاع قرار دهم ، و این نقاط بر روی لایه هایی با رنگ و سطح مختلف قرار گرفتند تا در نهایت با چند خطی هایی که به منحنی تبدیل کردم به آنها بپیوندم.

اگر کابینت کار دیوانه وار بود ، اما با کار میدانی که یک هنر بود مقایسه نمی شد ، اگر می خواستید داده های کافی داشته باشید تا هنگام نامنظم بودن ارتفاع سنجی ، مدل سازی قابل قبولی انجام دهید. سپس SoftDesk ، سلف اتوکد Civil3D که کابینه را ساده کرد و فلیپه در یکی از دوره های من بود که یاد می گرفت چگونه از یک ایستگاه کل استفاده کند ، که باعث کاهش زمان ، افزایش امتیاز و البته دقت می شود.

سناریو هواپیماهای بدون سرنشین برای استفاده مدنی با منطق مشابه پارادایم های جدید را می شکند: مقاومت در برابر تغییر در تکنیک های نقشه برداری همیشه به دنبال کاهش هزینه و تضمین دقت است. بنابراین در این مقاله دو فرضیه را که در آنجا شنیده ایم تحلیل خواهیم کرد:

فرضیه 1: بررسی با LiDAR باعث کاهش زمان و هزینه می شود.

فرضیه 2: نظرسنجی با LiDAR از بین می رود دقت.

مورد تجربی

مجله POB کاری را که در آن کاری در بررسی داده های یک گودال انجام می شد ، با استفاده از روش مرسوم بیش از 40 کیلومتر ، سیستماتیک کرد. جداگانه ، در کار دوم چند روز بعد با استفاده از توپوگرافی LiDAR در طول 246 کیلومتر از همان سد ساخته شد. اگرچه مقاطع از نظر مساوی مساوی نبودند ، اما بخش معادل آن برابر شد تا در شرایط مشابه مقایسه شود.

توپوگرافی متعارف

بررسی توپوگرافی در مقاطع هر 30 متر ، همزمان با ایستگاه های موجود ، جمع آوری شد. نقاط عرضی در فواصل کمتر از 4 متر گرفته شد.

این کار با نقاطی از شبکه ژئودزیک ، که با GPS ژئودتیک در امتداد محورها مورد تأیید قرار گرفت ، ارجاع داده شد و از این نقاط با استفاده از ترکیبی از ایستگاه های مرجع مجازی و RTK ، نقاط عرضی بررسی شد. برای اطمینان از سازگاری مدل دیجیتال ، باید نقاط اضافی در مکانهای تغییر شیب و شکل خاص گرفته شود.

تفاوت های باقی مانده بین نقاط شناخته شده و مختصات دریافت شده توسط GPS در جدول نشان داده شده است، تایید شده است نظرسنجی معمولی بسیار دقیق است.

بررسی LiDAR

این کار با یک واحد خودمختار در پرواز در ارتفاع 965 متر ، با تراکم 17.59 امتیاز در متر مربع انجام شد. آنها 26 نقطه کنترل شناخته شده را بازیابی کردند و از مقابل 11 نقطه درجه اول اضافی که با GPS ژئودتیک خوانده می شدند عبور کردند.

با استفاده از این 37 امتیاز داده های LiDAR تنظیم شده است. اگرچه لازم نبود از آنجا که مختصات گرفته شده توسط پهپاد که مجهز به گیرنده GPS است و توسط ایستگاههای پایه کنترل می شود ، حداقل 6 ماهواره قابل مشاهده و PDOP کمتر از 3 در تمام مدت بدست می آورد. فاصله تا ایستگاه پایه هرگز بیشتر از 20 کیلومتر

مجموعه ای از 65 ایستگاه بازرسی اضافی برای تأیید صحت داده های LiDAR خدمت می کنند. در مورد این نکات ، دقتهای عمودی زیر بدست آمده است:

در منطقه شهری: 2.99 سانتی متر. (9 نمره)

در زمین باز یا چمن کم: 2.99 سانتی متر. (38 امتیاز)

در جنگل: 2.50 سانتی متر (3 امتیاز)

در بوته ها یا چمن های بلند: 2.99 سانتی متر. (6 امتیاز)

تصویر نشان دهنده تفاوت چگالی بزرگ بین نقاط گرفته شده با LiDAR نسبت به مقطع عرضی مشخص شده در مثلث سبز است.

