Aihearkisto: GNSS

Kokemusta tarvitaan

Viime viikolla uutisoitiin kokeneen GNSS-alan tekijän, Tom Hunterin, paluusta eläkkeeltä takaisin töihin Javadille. Ajat ovat mielenkiintoiset, joten ilmankos nyt tarvitaan kokemusta luotsaamaan yrityksiä muutoksessa.

Tom Hunterin urasta kerrotaan hänen toimineen tietysti nyt viimeksi Javad Inc:issä ja sitä aikaisemmin Ashtech/Magellanin varapresidenttinä. Javadin toimitusjohtaja Nedda Ashjaee kertoo Hunterin rakentaneen yhtiötä hänen isänsä Javad Ashjaeen tukena, joten kukapa nyt olisi nyt parempi henkilö uudistamaan yritystä ja säilyttämään samalla sen innovatiivisen perinnön. Nyt Hunter johtaa yhtiön myyntiä vientimarkkinoilla.

Hunterin yhteys Javadiin alkoi jo vuonna 1987, jolloin hän oli yksi Ashtechin seitsemästä ensimmäisestä työntekijästä. Javad oli juuri lähtenyt Trimble Navigationilta ja perustanut oman yhtiön, Ashtechin, uusille ajatuksilleen. Javad Ashjaeen tavaramerkiksi kehittyi jatkossa sarjayrittäjyys eli hän perusti useita yrityksiä ja sopivassa vaiheessa myi nämä yritykset teknologioineen muille toimijoille kuten Trimble ja Topcon. Myyntivaiheessa Javadilla oli jo uutta mielessä seuraavan yrityksen perustamiseen. Kauppojen myötä Javadin karenssiaika, lupa seuraavan yrityksen perustamiseen, piteni kunnes Javad Incin perustamista edelsi jo sopimuspohjainen useamman vuoden paussi. Javad kertoo tarkemmin omasta GNSS-historiastaan yhtiön sivuilla – myös kadehtijoita on riittänyt kuten aina.

Javad Ashjaee kuoli yllättäen koronaviruspandemian uhrina toukokuussa 2020. Nedda Ashjaeen mukaan hänen strategisesta ajattelustaan tunnettu isänsä oli huolehtinut yhtiön jatkuvuudesta valmentaen henkilöstöä tilanteisiin, joissa hän olisi poissa. Nyt yhtiön liiketoimintasuunnitelmaa on päivitetty ja toiminta jatkuu uusin suunnitelmin.

Javad Ashjaeella ehti kertyä 102 patenttia, joissa hän oli ainoa tai ensimmäinen nimi patentissa.

Olemme integroineet Javadin vastaanottimia Riegl VZ-400i -laserskannereihin ja se on ykkössuosituksemme tässä yhteydessä myös asiakkaillemme. Suomessa Javadin maahantuoja on Navdata Oy.

Uusi RIEGL VMX-2HA liikkuva laserskannausjärjestelmä

Kevään tullen on aika tutustua hieman tarkemmin RIEGL VMX- mobiiliskannerisarjan, järjestyksessä jo neljänteen uutuuteen, tuotemerkinnältään RIEGL VMX-2HA. VMX-sarjan ensimmäinen kompakti mobiililaitteisto VMX-250 julkaistiin muuten jo tasan 10 vuotta sitten. Sen jälkeen RIEGL VMX-sarjan kehitys jatkui saman konseptin mukaan kehitetyillä VMX-450 ja VMX-1HA malleilla.

RIEGL VMX-2HA on kokonaan uuden konseptin laitteisto, jossa kiteytyy laitevalmistajan 40 vuoden kokemus laserskannaustekniikan johtavana kehittäjänä samoin kuin myös uran uurtajan pitkä kokemus mobiililaserskannauksessa eli liikkuvassa kartoituksessa.

RIEGL VMX-2HA:ssa on on panostettu erityisesti kameroihin, joita on mahdollista liittää järjestelmään peräti 9 kappaletta 10 GigE -rajapinnoilla. Riegl tarjoaa kameroiksi kuvassa näkyviä 5, 9 ja/tai 12 Mpx kameroita, mutta laitteistoa hankkiessa voi aivan yhtä hyvin tyytyä vähäisempään resoluution valitsemalla esim. Ladybug5+ kameran yleiskuvasta varten. Vastaavasti järjestelmään voi liittää myös isompiakin kameroita, sillä liitäntöjen kuituoptiikka mahdollistaa nopean tiedonsiirron.

Rieglin uudet teollisuuskamerat ovat kennoiltaan herkempiä, mikä mahdollistaa paremman kuvanlaadun huonoissa valaistusolosuhteissa sekä nopeammat ajonopeudet kuvauksen aikana. Suhteessa laserskannaukseen kuvaus on näet monasti työtä rajoittava tekijä, sillä skannata voidaan mihin vuorokaudenaikaan tahansa vaikkapa täydellisessä pimeydessä. Valokuvaus vaatii aina kohteen valaistuksen jollain keinoin.

Yllä olevassa kuvassa on esimerkki takakameran resoluutiosta – pikselikoko kahden metrin etäisyydelta on 1,4 mm ja näitä kuvia voi ottaa useamman sekunnissa.

Itse skannausjärjestelmä on taattua Rieglin laatua sisältäen Rieglin uusimmat skannerit ja yhden kaupallisten markkinoiden parhaimmista GPS-inertianavigointijärjestelmistä.
Inertianavigointitekniikan hyödyntämisestä johtuen parempi laserskannaus- eli mittaustulos saadaan reippaalla ajovauhdilla.

Aineistojen prosessointi georeferointiin asti tehdään Rieglin omilla ohjelmilla, joihin on kehitetty hyvät rutiinit kahden keskenään kalibroidun skannerin aineiston prosessointiin. Luokittelua, vektorointia, mallinnusta ja koodausta voidaan tämän jälkeen tehdä esim. TerraSolidin ohjelmistoilla.

Tiesitkö muuten, että Rieglin VMX-mobiilikartoitusjärjestelmillä on mitattu jo muutama miljoona tiekilometri maailmalla? Isoimmilla asiakkailla esim. Kiinassa ja Yhdysvalloissa on jo useampia laite käytössään ja näillä mitataan kovaa vauhtia esimerkiksi robottiautojen tarvitsemia HD-karttoja. HD-karttaa varten tehtävä aineiston prosessointi eroaa suunnittelua varten tehtävästä vektoroinnista, sillä päämääränä ovat koneluettavat tiedostot.

Toivomme saavamme ensimmäisen RIEGL VMX-2HA laitteiston pian Suomeen, mutta sitä ennen tervetuloa meille tutustumaan aineistoihin ja kuulemaan lisää yksityiskohtia.

PS. Juuri tällaisille laitteistoille ja mittaustarkkuuksille tarvitsemme sekä valtakunnallista että kaupunkien ja kuntien ylläpitämää tarkkaa korkeus- ja tasokoordinaatisto runkopisteistöä, joiden rapistumisesta olemme eri yhteyksissä valitelleet koko talven.

Runkomittauskeskustelu jatkuu

Lämmitimme Lapin mittauspäivillä jo alustavasti runkomittausaihepiiriä ja ensi viikolla 27. maaliskuuta jatkamme samasta aihepiiristä Maanmittauspäivillä otsikolla: ” Runkomittaukset – katoavaa kansanperinnettäkö?”. Siellä laajennamme keskustelua myös kustannusvaikutuksiin, sillä kustannukset ovat tietysti usein se merkittävin motivaatio lähes kaikessa – myös mittauksessa ja rakentamisessa.

Rovaniemellä Tauno Suomisen esitys oli suunnattu pääosin opiskelijoille, joten hän kävi läpi oman mittausuransa kautta kohtaamisensa runkomittauksen kanssa. Hän on niitä harvoja suomalaisia, jotka ovat käyttäneet jo GPS-järjestelmän edeltäjää Navsatia (Navy Satellite Navigation System) ja nimenomaan rungon mittaamiseen. Navsat ei ole oikein edes tunnettu Suomessa, koska se oli vain NATO-maiden ja niiden liittolaisten käytössä.

