METODE DALJINSKEGA ZAZNAVANJA ZA POTREBE IZDELAVE …

Smetanova ulica 17

2000 Maribor, Slovenija

Doroteja Mušič

METODE DALJINSKEGA ZAZNAVANJA ZA POTREBE IZDELAVE IDEJNEGA

PROJEKTA DALJINSKIH OBJEKTOV

- PRIMERJAVA METOD

Projektna naloga

Diplomski izpit univerzitetnega študijskega programa prometno inženirstvo 1. stopnje

Maribor, avgust 2014

II


Diplomski izpit univerzitetnega študijskega programa prometno inženirstvo 1. stopnje

METODE DALJINSKEGA ZAZANVANJA ZA POTREBE IZDELAVE

IDEJNEGA PROJEKTA DALJINSKIH OBJEKTOV – PRIMERJAVA METOD

Študent: Doroteja MUŠIČ

Študijski program: univerzitetni, Prometno inženirstvo

Mentor: Izr. prof. dr. Boštjan KOVAČIČ, univ. dipl. inž. geod.

III


ZAHVALA

Zahvaljujem se mentorju dr. Boštjanu Kovačiču za vso pomoč in podporo pri izdelavi projektne naloge v okviru Diplomskega izpita na univerzitetnem študijskem programu prometno inženirstvo. Prav tako se zahvaljujem podjetju GEOIN d.o.o. in Blažu Supeju za prikaz delovanja obeh raziskanih metod. Posebna zahvala velja staršem, ki so mi omogočili študij.

IV


METODE DALJINSKEGA ZAZNAVANJA ZA POTREBE IZDELAVE IDEJNEGA PROJEKTA

Ključne besede: LiDAR, fotogrametrija, daljinski objekti, idejni projekt

Povzetek:

V tej projektni nalogi, ki je namenjena kot formalni zaključek I. Bolonske stopnje sva

preučila obstoječo gradivo in praktično izvedbo dveh metod daljinskega zaznavanja za

potrebe izdelave projekta daljinskih objektov. V gradivu sta osnovno opisani metodi

fotogrametrija in LiDAR. Jedro naloge je primerjanje metod na manjšem idejnem

projektu avtocestnega odseka Vučja vas – Mura.

V


REMOTE SENSIND TECHNIQUE FOR NEEDS OF THE DESIGN CONCEPT OF REMOTE OBJECTS

Key words: LiDAR, photogrammetry, remote objects, design concept

Abstract:

In this project assignment, which is intended as a formal conclusion of I. Bologna level,

we examine the existing material and practical implementation of two remote sensing

methods for the purpose of making the small project for remote objects. In the project

assignment, we have described the basic method of photogrammetry and LiDAR. The

main task is to compare methods in a small project highway Vučja Vas - Mura.

VI


VSEBINA

1 PRIMERJAVA METOD NA PRIMERU MANJŠEGA IDEJNEGA

PROJEKTA .................................................................................................................... 8

1.1 IDEJNI PROJEKT .................................................................................................. 8

1.2 UPORABLJENA LETALSKA FLOTA ....................................................................... 8

1.3 OPREMA ............................................................................................................ 9

1.4 PODATKI O IDEJNEM PROJEKTU ........................................................................ 11

1.5 NATANČNOST PODATKOV ................................................................................ 13

1.6 KONČNI REZULTATI METOD IDEJNEGA PROJEKTA ............................................ 14

2 ZAKLJUČEK ....................................................................................................... 20

2.1 UGOTOVITEV ................................................................................................... 20

2.2 PRIMERJAVA V ŠTEVILKAH .............................................................................. 20

3 VIRI ....................................................................................................................... 22

