التضاريس التقليدية vrs. ليدار. الدقة والوقت والتكاليف.

القيام بعمل مع ليدار يمكن أن يكون أكثر دقة من مع التضاريس التقليدية؟ إذا كان ذلك يقلل من الوقت، ما هي النسبة المئوية؟

لقد تغير الزمن بالتأكيد. أتذكر عندما وصل فيليبي ، المساح الذي قام بالعمل الميداني نيابة عني ، ومعه دفتر ملاحظات مكون من 25 صفحة من المقاطع العرضية لإنشاء خرائط محيطية. لم أكن أعيش وقت الاستيفاء على الورق ولكني أتذكر فعل ذلك باستخدام AutoCAD دون استخدام Softdesk حتى الآن. لذلك قمت باستيفاء برنامج Excel لمعرفة المسافة التي يجب تحديد الارتفاع بين الارتفاعين ، وتم وضع هذه النقاط على طبقات ذات ألوان ومستويات مختلفة ، لربطها في النهاية مع الخطوط المتعددة التي حولتها إلى منحنيات.

بينما كان عمل الخزانة مجنونا ، لم يتم مقارنته بالعمل الميداني الذي كان فنًا ، إذا كنت تريد الحصول على بيانات كافية لعمل نموذج مقبول عندما يكون قياس الارتفاع غير منتظم. ثم جاء SoftDesk ، سلف برنامج AutoCAD Civil3D الذي سهّل الخزانة وكان فيليبي في إحدى دوراتي لتعلم استخدام محطة إجمالي ، مما قلل من الوقت ، وزاد من حجم النقاط والدقة بالطبع.

المرحلة الطائرات بدون طيار للاستخدام المدني يكسر النماذج الجديدة ، بموجب منطق مشابه: مقاومة التغيير في تقنيات المسح تسعى دائمًا إلى خفض التكلفة وضمان الدقة. لذلك في هذه المقالة سوف نحلل فرضيتين سمعناهما هناك:

الفرضية 1: المسح باستخدام LiDAR يقلل الوقت والتكاليف.

الفرضية 2: المسح باستخدام LiDAR يستلزم فقدان الدقة.

الحالة التجريبية

المجلة POB نظّم عملًا تم فيه تنفيذ عمل في مسح بيانات السد ، باستخدام الطريقة التقليدية لأكثر من 40 كيلومترًا. بشكل منفصل ، في عمل ثان بعد بضعة أيام تم تطويره باستخدام تضاريس LiDAR على طول 246 كيلومترًا من السد نفسه. على الرغم من أن الأقسام لم تكن متساوية في المسافة ، فقد تمت مساواة القسم المكافئ لإجراء مقارنة في ظل ظروف مماثلة.

التضاريس التقليدية

تم جمع المسح الطبوغرافي في مقاطع عرضية كل 30 مترًا بالتزامن مع المحطات الموجودة. تم أخذ النقاط المستعرضة على مسافات أقل من 4 أمتار.

تم تحديد الموقع الجغرافي للعمل باستخدام نقاط الشبكة الجيوديسية ، والتي تم التحقق من صحتها باستخدام GPS الجيوديسي على طول المحاور ، ومن هذه النقاط تم مسح النقاط المتقاطعة باستخدام مجموعة من المحطات المرجعية الافتراضية و RTK. يجب أخذ نقاط إضافية في مواقع المنحدرات الخاصة وتغيير الشكل لضمان اتساق النموذج الرقمي.

وكانت الاختلافات المتبقية بين النقاط المعروفة والإحداثيات التي حصل عليها غس هي تلك المبينة في الجدول، مؤكدة أن رفع التقليدية دقيقة جدا.

مسح ليدار

تم ذلك بوحدة مستقلة تحلق على ارتفاع 965 مترًا ، بكثافة 17.59 نقطة لكل متر مربع. استعادوا 26 نقطة تحكم معروفة وعبروها مقابل 11 نقطة إضافية من الدرجة الأولى تمت قراءتها باستخدام نظام تحديد المواقع الجغرافي الجيوديسي.

مع هذه النقاط البالغ عددها 37 ، تم إجراء ملاءمة بيانات LiDAR. على الرغم من أنه لم يكن ضروريًا نظرًا لأن الإحداثيات التي التقطتها الطائرة بدون طيار المزودة بمستقبل GPS والتي تتحكم فيها المحطات القاعدية ، حصلت طوال الوقت على ما لا يقل عن 6 أقمار صناعية مرئية و PDOP أقل من 3. المسافات إلى المحطة الأساسية لم تكن أبدًا أكبر من ال 20 كيلومترا.