Tauno on monien projektien mies Suomessa ja maailmalla, joten mittausrungon tarve on tullut hänelle esille jo uran alkuajoista alkaen. Ja kummasti nyt on palattu taas osin1980-luvun tilanteeseen Suomessa. Jälleen kerran jopa mittausalan kouluksen saaneille ihmisille joutuu perustelemaan jopa miksi runkomittausta tarvitaan.

Lähtökohtainen kysymys on siis tietysti mihin runkomittausta tarvitaan? Jos ei tarvita niin ei sitä tietenkään tehdä. Työmaiden tilanteista päätellen tarve ei ole kadonnut minnekään eikä korvaavaa järjestelmää ole kehitetty tilalle – odotamme tietysti mielenkiinnolla dynaamista koordinaatistoa. Nyt mittaukset kelluvat monin paikoin ilmassa ja riitoja riittää. Kuntien heikon tilanteen ovat havainneet myös muutamat rovaniemeläisopiskelijat kesätöissään.

Tauno listasi seuraavia käytännön syita rungon rakentamiseen:

  1. Sidotaan erilaiset maastomittaukset samaan järjestelmään. Varsinkin kun niin tuotetaan hyvinkin monenlaisella laitteistolla ja tarkkuudet vaihtelevat.
  2. Ollaan suunnittelun kanssa samassa järjestelmässä. Ei ole ollenkaan itsestäänselvää edelleenkään, että suunnittelijat toimivat samassa järjestelmässä.
  3. Olosuhteista riippumatta voidaan varmistaa mittausten homogeenisuus alueilla, joissa on heikot GNSS-olosuhteet, jyrkänteitä, pöheikköjä, katukuiluja jyms.
  4. Mittausten laaduntarkastus.
  5. Rakentamisen kontrollit

Esimerkkinä kohdasta 2 mainittakoon tuore Kuntaliiton työpaja, jossa oli esitys muun muassa talosuunnittelun maailmasta:

”Tutustuimme talosuunnittelun koordinaatistomaailmaan ja sen sovittamiseen maailmankoordinaatistoon. Periaatteessa suunnitteluohjelmistot tunnistavat paikkatietokoordinaatistot, mutta vielä on hieman matkaa käytössä olevien koordinaattijärjestelmien täydelliseen tukemiseen.”

Tätäkin selitystä ohjelmistojen koordinaatistojärjestelmistä on kuunneltu jo monta kymmentä vuotta ja matkaa on aina ”hieman”. Ihan kulman takan ollaan – ken uskoo enää?

Tämän hetken tilanne työmailla on siis kovin kirjava ihan niinkuin aikaisempinakin vuosikymmeninä, vaikka nimenomaan tieinfran puolella ongelmaa saatiin kuriin määrätietoisella tietotaidon kasvattamisella ja koulutuksella kuten Tauno alla kertoo.

Muutosta menneisyyteen on se, että tämän hetken tilanteessa roolijako näyttää olevan aika avoinna. Esimerkiksi pisteverkkojen osalta sekä Maanmittauslaitos että kunnat eivät tarvitse enää entisen kaltaista tiheää pisteverkkoa. Rakentaminen tarvitsee, joten runkopisteet jäävät käytännössä yhä enemmän heidän harteilleen. Sitten se on enää kysymys tietotaidosta ja resursseista, joita isolla osalla rakentajia ei ole.

Isot ja vaativat mittauskohteet ovat aina olleet varsin pienen erikoisosaajajoukon harteilla, mutta asiansa osaavien mittaajien joukko pitäisi olla niin laaja, että pienetkin kohteet sujuvat.

Myös vaativien ja isojen hankkeiden kohdalla tietotaidon puute on alkanut nyt näkyä kuten olemme omakohtaisesti havainneet mobiililaserkeilausprojektissa. Jos mittausprojektien laadunhallinta on pahasti hukassa ja joudutaan riitoihin, niin voittaja on se, jolla on tietotaitoa tehdä virheanalyysiä. Tai mikä pahinta, jäädään ihmettelemään eri mittausten eroja eikä kukaan osaa tehdä mitään asialle. RTK-mittauksen ja koneohjauksen aikakautena on hulluinta, että jopa osassa yliopistojamme ei enää ymmärretä rakentamisen toleranssin määritelmää, kuten tästäkin kotimaisesta tutkimuksesta näkyy.

Mutta miten tässä eteenpäin? Tule kuuntelemaan Taunon esitys Maanmittauspäivillä ja juttelemaan hänen kanssaan esityksen jälkeen. Tai piipahda toimistollamme kuulemassa lisää. Yhteiskunnan mittakaavassa emme pysty asiaa ratkaisemaan vaan potkimme vain eri tahoja hereille. Käytännön tasolla tarjoamme myös runkomittauksen koulutusta, jos sinulta/organisaatioltasi puuttuu tietotaitoa ja haluat oppia. Käytännönläheisen koulutuksemme tavoitteena ovat onnistuneet projektit eli oppiminen tekemisen kautta suunnittelusta havaintojen keräämiseen, laskentaan, dokumentointiin ja laadunvalvontaan. Meillä ei tuijoteta powerpointteja vaan jokainen joutuu oppimaan tekemällä.

RIEGL VZ-400i Sipoon kirkolla

Menneen viikon tapahtumiin lukeutuu nopea käväisy Sipoon keskiaikaisella kirkolla VZ-400i -laserskannerin kera. Laskujemme mukaan tämä on kolmas kerta, kun olemme skannanneet tätä kirkkoa lähes 20 vuoden aikajaksolla.

Noin 10 vuotta sitten tehty kirkon ullakon ja kattohirsien skannaus oli osa rakenteen tutkimusprojektia ja jäi ikuiseksi ajoiksi mieleen GPS-hölmöilyn takia. Olimme näet pyytäneet kunnalta lähtöpisteet aineiston koordinaatistolle ja seurantaan. Toden totta paikalta löytyi kolme pistettä, joiden avulla aloimme orientoida takymetriä. Ja eihän siitä tullut mitään isojen virheiden takia. Ihmettelyn jälkeen soitto kunnalle, josta saimme mittauksen tehneen yrityksen ja mittaajan nimen. Selvityksen jälkeen virheen syy oli ilmeinen, mutta hämmästelimme millä tietotaidolla RTK-GNSS:llä oli mitattu oikein seinäpiste. Kuka muutenkaan kuvittelee rakennuksen muutoksia tarkasteltavan RTK-GNSS-mittauksin?

Vuonna 2019 käytimme RTK-GNSS-mittausta suoraan skannerin asemointiin ja mittasimme muutaman aseman kirkon ulkopuolella. Tämän jälkeen siirryimme kirkkosaliin, jolloin saimme mitattua katon holvit alapuolelta. Mittauksen aikana VZ-400i:n sisäinen prosessointitietokone jauhoi mittauksia niin, että mittaustyön loputtua myös aineistot oli rekisteröity yhteen ja koordinaatistoon. Mittaukseen ja georeferoidun pistepilven luomiseen kului 1 tunti.

Tämän jälkeen aineisto siirrettiin tietokoneelle ja sitä tarkasteltiin paikan päällä RiScan Pro -ohjelmassa sekä RiPANO-projektina.

Kuvassa näkyy ulkopuolelta skannattuja aineistoja reflektanssiarvolla värjättynä. Reflektanssi eli pinnan heijastuominaisuudet auttaa pinnan materiaalien kartoituksessa joskus paremmin kuin valokuva. Tässä projektissa julkisivun kivet olisi helppo piirtää suoraan pistepilviortokuvasta.