4 KAZALO SLIK IN TABEL ................................................................................ 23

5 NASLOV ŠTUDENTA ......................................................................................... 24

6 KRATEK ŽIVLJENJEPIS .................................................................................. 25

VII


UPORABLJENE KRATICE

LiDAR - Light Detection And Ranging

CAD - Computer Aided Design

RADAR - RAdio Aetection And Ranging

GPS - Global Positioning System

Metode daljinskega zaznavanja za potrebe izdelave idejnega projekta daljinskih objektov – primerjava metod

Stran 8

1 PRIMERJAVA METOD NA PRIMERU MANJŠEGA IDEJNEGA

PROJEKTA

1.1 Idejni projekt

Za manjši idejni projekt sva izbrala del LiDAR projekta Mura, ki je bil izveden jeseni leta

2006. Projekt je za Družbo za avtoceste Republike Slovenije (DARS) izvedlo podjetje

Geoin (Geodetski inženiring Maribor). Primerjava bo izvedena na avtocestnem odseku

Vučja vas, kot planiranje in zajem podatkov daljinskega objekta. Sam projekt pa zajema

tudi širše področje reke Mure v stiku z prometnim daljinskim objektom.

1.2 Uporabljena letalska flota

Za potrebe idejnega projekta se je za izvedbo metode LiDAR uporabilo letalo Canguro

SF600.

Tehnični podatki:

d/š/v 12.50m/15m/4.60m

teža 1875kg

Maksimalna hitrost 306 km/h

Posadka 2 – pilot in kopilot

9 - potnikov

Tabela 1 Cangaro SF600 tehnični podatki


Stran 9

Slika 1Canguro SF600

Za potrebe idejnega projekta se je za izvedbo metode FOTOGRAMETRIJA uporabilo

letalo PIPER PA-31-350 Chieftain.

Tehnični podatki:

d/š/v 9.94m/12.40m/3.930 m

teža 3930kg

Maksimalna hitrost 420 km/h

Posadka 2 – pilot in kopilot

7 - potnikov

Tabela 2 PIPER PA-31-350 Chieftain tehhnični podatki

1.3 Oprema

Pred izvedbo skeniranja terena na področju reke Mure in avtocestnega odseka Vučja vas je

bila v letalo uporabljena sledeča oprema:

• LiDAR ALTM Gemini;

z kamero Applanix 322DSS je po mnenju strokovnjakov eden najboljših LIDAR-jev na

trgu saj omogoča izjemen razpon med frekvencami (33-167Mhz) ter višinami letenja (do 4

km). Posebej je primeren za daljnovode saj omogoča funkcijo “wide beam” kar pomeni da


Stran 10

razširi laserski žarek, da se omogoči več zadetkov žice tudi pri manjši gostoti ozirmoa

“narrow beam” – ozek laserski žarek za potrebe penetracije skozi vegetacijo.

• Kamera Applanix 322DSS;

• Navigacijska naprava (GPS) Leica 530

Uporabljena programska oprema za zajem in obdelavo podatkov s terena:

• Applanix POSPac . Air,

• ALTM-NAV,

• DASHMap,

• MicroStation,

• Terrasolid (Scan,Modeler,Match,Photo),

• Geomedia OrthoPro.

Slika 2 Uporabljena oprema


Stran 11

1.4 Podatki o idejnem projektu

Površina 7.20km2

Dolžina AC odseka 15km

Čas snemanja oziroma

skeniranja

30min

Število točk 26.1 milijonov

Število točk znotraj projekta 2000 točk

GPS meritve v času skeniranja 1 bazna postaja

GPS za potrebe obdelave 4 točke

GPS kontrola natančnosti 32 točk

Obdelava LiDAR 15 ur

Klasifikacija 8 ur

Obdelava ortofoto 4 ure

Izdelava DTM, DSM 4 ure

Čas izvedbe foto/LiDar 150 dni / 60 dni

Tabela 3 Podatki o idejnem projektu

Za metodo fotogrametrija se uporabijo vhodni podatki kot so:

• Državna topografska karta 1:50000,

• državna topografska karta 1:25000,


• temeljni topografski načrt 1:5000,

• digitalni ortofoto 1:5000,

• digitalni model višin,


Stran 12

• digitalni model reliefa.