عملت مجموعة من 65 نقطة تفتيش إضافية للتحقق من دقة بيانات LiDAR. فيما يتعلق بهذه النقاط ، تم الحصول على الدقة الرأسية التالية:

في المناطق الحضرية: 2.99 سم. (9 درجات)

في الحقل المكشوف أو العشب المنخفض: 2.99 سم. (38 نقطة)

في الغابة: 2.50 سم. (3 نقاط)

في الشجيرات أو العشب الطويل: 2.99 سم. (6 نقاط)

وتظهر الصورة الفرق الكبير في الكثافة بين النقاط المأخوذة مع ليدار مقابل المقاطع العرضية التي يتم تمييزها بالمثلثات الخضراء.

الاختلافات في الدقة

النتيجة أكثر من مثيرة للاهتمام ، على عكس الفرضية القائلة بأن مسح LiDAR لا يصل إلى دقة المسح التقليدي. فيما يلي قيم RMSE (جذر متوسط ​​الخطأ التربيعي) ، وهي معلمة الخطأ بين البيانات الملتقطة ونقاط التحقق المرجعية.

الاختلافات في الوقت

إذا فاجأنا أعلاه، نرى ما حدث من حيث خفض الوقت بطريقة مقارنة بين طريقة ليدار والطريقة التقليدية:

وكان جمع البيانات في الميدان مع ليدار فقط شنومك٪.

• كان عمل مجلس الوزراء فقط شنومك٪.
• تلخيص الميدان + رحلة + ليدار ساعات مجلس الوزراء ضد البيانات الميدانية + مجلس الوزراء التضاريس التقليدية، ليدار المطلوبة فقط شنومك٪.

ونتيجة لذلك، تم تخفيض ساعات العمل شنومكس لكل كيلومتر من الطوبوغرافيا التقليدية إلى ساعات شنومكس فقط لكل كيلومتر.

وبالإضافة إلى ذلك، إذا كان مجموع النقاط التي تم التقاطها ينقسم بين الوقت المستهلكة في عمليات التقاط ومجلس الوزراء، والطريقة التقليدية الحصول على نقاط شنومك في الساعة، ضد شنومكس مليون نقطة في الساعة من ليدار.

الاختلافات في الوقت

تشير تكاليف هذه المعدات الحديثة ، مع هذه المستشعرات التي تلتقط هذا القدر من النقاط ، إلى أن العمل يجب أن يكون أكثر تكلفة. ولكن من الناحية العملية ، فإن تقليل أوقات التعبئة والنفقات التي ينطوي عليها المسح التقليدي ، التكلفة النهائية للعميل من كيلومترا شنومكس نتجت مع ليدار شنومكس٪ أقل من التكلفة الإجمالية للكانومكس كيلومترا مع التضاريس التقليدية !.

يبدو لا يصدق، ولكن كان السعر لكل كيلومتر خطية مع ليدار فقط شنومك٪ مقارنة مع التضاريس التقليدية.

اختتام

هل تحل تضاريس LiDAR محل التضاريس التقليدية تمامًا؟ ليس إجماليًا ، نظرًا لأن العمل مع LiDAR يحتل دائمًا بعض التضاريس لنقاط التحكم ، ولكن يمكن الاستنتاج أنه مع كل مزايا التكلفة وجودة المنتج والوقت ، فإن العمل باستخدام LiDAR يولد نتائج بنفس دقة التضاريس تقريبًا تقليدي.

ستكون هناك دائمًا إيجابيات وسلبيات ؛ الدقة العالية للتضاريس التقليدية تثير الحنين إلى الماضي ، لكن تعقيدات طلب الإذن بدخول الممتلكات الخاصة ، ومخاطر التواجد في مواقع غير منتظمة ، والحاجة إلى وجود فجوات في مواجهة العشب الطويل والعقبات ... إنها جنونية. بالطبع ، تجلب كثافة الغطاء الحرجي أيضًا عيوبها في حالة LiDAR ، فهي ليست نفس معايير العلاقة بين المشاريع الصغيرة للغاية أيضًا.

في الختام، يسرنا أن نعرف كيف تقدمت التكنولوجيا إلى درجة أن المشاريع الكبيرة مثل تلك التي أثيرت، فمن الضروري أن يكون هناك عقل منفتح والاستعداد لاختيار طرق جديدة وأكثر إبداعا للقيام التضاريس.