Sisä- ja ulkomittauksia voi tarkastella yhdessä eri tavoin. Tässä tapauksessa kirkon etuosasta on tehty kapeita profiileja 1 metrin välein, jolloin esimerkiksi kirkkosalin holvikaton monimuotoisuus alkaa selvästi näkyä. Kun aineistot on rekisteröity hyvin yhteen, niin seinien paksuudet ja muut yksityiskohdat paljastuvat hienosti.

Ylempänä viistosta nähdyt leikkaukset nähdään seuraavaksi edestä katsottuna. Tästä näkymästä selviää, miten sisätilan lattia on alempana kuin ulkopuolen maanpinta. Katon etelälape (kuvassa oikealla) paljastaa myös käyryytensä eli tilanne ei ole viimeisen 10 vuoden aikana pahemmin muuttunut. Voimakkaassa auringonpaisteessa katto on käyristynyt huomattavasti enemmän kuin pohjoispuolen vastinkappale.

Viimeiseksi voimme tarkastella sisäpuolen aineistoa RiPANO-ohjelman sisällä. Nyt pistepilvi on värjätty RGB-kameran kuvalla, jolloin rakennus hahmottuu katsojalle tutumpana näkymänä. Kuvauksessa laadukasta järjestelmäkameraa ei voita laadullisesti oikein mikään – varsinkaan skannereihin integroidut pienet kamerat. Meillä oli käytössä Nikon D810 Nikkorin laatuoptiikalla.

Runkomittaukset ja mittausperusta

Viime vuosina, koko ajan voimistuen, olemme saaneet jatkuvasti signaaleja runkomittausten tekemisen ja tarkoituksen tietotaidon heikkenemisestä. Pitkään alalla toimineina tuntuu suorastaan hämmentävältä, miten nopeasti käytännön rautainen tietotaito voi kadota.

Syy ilmiöön lienee pääosin RTK-GNSS-mittauksen kasvussa niin, että sillä on korvattu paljon muilla mittaustekniikoilla tehtyjä mittauksia. Samalla isoja, neitseelliseen maastoon sijoittuvia isoja infrahankkeita on ollut huomattavasti menneitä vuosikymmeniä vähemmän. Nyt on pitkästä aikaa suunnitteilla lähes 100 km pituinen Espoo – Salo -oikorata. Useampi iso ratahanke kuten Tampereen raitiotie ja pääkaupunkiseudun raidejokeri sijoittuvat puolestaan olemassa olevaan kaupunkiympäristöön, jossa on helppo liikkua, mutta luonnollisesti näissäkin projekteissa tarvitaan oma projektikohtainen mittausperusta taso- ja korkeuskiintopisteineen.

Valtakunnallista kiintopisteverkkoa, joihin rakennusprojektien mittausperusta siis ohjeiden mukaan sidotaan, pitää yllä Maanmittauslaitos. Tämän lisäksi kunnilla on oma alempien pisteiden kiintopisterekisterinsä, joka mittausmenetelmien muuttuessa näyttää erityisesti rapistuneen. Eikä ole Maanmittauslaitoksen alemman luokan pisteistössä hurraamista – pisteitä katoaa jatkuvasti eli ylläpito maksaa rahaa ja vie aikaa. Kuntien mittausosastojen kontolla oleva peruskartan ylläpito ja päivittäminen on tarkkuusvaatimuksiltaan sen verran löperöä tavaraa eli GIS-paikkatietoa, että tehtävä onnistuu RTK-GNSS-mittauksilla. Sama pätee kaupunkimallin vaatimuksiin. Koska maksajaa kiintöpisteverkolle ei siis ole, niin sen ylläpito ja merkitys on monessa kaupungissa jo unohdettu.

Tässä vaiheessa ongelmat astuvat mukaan kuvioon, sillä kuntien alueilla tehtävät rakennusprojektit tarvitsevat paikalliseen luotettavaan pisteverkkoon sidotun mittausperustan. Kaikki rakentamisen laatu- ja tarkkuusvaatimukset mittausten osalta on määritelty valtakunnallisen verkon suhteen, jolloin voidaan edes tarkistaa tulokset. Riidat syntyvät heti kun eri osapuolet tekevät mittauksensa joko omassa mittausperustassa (esimerkiksi eri puolilta kauempaa tuodut kiintopisteet) tai eivät käytä ollenkaan paikallista vaan globaalia mittausperustaa kuten RTK-GNSS-mittauksissa voidaan helposti tehdä. Sitten joka puolella ihmetellään esimerkiksi 5 -10 cm pykäliä teissä, joita katurakenteiden ja päällysteiden tekijät pyrkivät luonnollistesti tasoittamaan ”silmällä”. Aina he eivät kykene siihen. Muun muassa Helsingin uusissa kaupunginosissa on aikamoisia rakenteiden korkeusongelmia.

Huomioitavaa on, ettei meillä ole globaalin mittausperustan laadunvalvontajärjestelmää vaan se perustuu hierarkkiseen ylemmästä pisteistöstä alempaan määriteltyyn paikalliseen/ valtakunnalliseen järjestelmään.

Huolestuttavaa ei ole pelkästään toteuttajien tietotaidon katoaminen vaan myös tilaajien kasvava ymmärtämättömyys asiasta. Ennen tilaajillakin oli sentään tiukat laatujärjestelmänsä, joilla valvottiin toteutusta, mutta nyt myös tilaajienkin laadunvarmistus tuntuu olevan osin katoavaa kansanperinnettä.

Liikenneviraston ohjeistus aihepiiristä, sekä mittausohje että toimintaohje, on hyvin ajan tasalla tarvittavista vaatimuksista. Kuitenkin koulutuksellinen ja käytännön tietämättömyys aihepiiristä on kasvavassa määrin retuperällä. Tarttis tehrä jotain?

Jos aihepiiri kiinnostaa, niin tervetuloa Maanmittauspäiville 27.3. klo 14:30 kuuntelemaan DI Tauno Suominen esitystä ”Runkomittaukset – katoavaa kansanperinnettäkö”. Tauno on on ollut mukana sadoissa infrahankkeissa ja toiminut primus motorina ilmalaserkeilauksen käyttöönotossa Suomessa 20 vuotta sitten. Hän on TVH:n mies ja ylpeä siitä.

Luonnollisesti tarjoamme myös aihepiirin käytännön koulutusta, joten ole yhteydessä jos tarvitset tietoa.

Lisää luettavaa:

https://julkaisut.liikennevirasto.fi/pdf8/lo_2017-18_maastotiedot_mittausohje_web.pdf

https://julkaisut.liikennevirasto.fi/pdf8/lo_2017-19_maastotietojen_hankinta_web.pdf

Training: geodetic monitoring using mobile laser scanning

During their training, the STARA surveyors have been facing increasingly more difficult projects as they progress on their learning path. Typically urban environments have more challenges than working on open roads, so basically they have practiced to deliver projects in their normal working environment. There are e.g. a few hundred kilometers of tunnels in Helsinki ( and who knows, maybe a 100 km tunnel between Helsinki and Tallinn in the future) and the second longest tunnel in the world, the Päijänne water tunnel also ends here.

Tunnels mean non-existing GNSS and have been a good exercise to geodetic monitoring of support walls. Founded on a hilly terrain, Helsinki has many old and new support walls and structures that require monitoring in case of deformation and other changes.

In the center of Helsinki, these walls are often located in urban canyons, but they can be seen from the road and therefore they can be measured also from a moving vehicle. The urban canyons create almost tunnel like experiences as far as GNSS is concerned which is why measuring tunnels is a good practice for this type of monitoring.

When geodetic monitoring is discussed, the accuracy requirements determine the methods and the used tools. With careful planning and right equiment, the RIEGL VMX-1HA, our calculations show that we can detect deformations as small as 5 mm on these uneven stone, which is adequate for this purpose.

