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传统地形vrs。 激光雷达准确性,时间和成本。

用LiDAR做的工作可能比传统地形更准确吗? 如果减少时间,以多少百分比?降低成本多少?

 

时代肯定变了。 我记得当时为我做现场工作的测量师费利佩(Felipe)会带着一本25页的横截面笔记本来生成轮廓图。 我没有时间在纸上进行插值,但是我确实记得在不使用Softdesk的情况下使用AutoCAD进行插值。 因此,我使用Excel进行插值,以了解将高程放置在两个高程之间的距离,并将这些点放置在不同颜色和级别的图层上,最后将它们与我转换为曲线的折线连接起来。

尽管橱柜工作是疯狂的,但如果您想拥有足够的数据以在高度不规则的情况下进行可接受的建模,则不能将它与作为艺术品的现场工作相比。 然后是SoftDesk,它是AutoCAD Civil3D的前身,它简化了机柜,费利佩在我的课程中学习使用全站仪,这是减少时间,增加点数和当然精度的课程之一。

舞台 无人机用于民用 在类似的逻辑下突破了新的范式:对测量技术的变化的抵制总是寻求降低成本和保证精度。 因此,在本文中,我们将分析我们在那里听到的两个假设:

假设1:使用LiDAR进行测量可以减少时间和成本。

假设2:使用LiDAR进行测量会降低精度。

 

实验案例

该杂志 POB 系统化了一项工作,其中使用常规方法在堤坝的数据调查中进行了超过40公里的工作。 另外,几天后的第二个工作中,它是使用LiDAR地形沿着同一大坝的246公里开发的。 尽管这些部分的距离不相等,但是等效部分被等同用来在相似条件下进行比较。

 

常规地形

地形调查每30米收集一次横截面,与现有测站相吻合。 横向点的距离小于4米。

使用大地测量网络的点对工作进行了地理参考,这些点已通过沿大地测量的GPS进行了验证,然后使用虚拟参考站和RTK的组合对这些交叉点进行了测量。 为了确保数字模型的一致性,必须在特殊的坡度和形状变化点上增加一些点。

处理地形

 

已知点与由GPS获得的坐标之间的剩余差异如表中所示,确认 常规提升非常准确。

 

  最大残留 最小残差平方
2.35厘米。 1.52厘米。
垂直 3.32厘米。 1.80厘米。
三维 3.48厘米。 2.41厘米。

 

LiDAR调查

这是通过以965米高的密度,每平方米17.59点的高度飞行的自治单元完成的。 他们回收了26个已知的控制点,并将它们与大地GPS读取的另外11个一阶点交叉。

有了这37个点,就完成了LiDAR数据拟合。 尽管由于配备有GPS接收器并由基站控制的无人机所获取的坐标是不必要的,所以始终可以获得至少6颗可见卫星且PDOP小于3的信息。到基站的距离永远不会大于20公里。

一组65个附加检查点用于验证LiDAR数据的准确性。 关于这些点,获得了以下垂直精度:

市区:2.99厘米。 (9分)

在旷野或低矮的草丛中:2.99厘米。 (38分)

在森林中:2.50厘米。 (3分)

在灌木丛或高高的草丛中:2.99厘米。 (6分)

 

处理地形

 

图像显示了利用LiDAR拍摄的点与用绿色三角形标记的横截面之间的密度差异较大。

 

精度差异

与LiDAR调查没有达到传统调查的精确度的假设相反,这一发现不仅有趣。 以下是RMSE(均方根误差)值,它是捕获的数据和参考检查点之间的误差参数。

 

常规地形 LiDAR起吊
1.80厘米。 1.74厘米。

 

时间差异

如果上述让我们感到惊讶,看看在LiDAR方法和传统方法之间比较的时间缩短方面发生了什么呢?

LiDAR在该领域的数据收集只是8%。

  • 内阁工作只有27%。
  • 总结+飞行+飞机+ LiDAR机柜时间与现场数据+传统地形柜,LiDAR只需要19%。

 

处理地形

因此,每公里常规地形的123工作时间减少到每公里4小时。

此外,如果捕获点的总和在捕获和柜体过程中消耗的时间之间划分,则常规方法每小时获得13.75点数,相对于LiDAR每小时7.7百万点。

 

时间差异

这些传感器捕获了这些点数的现代设备的成本表明,这项工作必须更加昂贵。 但实际上,减少常规调查所需要的动员时间和费用, 246公里客户的最终成本是LiDAR 71%,低于传统地形40公里的总成本。

这看起来不可思议,但与传统地形相比,LiDAR每线性公里的价格仅为12%。

 

结论

LiDAR地形会完全取代传统地形吗? 总的来说,由于与LiDAR的工作总是占据控制点的某些地形,因此可以得出结论,凭借成本,产品质量和时间的所有优势,与LiDAR的工作所产生的结果具有几乎与地形相同的精度常规。

总会有利弊; 常规地形的高精度是怀旧的,但是复杂的要求允许进入私人场所的风险,放置在不规则地点的风险,面对高高的草丛和障碍物的需求……这太疯狂了。 当然,在LiDAR的情况下,森林覆盖的密度也带来了缺点,它们也不是非常小的项目之间的相同关系参数。

 

总而言之,我们很高兴知道技术如何发展到一个程度上,对于大型项目,如提出的,有必要有开放的心态,愿意选择新的,更具创意的方式做地形。

高尔基阿尔瓦雷斯

作家、研究员、土地管理模型专家。 他参与了模型的概念化和实施,例如:洪都拉斯国家财产管理系统 SINAP、洪都拉斯联合市政管理模型、地籍管理综合模型 - 尼加拉瓜登记处、哥伦比亚领土 SAT 管理系统. 自 2007 年以来,Geofumadas 知识博客的编辑和 AulaGEO 学院的创建者,其中包括 100 多门关于 GIS - CAD - BIM - 数字孪生主题的课程。

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8条评论

  1. 早上好,朋友…。 关于使用无人驾驶飞机进行调查……将用什么传感器和/或设备对具有茂密或非常茂密植被的大面积区域(1000 Has。或更多)进行调查? 访问非常困难的地方。
    优秀的文章!

  2. 非常好的信息,给了我一个更好的观点这个技术,我也得出这样的结论:设计是一个很好的工具,但是对于执行过程中的经验,全站仪的传统地形非常重要,需要做一些线条调整基于尺寸和坐标,在需要小于0.05m的参数的执行阶段为项目提供所需的精度。 问候

  3. Joham

    如果您可以获得相同的精确度,我也会提出一些免责声明。

  4. 在人口稠密的城市环境中了解现实是非常重要的,因为并非所有类型的项目都可以概括出精度和时代。

  5. 很棒的文章……! 我认为这是我们所有人都存在的一个问题

  6. 谢谢澄清一切都是最准确的问题
    很好的贡献

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