Kar ne predstavlja večjih težav, saj so ti podatki hitro dosegljivi za uporabo in obdelavo ter

so relativno poceni. Glavna pomanjkljivost je v tem, da večina podatkov je zastarelih in ne

odgovarjajo stanju na terenu. Čas potreben za izdelavo novih kart je relativno dolg,

nenatančnost modelov terena in vprašljiva ocena investicije.

Za metodo LiDAR pa se uporabijo vhodni podatki kot so:

• Državna topografska karta 1:50000,



• digitalni ortofoto 1:2500,

• digitalni model reliefa,

• digitalni model pokrivnosti.

Prednost je enotna kartografska osnova, natančen model terena, optimalni izbor trase in

korektna ocena stroškov investicije. Za razliko od klasične metode so ti podatki dražji.

Slika 9 prikazuje območje obdelave. Torej površine 7.2km2, 3.2 točke/m2 in del 15km

odseka daljinskega objekta.


Stran 13

Slika 3 Območje obdelave

1.5 Natančnost podatkov

Natančnost podatkov je odvisna od višine snemanja, natančnosti kontrolnih točk in stopnje

obdelave. V predhodnem testnem območju je bilo izvedenih 32 kontrolnih meritev, ki so

pokazale, da je srednji pogrešek višin 3 centimetre.


Stran 14

Slika 4 Rezultati meritev, vir: Geoin

1.6 Končni rezultati metod idejnega projekta

Neposredni rezultati z obdelavo metode LiDAR sestavljajo sledeči sklopi podatkovnih baz,

ki so pripravljeni za izročitev projektantom za nadaljnjo uporabo:

• 3D točkovni oblak v GK koordinatnem sistemu,

• podatek jakosti odboja,

• klasifikacija točk (teren, objekti, drevesa, podrastje…),

• digitalni modeli višin:

− DTM (model terena)


Stran 15

− DSM (model pokrovnosti)

• 3D plastnice,

• digitalni ortofoto (velikost piksla 7cm) profili.

Slika 5 Oblak točk


Stran 16

Slika 6 Vegetacija

Slika 7 Jakost odboja


Stran 17

Slika 8 Raščen teren

Slika 9 Ortofoto


Stran 18

Slika 10 Kataster

Slika 11 Kartiranje, plastnice


Stran 19

Slika 12 Geodetske podlage daljinskega objekta – prečni profil


Stran 20

2 ZAKLJUČEK

2.1 Ugotovitev

Z LiDAR tehnologijo lahko zagotovimo kakovostne geodetsko – kartografske rešitve za

potrebe planiranja in projektiranja v kratkem času za zmerno ceno. Prednost te metode je

hiter zajem podatkov, ciklično snemanje sprememb, digitalni ortofoto visoke resolucije,

digitalni modeli terena in neomejena aplikativna uporaba za vzdrževanje. Metoda

fotogrametrija je v bistvu predhodnik in bistveni element pri razvijanju tehnologije in

sistema izvedbe metode LiDAR. Pomanjkljivost starejše metode je predvsem v tem, da

nudi relativno manj podatkov in rezultatov pri zajemanju. Tako je potrebno veliko več časa

pri oblikovanju in ustvarjanju končnih rezultatov fotografij površja določenega območja.

Medtem metoda LiDAR združuje kar nekaj tehnologij za zbiranje in popis informacij na

nekem področju za potrebe izdelave idejnih projektov daljinskih objektov.

2.2 Primerjava v številkah

Ocena stroškov geodezije – kartografije za AC odsek 15 km

FOTOGRAMETRIJA LiDAR

ŠTUDIJA 2 500.00 EUR 50 000.00 EUR

IDEJNI PROJEKT 230 000.00 EUR 130 000.00 EUR

PGD/PZI 100 000.00 EUR 60 000.00 EUR

ČAS IZVEDBE 150 dni 60 dni

SKUPAJ 332 500.00 EUR 240 000.00 EUR

VREDNOST v % 100% 72%


Stran 21

PRODUKTI Topografski načrt 1:1000,

prečni profil, raster 20m.