During the training, The STARA surveyors have scanned 3 different support walls and are now carefully processing the data to suit the purposes. They will create the zero documentation which will be used again in 6 months time as a comparison for the future scans.

Below you can see screenshots from the raw data – the georeferenced mobile lidar data in different locations around Helsinki. The whole street with its infrastructure can be modeled from this data as well whenever needed.

Koulutus, osa nn: tunnelit

Koulutuksissamme käsittelemme monenlaisia mittauskohteita asiakkaiden toiveiden mukaan. Näin ollen kaupungeissa, joissa on paljon tunneleita, täytyy myös osata mitata tunneleita suunnittelun- ja rakentamisen vaatimalla tarkkuuvaatimustasolla. Tehtävään sopivalla laitteistolla kuten Riegl VMX-1HA:lla tunneleita voidaan mitata myös liikkuvasti.

Näin ollen tuoreimmassa koulutuksessamme on harjoiteltu eri tyyppisten, lyhyiden ja pitkien, vanhojen ja uusien, kevyen liikenteen ja ajotunnelien mittausta. Pisin mittaamamme tunneli Helsingissä on 2 km pituinen Vuosaaren satamatunneli. Kylmäharjoittelumateriaalina voidaan käyttää myös peitteisiä kadunpätkiä, jotka korkeista rakennuksista ja puista johtuen ovat käytännöllisesti tunneleita GNSS-mittauksen osalta. Tällaisia katuosuuksia Helsingissä riittää!

Alla muutama kuva mitatuista aineistoista Vuosaaresta ja Kalasatamasta.

2 km kaksoistunnelia Vuosaaressa.
Paksu profiili, jossa näkyy tunneliin asennettuja laitteita.
Tunnelinsuu.
Kalastaman uuden keskuksen rakenteita Kulosaaren sillalla.
Itäväylällä mennään kohti Kalasatamaa ja keskustaa.
Portaali Itäväylällä.

Riegl VZ-400i – markkinoiden nopein maalaserskanneri

Rieglin pistepilvien käsittelyohjelmassa RiScan Prossa mennään tätä nykyä versiossa 2.6.2. Ohjelman perusperiaate on toimia aineistojen yhdistäjänä ja valmistelijana eri alojen mallinnus- ja suunnitteluohjelmiin.

Viime aikojen kehitys on kohdistunut erityisesti aineistojen yhdistämisen nopeuttamiseen uuden VZ-400i -maalaserskannerin myötä. Samalla yhdistämisalgoritmi on siirretty myös skannerin sisälle, jossa tehokkaalla tietokoneella työn voi aloittaa jo skannauksen aikana.

VZ-400i ei ole vain mittausnopeudeltaan markkinoiden paras, vaan suorastaan lyömätön myös kokonaistyöaikaa laskettaessa. Suurin ajankayttö skannausasemaa kohden taitaa nykyään olla siirtyminen paikasta toiseen ja monet asiakkaamme ovat siirtynyt mönkijän käyttöön siirtymisen nopeuttamiseksi. VZ-400i:tä ei tarvitse erikseen tasata, joten mönkijällä siirrytään vain uuteen asemapisteeseen ja painetaan ”skannaa”. Sisällä skannerin alla on laitettava renkaat eli valokuvauspuolelta tuttu dolly.

Tämänkertainen esimerkkiaineisto on asiakkaan kesällä mittaama iso ja vilkas liikenneympyrä, jolla testasimme uusinta RiScan pro-versiota. Aineiston 116 skannausaseman mittausaika on 30 sekuntia/asema, jolloin suurin aika kuluu paikasta toiseen siirtymiseen. Aineiston asemat yhdistettiin toimistossa, jossa kului hetkinen aineiston siirtämiseen tietokoneelle (1 GB yhteys), 10 minuuttua aineiston lukemiseen sisään ohjelmaan ja 26 minuuttia rekisteröintiin. Katso suoritus lyhennettynä videolta.

Videon lisäksi otimme muutaman kuvakaappauksen aineistosta. Ensimmäinen kuva on 2 cm vaakapoikkileikkaus, josta hahmottuu liikenneympyrän muoto ja puut. Varsinainen tie on alempana ja siten ei näkyvissä.

Puiden yksityiskohtia tarkastellessa huomataan keskinäisen yhdistämisen tarkkuus – eri puolilta skannatut rungon osat osuvat tarkasti rungon kehälle.

Mittaajat löydetään myös aineistosta, vaikka he piilottelevat esimerkiksi sähkökaapin takana mittauksen aikana.

Tällaisen aineiston yksityiskohtaisuudesta riittää tietoja monen eri suunnittelijan tarpeisiin. Alla olevassa kuvassa näkyy myös nopeatempoisen liikenneympyrän liikennetta eri skannausasemilta mitattuna. Lisäksi heikosti heijastavat sähkölinjat saadaan mitattua maasta käsin aivan yhtä hyvin kuin ilmasta. UAV:n käyttö kyseisessä kohteessa on mahdotonta lentokieltojen takia.

Laite- ja ohjelmistokehitys menee eteenpäin kuin juna ja välillä varsin hurjaa vauhtia. Laitteiden nopeuden edelleenkin kehittyessä on sinänsä sääli lukea tuoreita oppaita, kuten geoteknisen mittauksen ja monitoroinnin ohjeistusta viime marraskuulta, jossa laserkeilauksen todetaan olevan hidas menetelmä. Kirjoittajat eivät ole ollenkaan perehtyneet maailmalla käytössä oleviin jopa reaaliaikaisiin laserskannauksen sovelluksiin. Esimerkiksi juuri Rieglin skannerit soveltuvat tarkkuutta ja reaaliaikaisuutta vaativiin tehtäviin erinomaisesti.

Laitteiden nopeus siis riittää, joten kysymys on vaan siitä softasta, jolla aineistoa reaaliaikaisesti analysoidaan esimerkiksi monitoroinnin tarkoituksiin. Laitteistoa valitessa täytyy nopeuden lisäksi käydä huolella läpi mittauksen vaatima tarkkuus, sillä markkinoilla olevat laitteistot eroavat huomattavasti toisistaan.

Tarvitsetko lisää tietoa? Ota yhteyttä p. 045 650 8585

VARASTON TYHJENNYS

VARASTON TYHJENNYS * VARASTON TYHJENNYS * VARASTON TYHJENNYS * VARASTON TYHJENNYS

Joulun ja Uuden Vuoden kunniaksi siivoamme varastomme ja tarjoamme poistotuotteita ”alle torihintojen”. Poistossa on niin uusia/demolaitteita kuin käytettyjä laitteita – jokaiselle jotakin.

Tervetuloa tutustumaan laitteisiin tarkemmin toimistollemme Helsingin Kulosaareen.

Ja karjalaiseen tapaan ”kahvipannu on kuumana” joka päivä!

Nettisivuston ohella laitteita ja tarvikkeita saa mielellään tulla tutkailemaan lähemmin toimistollemme Helsingin Kulosaaressa.

http://www.geocenter.fi.testwww.yritysweb.fi/NGC/varaston-tyhjennys/

Joulunalusterveisin,

Nordic Geo Center Oy:n tontut

Huojuvia trajektoreja ja muita kertomuksia

Viikko on kulunut jälleen rattoisasti mobiili- ja staattisia skannausaineistoja työstäessä, kouluttaessa ja seminaarissa. Perjantaina istuimme jälleen hetken yhdessä keskustellen viikon tapahtumista ja aihepiireistä, jolloin nousi esille eri tavalla tuotettujen spatiaalisten aineistojen yhteensovittaminen – kuulemma suuri ongelma monissa organisaatioissa. No aihepiiriä on työstetty jo useita vuosikymmeniä, joten on se vallan ihmeellistä ettei tämän enempää edistymistä ole tapahtunut. Aineistot eivät vaan edelleenkään sovi yhteen.