تفاوت در دقت

برخلاف این فرضیه که نظرسنجی LiDAR به دقت یک نظرسنجی معمولی نمی رسد ، این یافته بیش از حد جالب است. در زیر مقادیر RMSE (خطای میانگین مربعات ریشه) وجود دارد که پارامتر خطا بین داده های گرفته شده و ایست های بازرسی مرجع است.

تفاوت در زمان

اگر بالا ما را شگفت زده کرده است، ببینید چه اتفاقی در رابطه با کاهش زمان مقایسه بین روش LiDAR نسبت به روش سنتی است:

جمع آوری اطلاعات در این زمینه با LiDAR فقط 8٪ بود.

• کار کابینه تقریبا 27٪ بود.
• جمع کردن میدان + پرواز + ساعتهای کابینه LiDAR در برابر اطلاعات میدان + کابینت توپوگرافی متعارف، LiDAR فقط 19٪ مورد نیاز است.

به عنوان یک نتیجه، ساعت کار 123 در هر کیلومتر از توپوگرافی متعارف به تنها 4 ساعت در کیلومتر کاهش یافت.

علاوه بر این، اگر کل امتیاز در بین زمان مصرف در فرآیندهای جذب و کابینه اسیر شده است، روش معمول شکاف در ساعت به دست آمده 13.75 امتیاز، برابر 7.7 میلیون نقطه های LIDAR در ساعت است.

تفاوت در زمان

هزینه های این تجهیزات مدرن ، با به دست آوردن این حسگرها توسط این سنسورها ، نشان می دهد که کار باید گران تر باشد. اما در عمل ، کاهش زمان و هزینه های بسیج که توپوگرافی متداول بر آن دلالت دارد ، هزینه نهایی مشتریان 246 کیلومتر با LiDAR 71٪ کمتر از کل هزینه 40 کیلومتر با توپوگرافی معمولی است.

به نظر می رسد باور نکردنی است، اما قیمت هر کیلومتر خطی با LiDAR تنها 12٪ در مقایسه با توپوگرافی معمولی بود.

نتیجه

آیا توپوگرافی LiDAR کاملا جایگزین توپوگرافی سنتی است؟ در کل ، از آنجا که کار با LiDAR همیشه برخی از نقاط توپوگرافی را برای نقاط کنترل اشغال می کند ، اما می توان نتیجه گرفت که با تمام مزایای هزینه ، کیفیت محصول و زمان ، کار با LiDAR نتایج تقریبا دقیق همان توپوگرافی را ایجاد می کند مرسوم.

همیشه موافقان و مخالفانی وجود دارد؛ دقت بالای توپوگرافی معمولی نوستالژیک است ، اما عوارض درخواست مجوز ورود به املاک خصوصی ، خطرات مکان یابی در مکان های نامنظم ، نیاز به شکاف در برابر چمن های بلند و موانع ... دیوانه کننده است. البته ، تراکم پوشش جنگلی نیز در مورد LiDAR معایب خود را به همراه دارد ، آنها همچنین پارامترهای رابطه یکسانی بین پروژه های بسیار کوچک نیستند.

در نتیجه، ما خوشحالیم که بدانیم تکنولوژی تا چه حدی پیشرفت کرده است که برای پروژه های بزرگی مانند پیشنهاد شده، ضروری است که ذهن باز و در دسترس بودن برای انتخاب روش های نوین و خلاقانه تر بررسی شود.