Model terena – študija,

DOF 25cm,

DOF 10cm,

reaumbulacina DTK5,

topografski načrt 1:1000,

prečni profil raster 50m,

prečni profil raster 20m,

model pokritosti.

Tabela 4 Primerjava v številkah


Stran 22

3 VIRI

Wikipedia. (5. maj 2009). Prevzeto 4. september 2013 iz Wikipedia The free Encyclopedia:

http://en.wikipedia.org/wiki/Lidar

Bric, V., Griggillo, D., & Kosmatin - Fras, M. (brez datuma). Fotogrametrija. Ljubljana,

Mestna občina Ljubljana, Slovenija.

Gorjup, Z. (1985). Fotogrametrija. Ljubljana: Tehniška založba Slovenije.

Gosar, A. (2017). LETALSKO LASERSKO SKENIRANJE (LiDAR) IDRIJSKEGA IN

RAVENSKEGA PRELOMA V ZAHODNI SLOVENIJI Airborne laser scanning

(LiDAR) of Idrija and Ravne faults in Western Slovenia. UJMA, 139-144.

Kamnik, R., & Kovačič, B. (2009). Praktična geodezija v gradbeništvu. Maribor, Maribor,

Slovenija: Fakulteta za gradbeništvo Maribor.

Markovič, B. (1964). Enoslikovna fotogrametrija. Ljubljana, Ljubljana, Slovenija:

Univerzitetna založba v Ljubljani.

Novšak, F. (18. julij 2008). Diplomska naloga: Fotogrametrična izdelava 3D modelov

stavb. Ljubljana, Mestna občina Ljubljana, Slovenija.

Geodetski inženiring Maribor – GEOIN d.o.o., Gosposvetska cesta 29, 2000 Maribor,

Slovenija.


Stran 23

4 KAZALO SLIK IN TABEL

Slika 1Canguro SF600 _____________________________________________________ 9

Slika 2 Uporabljena oprema ________________________________________________ 10

Slika 3 Območje obdelave _________________________________________________ 13

Slika 4 Rezultati meritev, vir: Geoin _________________________________________ 14

Slika 5 Oblak točk _______________________________________________________ 15

Slika 6 Vegetacija ________________________________________________________ 16

Slika 7 Jakost odboja _____________________________________________________ 16

Slika 8 Raščen teren ______________________________________________________ 17

Slika 9 Ortofoto _________________________________________________________ 17

Slika 10 Kataster _________________________________________________________ 18

Slika 11 Kartiranje, plastnice _______________________________________________ 18

Slika 12 Geodetske podlage daljinskega objekta – prečni profil ____________________ 19

Tabela 1 Cangaro SF600 tehnični podatki ______________________________________ 8

Tabela 2 PIPER PA-31-350 Chieftain tehhnični podatki ___________________________ 9

Tabela 3 Podatki o idejnem projektu _________________________________________ 11

Tabela 4 Primerjava v številkah _____________________________________________ 21


Stran 24

5 NASLOV ŠTUDENTA

Doroteja Mušič

Dalmatinska ulica 45

2000 Maribor

Tel.: 051 455 806

e-mail: [email protected]


Stran 25

6 KRATEK ŽIVLJENJEPIS

Rojena: 27. 12. 1990 v Mariboru.

Šolanje:

1997 – 2005 Osnovna šola Slave Klavore Maribor

2005 – 2009 Škofijska gimnazija Antona Martina Slomška Maribor

2009 – 2014 Univerza v Mariboru, Fakulteta za gradbeništvo, prometno inženirstvo UNI.

Documents

METODE DALJINSKEGA ZAZNAVANJA ZA POTREBE IZDELAVE …