Uutena terminä kuulimme myös käsitteen ”huojuvat trajektorit” – mikä on esittelijän mukaan kuvaus tyypillisestä mobiilaserkeilausaineistosta ja meistä vallan mainio nimitys. Näitä huojuvatrajektorisia mobiilipistepilviaineistoja yhdistellään sitten ilmalaserkeilausaineistoihin, joiden avulla huojuvaa trajektoria laitetaan kuriin. Vau!

Trajektori on mobiilimittauslaitteiston liikerata asentoineen ja se näkyy esimerkkikuvassa punaisella. Trajektori lasketaan tyypillisesti IMUn ja GNSS-havaintojen perusteella; myöhemmin sitä voidaan myös tarkentaa laseraineistolla.

Vaikka ajatus tuntuu aluksi varsin absurdilta – mobiililaserskannausaineisto on parhaimmillaan huomattavasti tarkempaa kuin ilmalaserkeilausaineisto – niin tarkemmin asiaa ajatellessa on tunnustettava se tosiasia, että valtaosalla maailman kirjavista mobiililaserskannausjärjestelmistä tuotetaan jo lähtökohtaisesti aika kuraa. Jos järjestelmän tekninen taso on siedettävä, niin käyttäjien osaamattomuus tuhoaa laadukkaankin järjestelmän aineiston. Lopputulos aineistojen mittauksellisen laadun suhteen on siis aivan Gaussin käyrän mukainen. Huipulla ei ole tungosta.

Tähän tulokseen pääsee varsin helposti seuraamalla lukuisten kartoitusalan startupyritysten kertomuksia tuotantoprosessistaan. Tuotetaan millin tai sentintarkkaa aineistoa useimmiten robottiautojen vaatimaksi lähtöaineistoksi – niin kutsutuksi High Definition -kartaksi. Tässä vaiheessa on useimmiten paras olla kysymättä, onko mittausten metriluku lähellä oikeaa. Kateellisena voimme vain seurata sivusta, kuinka helppoa millintarkan aineiston tuottaminen on kaikennäköisillä räppänöille. Sehän on vaan, öhöm, Big Datan prosessointia.

Startupmaailman ulkopuolella on paljon vaikeampaa tuottaa näin supertarkkaa aineistoa, sillä sopimusten mukaan aineiston tuottaja on oikeudellisesti vastuusta aineiston laadusta ja joutuu siis oikeasti kaivamaan rahapussia jos tulos ei vastaa tilattua. Koska Suomen mobiililaserskannausmarkkinat on viimeisen 10 vuoden aikana kustu huonoilla aineistoilla, niin mekin olemme lähteneet useaan projektiin mukaan periaatteella, että saamme rahat vain jos aineisto vastaa laatuvaatimuksia. Niin monta kertaa tilaajien käsiin on jo päätynyt luokatonta dataa! Kertaakaan maksu ei muuten ole jäänyt saamatta.

Huojuvat trajektorit voivat syntyä monestakin syystä, mutta ensimmäisenä tulee mieleen järjestelmän inertianavigointijärjestelmä. Se kaikessa mobiilimittauksessa tärkeä komponentti, jonka hankinnassa halutaan säästää. Inertiajärjestelmien hinnoittelupolitiikka on hyvin yksinkertainen – mitä parempi laite sen kalliimpi sen on.

Toinen, se ikävämpi syy, on käyttäjien osaamattomuus. Hyvän tuloksen saaminen edellyttää hyvää mittausprojektin suunnittelua, toteutusta ja prosessointia. Niin, siis geodesian osaamista.

Laadukkaassa aineistossa mobiililasermittausen trajektori ei siis huoju holtittomasti niin, että se pitää laittaa kuriin kontrollipisteillä. Tämä prosessi on sitäpaitsi täysin hyödytön sillä kontrollipisteiden välillä aineisto on taas missä sattuu. Me puhumme tässä yhteydessä makkarasta, jonka pursuaa sinne tänne.

Laadullisesti hyvä mobiililaserskannausaineisto on jo sisäisesti niin jämäkästi paikoillaan, että se voidaan muutamalla pisteellä kalibroida paikoilleen korkeuden ja tason suhteen paikalliseen järjestelmään. Tällainen aineisto paljastaa jopa armotta vaikkapa geoidimallin virheet – sekin on vain approksimaatio, jossa on omat virheensä.

Laadullisesti hyvä aineisto kelpaa erinomaisesti suunnittelun lähtöaineistoksi ja vaikkapa tarkentamaan ilmalaserkeilausaineistoa aineistojen yhteensovittamisella. Kuten me teimme esimerkiksi Hankiviki-projektissa vuonna 2014 erinomaisin tuloksin.

Laadukas mobiililaserkeilausaineisto paljastaa myös takymetri- ja GPS-mittausten virheet. Varsinkin kokemattomien mittamiesten on vaikea uskoa miten paljon pielessä mittaukset välillä ovat.

Laadukas aineisto tuotetaan laadukkaalla järjestelmällä. Hyvä tapa erottaa jyvät akanoista on tehdä koemittaus peitteisellä alueella. Avoimella alueella erot laadussa voivat olla pienempia. mutta GNSS:än heikentyessä trajektorit alkavat huojua.

Tänään ja huomenna Paikkatietomarkkinoilla!

Tervetuloa tutustumaan Nordic Geo Center Oy:n osastoon A7 Helsingin Messukeskukseen (Kokoustamo). Olemme paikalla tänään tiistaina 8. marraskuuta ja huomenna keskiviikkona 9. marraskuuta koko päivän. Tänä iltana ilta jatkuu muuten vielä hieman pidempään Linkkibuffetin merkeissä.

Luvassa on muun muassa tietoiskuja Rieglin ja Sokkian uutuuksista, skannausta Riegl VZ-400i-skannerilla sekä lennokkiskannerit Riegl RiCopter ja miniVUX nähtävissä osastollamme.

Meillä on myös näytteillä aineistoja tuoreista mobiiliskannausprojekteista Helsingissä ja Tampereella – muun muassa Tampereen raitiontien suunnittelun pohjana käytetty pistepilviaineisto. Eilen illalla raitiotie päätettiin muuten lopullisesti rakentaa ja olemme ylpeitä saatuamme tilaisuuden olla mukana projektissa asiakkaamme kanssa!

Aineistojen suhteen emme tietenkään rajoitu mobiilidataan, vaan esittelemme VZ-400i:llä skannattua sähköasemaa, Riegl VQ-1560i:lla tehtyjä ilmalaserskannauksia sekä VUX-1UAV:lla ja miniVUXIlla tehtyjä lennokkisskannauksia. Tule juttelemaan osastollemme ja valitse projektiisi tehokkain mittauslaite. Luonnollisesti koulutamme sinut käyttämään laitteitamme ja saamaan niistä parhaimman tehon irti.

Reaaliaikaista mittausta UAV:llä

Suomen ensimmäisen Riegl RiCopterin käyttöönotto alkaa olla käsillä ja lennokkiskannauspalvelua saa jatkossa Vitomittaus Oy:n kautta. Tuodaanpa saman tien esille yksi vähemmän mainittu ominaisuus tästä tehopaketista: aineistojen reaaliaikainen lataaminen skannerista etäkäyttäjän koneeseen mittauksen vielä jatkuessa. Georeferoinnin laskentaan käytetään tällöin luonnollisesti reaaliaikaista trajektoria.

Heti käytössä olevan mittatiedon saatavuus tuo luonnollisesti uusia sovelluskenttiä skannerin käytölle. Näitä ovat muun muassa pelastusoperaatiot (search and rescue) sekä nopeasti muuttuvien ympäristöjen kartoitus.

RIEGL RiCopter taitolentönäytöksessä.

RIEGL RiCopter taitolentönäytöksessä.

Normaaleissa kartoitusoperaatiossa käytetään edelleenkin tyypillisesti jälkilaskentaa, sillä näin saadaan tarkempi trajektori ja sitä myöten myös tarkempi lopputulos mittausten osalta. Aihepiiriä tuntemattomille mainittakoon, että Rieglin järjestelmillä tuotetaan tyypillisesti suunnittelun lähtöaineistoksi kelpaavia mittaustarkkuuksia lasermittauksen sisäisen tarkkuuden ollessa alle 1 cm ja aineiston absoluuttisen tarkkuuden muutama sentti.

Tutustu Riegl VUX-1UAV-skannerin ominaisuuksiin ja ota yhteyttä lisätietojen saamiseksi! Riegl RiCOPTER VUX-1UAV-skannerin kanssa on näytteillä osastollamme A7 Paikkatietomarkkinoilla 8.-9. marraskuuta.

Älä unohda myöskään tuoretta uutuutta Riegl miniVUX-skanneria. Se on suunnattu lennokkiskannauksen ensiaskeleeksi laajemmille käyttäjäpiireille. Kuten VUX-skannerien kohdalla, liikkeelle voi lähteä pelkällä skannerihankinnalla ja rakentaa järjestelmänsä itse, mutta hyvä lopputulos vaatii tietotaitoa. Toinen vaihtoehto on hankkia lennokkiin asennusvalmis ja kalibroitu miniVUX-SYS-järjestelmä, joka sisältää myös GNSS-IMU-komponentit.

minivux-data

Riegl miniVUXilla skannattua aineistoa

Skannerinhankinta on myös taitolaji, joten kerro meille tavoitteesi, jolloin me voimme kertoa millainen skanneri sopii tarkoitukseesi.

Intergeo 2016 – Innovation in 3D

Tänään tiistaina se on taas alkanut – maailman suurin vuosittainen maanmittausalan kongressi ja näyttely Intergeo. Tällä kertaa näyttämönä on Hampurin messukeskus, jonne alan uudet ja vanhat yritykset ovat kerääntyneet esittelemään tuotteitaan. Itse kongressin pääteemoja on tällä kertaa Smart City eli älykaupungit.

hampuri

Hampurin upea Hafen City, joka on myös Kalasataman esikuvia. Hafen City on yksi Euroopan isoimmista rakennuskohteista.

Tuttuun tapaan olemme mukana messuilla Rieglin, Sokkian ja Topconin osastoilla sekä luonnollisesti tutustumme myös itsekin uutuuksiin.

Rieglin osasto löytyy messuhallista A3 ja tarkempana sijaintina on C3.059. Lisäksi Riegl on mukana messujen ulkonanäyttelyalueella esittelemässä sekä mobiili- että lennokkiskannereitaan.

Sokkian osasto löytyy myös hallista A3, paikkana D3.002. Topcon on puolestaan hallissa A1, osoitteessa F1.060.

Jälleen kerran uutuuksia on tarjolla kiitettävästi. Rieglin uudet laitteet sijoittuvat kaikki kinemaattiseen mobiilimittaukseen ilmasta ja maasta. Yläilmojen herruudesta kilpaillaan nyt vahvasti uudella VQ-1560i -skannerilla, jolla kartoitetaan entistä tehokkaammin ja nopeammin maapallomme yksityiskohtia. Tyypillinen laitteella saavutettava pistetiheys kohteessa on 2 – 60 pistettä/m2 riippuen lennon parametreistä. Jos neliökilometrejä oikein ahnehditaan, niin yhdessä tunnissa voidaan mitata esimerkiksi 900 km2 alue tuolla 2 pistettä/m2 tiheydellä.

Uusi VQ-1560i

Uusi VQ-1560i

Jopa 20 pulssia samanaikaisesti ilmaan lähettävä VQ-1560i on 2,5 kertaa nopeampi kuin täyden aallonmuodon tallentava ”isoveljensä” LMS-Q1560. Nopeuden lisäksi erona on näet myös signaalinkäsittelyn algoritmi, joka uutukaisessa tapahtuu automaattisesti nimikkeellä ”waveform processing lidar”. Kilpailijoistaan Rieglin ilmalaserskannerit erottaa myös huima sisäinen tarkkuus, joka tässä uutuusskannerissa on peräti 2 cm luokkaa kovilla pinnoilla.

Toinen uutuus edustaa VQ-1560i:n äärimmäistä vastakohtaa, sillä VUX-skannerisarja sai uuden jäsenen pienestä miniVUX-skannerista. VUX-skanneria on laihdutettu oikein kunnolla ulkomitoista ja painosta, jotta saadaan uusiin tehtäviin maahan ja ilmaan soveltuva skanneri. Painoa miniVUXilla on enää 1,5 kg!

rimini

Johannes Riegl esittelee miniVUXin.

Skanneri mittaa kuitenkin 300 m asti ja huonosti heijastavia pintoja 150 m asti (@20%), joten suorituskykyä ja erinomaista tarkkuutta löytyy. Monilla myynnissä ja kehitteillä olevilla pienoislidareilla on nimittäin taipumus mitata huonosti yli 100 m etäisyyksillä eivätkä mittaustarkkuudet ole hääppöisiä. Näin ollen miniVUX aiheuttanee huomattavaa kuhinaa omassa sarjassaan.

minivux

Rieglin kolmantena uutuutena esiteltiin lennokista käsin käytettävä profilometri BDF-1. Haluttaessa mitata rantavesistöjen pohjaa vihreällä laserilla pienimuotoissa projekteissa, kooltaan lennokeille sopivilla alueilla, BDF-1 astuu mukaan harvinaisena tuotteena kategoriassaan. Laitteelle lupaillaan 1- 1,5 Secchin mittaussyvyyttä, mutta testeissä on päästy jopa 2 Secchin syvyyksiin.

bdf-1

Riegl BDF-1 syvyysprofilometri matalien vesistöjen mittauksen.

Sokkian tuoteuutuus tänä vuonna on uusi iX-robottitakymetri. Myös Sokkian ohjelmistot uusiutuvat täysin uuden GeoPro-ohjelmiston myötä.

Topcon esittelee osastollaan uusiutunutta Sirius-kuvauslennokkia, jossa voi nyt hyödyntää RTK-korjausta kuvauslennolla. Lisäksi kameravalikoima on monipuolistunut. Kiinteäsiipinen Sirius on tehokas pienimuotoisten kartoistuprojektien työjuhta.

Kaikista tuotteista päivitämme lisää tietoja sivuillemme ja esittelemme ne luonnollisesti marrraskuun Paikkatietomarkkinoilla Helsingissä. Sitä ennen tavataan Hampurissa tai soita 045 650 85 85/ Hannu tai 040 750 4712/Nina.

RPA-laserskannauksen helppoudesta

Muutama päivä sitten ilmestyi ihan asiallinen kirjoitus miehittämättömillä ilma-aluksilla (RPA) tehdystä laserskannauksesta. Kirjoittajan motiivi on tietysti osin saada yritykselleen liiketoimintaa, mutta kyllä näihin näkemyksiin voi myös yhtyä.

Laskeutumisen jälkeen

Laskeutumisen jälkeen

Kameroilla varustettuja kuvauskoptereita on nykyään saatavissa kaupan hyllyltä, mutta laserskannauksen kohdalla tilanne on vielä toinen. Hyvän lopputuloksen varmistamiseksi ei riitä pelkästään edes mittauslaitteisto, vaan tekijöiltä vaaditaan osaamista niin GPS:n, inertianavigoinnin, skannauksen kuin lentämisen osalta. Lainataanpa kirjoitusta:

”There is a misconception that you can buy an off the shelf drone or an off the shelf LiDAR and just start flying. At this stage in technology development, LiDAR mapping requires a specialized drone equipped with dual frequency GPS and inertial measurement unit along with a configured sensor to work with that specific drone. In the future, it will absolutely become more of an out of the box solution, but at this point, particularly due to the complexity of collecting the data from the drone and the complexity of working with the data, it is recommended if you want to get into this space you should rely on one of the few companies who have done the testing and refined it.”

Näin sen olemme itsekin todenneet. Meillä alkaa muuten taas syksyllä RPAS-skannauksen ja mobiiliskannauksen koulutuksia asiakkaille. Omat oppirahamme olemme vuosien myötä maksaneet niin, että nyt on helppo kouluttaa ja jakaa tietoa.

Riegl RiCopter -esittely – viikon satoa

Jännittävä lennätysviikko on ohitse ja pääsimme nyt perjantaina takaisin kotitoimistollemme purkamaan matkatavaroita ja viikon kokemuksia.

Sipoon mittauskohde sisältää metsää, peltoa, 2 rakennusta ja sähkölinjan.

Sipoon mittauskohde sisältää metsää, peltoa, 2 rakennusta ja sähkölinjan.

Mittaustyöt onnistuivat hyvin ja pääsemme vasta nyt itsekin tutustumaan aineistoihin lähemmin. Alustava katsaus niihin vaikutti sekä meidät muut paikallaolijat – niin hyvin VUX-skannerin laseri tunkeutui metsään ja maanpintaan.

Kerromme aineistoista lisää myöhemmin, mutta tässä vaiheessa kiitämme lämpimästi kaikkia mukana olleita ja järjestelyissä auttaneita. Alla näkyy muutamia kuvia viikon varrelta ja niiden merkeissä toivotamme hyvää viikonloppua!

Riegl VUX-1HA reppuskannerina

Nyt kun Riegl VUX-1 saapuu Suomeen miehittämättömän ilma-aluksen kannattelemana, niin tuodaanpa esille myös tämän monipuolisen skannerin muita käyttömähdollisuuksia. VUX-1-perheen tarkin laite VUX-1HA (high accuracy) soveltuu nimittäin erinomaisesti maasta käytettäväksi mobiiliskanneriksi eli reppuun!

Tällä palstalla olemme tainneet jo aiemminkin mainita oman Maanmittauslaitoksemme olevan edelläkävijöitä reppuskannausjärjestelmien kehittäjinä ja viimeiseen versioon on hankittu juuri täma samainen VUX-1HA malli.

VUXin suhteen kuukauden heidän edelleen ehti kanadalainen yritys 6T3 Ltd, joka tekee tarkkoja malleja erilaisista urheiluradoista. ”On tärkeää tietää tarkalleen pompun sijainti ja korkeus, kun auto ajaa siihen 200 mailia/tunnissa.”

Reppuskannaus eli jalankulkijan tekemä mittaus on vasta nouseva trendi, mutta sillä on selkeästi oma roolinsa vaikeakulkuisessa maastossa ja kaikkialla, jonne ajoneuvolla ei pääse. Vaihtoehtoisesti osassa näitä paikkoja voi tietysti toimia myös staattisella keilaimella.

Kanadalaisten aineistoa voit katsella videolla:

Lue lisää reppuskannerista täällä.

Koulutusta & kukitusta

Eilen saimme näin upean kukkakimpun kiitoksena viimeisimmästä isosta koulutuksestamme. Samalla kukitettiin tietysti myös kurssilla koulutetut, jotka jaksoivat sitkeästi puurtaa aineistojen käsittelyn parissa. Tästä heidän on hyvä jatkaa uusien mittaustekniikoiden parissa, joita Helsingin kokoisessa kaupungissa joudutaan säännöllisesti ottamaan käyttöön.

kukkia_pieniAsiakkaan eli Helsingin kaupungin työntekijöiden kanssa käytiin pitkä yhteinen taival perehtyen mobiililaserskannaukseen ja erityisesti pistepilviaineistojen käsittelyyn suunnittelun tarpeisiin. Tämän kurssin aikana ei tutkailtu vaan mahdollisuuksia vaan tehtiin ihan käytännön työtä päivästä toiseen. Lopputuloksena luotiin suunnittelijoille kelpaavaa aineistoa Helsingin katujen mittausaineistoista. Ja samalla opittiin tukku uusia asioita.

koulutus2

Aineistoja mitattiin kahdella eri laitteistolla.

Koulutuksen sisältö käsitteli perusasioita mobiilimittausprojektin suunnittelusta alkaen. Suunnittelun ja käytännön toteutuksen lopputulosta pääsee parhaiten arvioimaan prosessoimalla aineistoja, jolloin esimerkiksi liikenteen määrän, mittauslaitteiston, ajotavan, sään ja valaistuksen vaikutus tulee parhaiten esille. Mittausolosuhteiden vaikutuksen näkyminen aineistossa auttaa siten seuraavien mittausten suunnittelussa. Jos joku ihmettelee tuota valaistuksen vaikutusta, niin todettakoon sen vaikuttavan ainoastaan mahdolliseen valokuvaukseen. Laserkeilaimen käyttö on valaistuksesta riippumatonta ja kohteen logistisen vaativuuden mukaan mittausta voidaan tehdä vaikka keskellä yötä.

trajectory

Tässä ajoneuvon tai oikeammin mittauslaitteiston IMU:n liikerataa visualisoituna.

Pääosa koulutuksen ajasta käytettiin itse mittausaineistojen prosessointiin suunnittelijan tarpeisiin käyttökelpoiseksi materiaaliksi.

koulutus

Kurssin aikana ei säälitty ketään, vaan jokainen joutui tekemään töitä itsenäisesti. Eteen tulevia ongelmia käsiteltiin ja niihin etsittiin ratkaisumalleja myös yhdessä.

Lopputuloksena oli upeaa huomata, miten kaikki koulutettavamme selvisivät ongelmanratkaisuun perustuvasta koulutuksestamme hyvin. Työmaalla tai työpöydän ääressä eri tyyppisiä ongelmia joutuu kuitenkin ratkomaan koko ajan, joten koulutuksissa on turha käsitellä vain helppoja tapauksia. Mobiilimittaus ajoneuvosta tai vaikkapa miehittämättömästä lennokista on kaupunkiolosuhteissa haastavaa puuhaa, jos halutaan tuottaa laadullisesti erinomaista mittausaineistoa.

3D-mittausta UAS-kuvauksella

Viime vuosina suureen suosioon noussut miehittämättömällä ilmakuvauslennokilla tehty maastokartoitus ja rakennusten mittaus on oikeasti tarkkaa puuhaa – jos siis halutaan tuloksia tiettyjen tarkkuusrajojen sisällä. Lisäksi tarkkuus vaihtelee mittausalueen sisällä, mistä ei nykyisin useimmiten mainita. Mutta tämä on siis fotogrammetrian peruskauraa.

Siksi olikin ilo törmätä tuoreeseen kahden alan ammattilaisen kirjoittamaan julkaisuun, jonka kysymyksenasettelu kuuluu: kuinka paljon kuvanottopaikan tarkemman sijainnin tunteminen parantaa kokonaistarkkuutta? Samalla tarkastellaan myös signaloitujen kontrollipisteiden määrän/geometrian vaikutusta lopputulokseen. Aineistot on kuvattu myös kahdentyyppisessä maastossa ja erilaisin lentosuunnitelmin, koska myös ne vaikuttavat kokonaistarkkuuteen kamerasta, kuvauskorkeudesta ja nopeudesta nyt puhumattakaan.

Kun on juuri lukenut nipun kotimaisia opinnäytetöitä, joissa tarkkuutta tarkastellaan masentavasti ainoastaan kontrollipisteiden kohdalla, niin tässä työssä tarkkuustarkastelu tehdään onneksi vanhojen periaatteiden mukaan – muualla mittausalueella. Koska kontrollipisteet toimivat laskennan pakkopisteinä, on suhteellisen luonnollista, että juuri niiden kohdalla aineisto on parhaiten paikoillaan – perusmatematiikkaa…

Lopputuloksesta sanottakoon sen verran, että laskennan kannalta on hyödyllistä tietää kuvasijainti ja ajankohta mahdollisimman tarkasti. Perusparametreistä ja maastonmuodoista riippuen lopputuloksen RMSE XYZ vaihtelee 4 – 20 cm sisällä. Tulos koskee vain avoimia alueita, sillä kasvillisuuden peittämillä alueilla tarkkuus on huomattavasti heikompi.

Haluttaessa hyviä tuloksia ilman RTK-korjauksen käyttöä, signaloitujen kontrollipisteiden sijoittelussa ja määrässä täytyy olla erityisen huolellinen. Lisäksi lentolinja täytyy suunnitella huolella.

Haluatko oppia lisää? Koulutamme laitteistojemme ja ohjelmien ostajia hyödyntämään kalustoaan. Teknisten esitteiden luvut ovat vasta alkusoittoa käytännön kenttämittausten tarkkuuskeskustelussa.

Kun laitteisto ei hyödynnä RTK-korjausta

Kun laitteisto ei hyödynnä RTK-korjausta virheet ovat helposti 20 cm luokkaa.

RTK

Virheet saadaan paremmin haltuun kun kuvauspaikan sijainti on tarkemmin tiedossa,

Virheet jakautuvat epätasaisesti eri puolelle kuvablokkia.

Virheet jakautuvat epätasaisesti eri puolelle kuvablokkia.

RIEGLin liikkuvat uutuudet VMX-1HA ja VMQ-1HA

RIEGL Laser Measurement Systems on tänään esitellyt kaksi uutta mobiilaserskannausjärjestelmää: VMX-1HA ja VMQ-1HA. Miehittämättömiin ilma-aluksiin alun perin esitelty pieni ja nopea VUX-1HA-skanneri on nyt valjastettu maan pinnalle erilaisiin ajoneuvoihin, juniin tai veneisiin sopiviin liikkuviin kartoitusjärjestelmiin.

RIEGL VMX-1HA on avaimet käteen periaatteella toimitettava kahden skannerin mittausjärjestelmä, joka soveltuu vaativiin GNSS-olosuhteisiin ja tiukkoihin tarkkuusvaatimuksiin (suunnittelutarkkuus). Myös tunnelien kartoitus mobiilisti on mahdollista. 2 MHz:n mittaustaajuudella toimiva ja jopa 500 skannauslinjaa sekunnissa tuottava laitteisto tuottaa tiheän mittausaineiston myös suurilla ajonopeuksilla. Hyvän GNSS-IMU-yhdistelmän ja tiehän skannausaineiston takia liikenteen rytmissä liikkuminen ei tuota minkäänlaisia ongelmia tälle laitteistolle. Optiona järjestelmään voi lisäksi kytkeä erilaisia kameroita.

RIEGL VMX-1HA

RIEGL VMX-1HA

RIEGL VMQ-1HA on avaimet käteen periaatteella & edullisemmin hinnoiteltu yhden skannerin mittausjärjestelmä. Skannerin mittauskulmaa on helppo säätää etukäteen määriteltyjen kulmien avulla, jolloin erityyppiset kohteet on helppo mitata.

Molemmat uudet kartoitusjärjestelmät on optimoitu tyypillisiin liikkuvan kartoituksen kuten tie-ja vesiliikenneväylien, tien pinnan ja kaupunkimallinnuksen tarpeisiin. Luonnollisesti rakennustyömaat, kaivokset ja laajat ympäristöalueet voidaan myös mitata.

Molempien järjestelmien ensimmäiset laitteistot on myyty Yhdysvaltoihin ja toimitukset alkavat heti.

Päivitämme sivuille www.geocenter.fi tiedot uutuuksista heti kun tarkemmat tiedot ovat saatavilla. Sitä ennen tutustu Sparpointissa julkaistuu kuvaukseen uutuudesta ja katsele kuvia upeasta aineistosta!

Kuinka kärpäsestä tehdään härkänen

Viikon kuuma uutisointi satelliittipaikannuksen osalta lienee Helsingin Sanomissa ja muuallakin julkaistu tieto tutkimuksesta, jonka mukaan nyt on keksitty uusi laskentatapa saavuttaa merkittävää parannusta GPS-paikannuksen tarkkuudessa. Hesarin mukaan ”Gps-paikannus tarkentuu merkittävästi, ilman sen parempia laitteita kuin meillä jo nyt on älypuhelimissa ja autojen navigointilaitteissa.” Muutaman vuoden päästä tavallisilla laitteilla päästään senttimetriluokan tarkkuuteen.

Jaahas, koska kaikkiin lehtijuttuihin on pakko suhtautua nykyään ylikriittisesti, niin lähdimme tutkailemaan mitä alkuperäisessä julkaisussa on oikeasti kirjoitettu. Pakkohan se oli tehdä myös sen takia, että jo samana päivänä tavallinen kadunmies toisteli tätä uutista suurella vakaumuksella. Sellainen on median voima.

Niinpä selvisi, että Qualcomin insinööri (Chen), Googlen insinööri (Zhao) ja Kalifornian yliopiston (Riverside) professori (Farrell) puuhailevat kaikki muun ohessa itseohjautuvien autojen eli robottiautojen kehityksen parissa. He ovat kaikki taustoiltaan sähköinsinöörejä ja lisäksi erityisosaamista löytyy matematiikan, fysiikan ja softankehityksen aloilta. Näistä taustoista löytyy siis tutkimuksen motiivi, joka on parantaa liikkuvan kohteen GPS/GNSS-paikoitusta.

Kun nyt päästään tuohon liikkuvan kohteen paikoitukseen, niin ”yllättäen” mukaan tulee myös muitakin sensoreita eli vanha tuttavamme IMU (Inertial measurement unit). Se on satelliittinavigoinnista itsenäinen navigointijärjestelmä, jota tarvitaan erityisesti kertomaan mitä sille liikkuvalle kohteelle tapahtuu GPS-signaalien välissä sekä katvealueilla. Yhdistämällä näiden kahden navigointijärjestelmän tiedot saadaan liikkuvan kohteen sijainti paremmin selville tietyllä ajan hetkellä.

Tutkimuksessa käytettiin kuvan mukaista IMU-laitetta, jonka koko on 85 x 60 x 60 mm ja paino 350 g ilman virtalähdettä ja muita välttämättömiä härpäkkeita. Sieluni silmissä tämä ihan tyypillisen kokoinen lajinsa edustaja istuu mukavasti kiinni kännykässäni parantaen sen navigointiominaisuuksia huomattavasti. Autoon se mahtuu toki jo hyvin, mutta laitteen hinta on liian suuri massatuotantoauton komponentiksi.

NV1000

Kuituoptinen FOG -IMU.

IMUn lisäksi tutkijat kertoivat käyttäneensä satelliittipaikannuksen differentiaalista muotoa eli DGPS:ää. Ihan pelkkä satelliitteista tuleva signaali ei tähän järjestelmään riitäkään, vaan kokeen ehtona oli siis oma tukisasema max. 20 km etäisyydellä liikkuvasta kohteesta. Lähtötietona voitaneen mainita, että tällöin jo satelliittien avulla paikannuksessa voidaan päästä alle 1 m tarkkuuksiin, mutta tarkkuus heikkenee mitä kauemmaksi tukiasemasta mennään. Tukiaseman lähellä kyseessä on siis huomattavasti parempi tarkkuus kuin nykykännykällä tai käsi-GPS-laitteella saavutetaan.

Niin – näiden laitteiden lisäksi se loppu onkin sitten laskentaa jonka arviointia emme ole tehneet. Se on muuten tehty ihan pöytäkoneella, joten se kännykän laskentateho taitaa edelleenkin loppua kesken.

Lopputuloksena on paikannettu liikkuvan kohteen absoluuttista sijaintia muutaman sentin tarkkuudella. Tosin liikkuvan kohteen liikerataa ja sijaintia (ground truth) ei ole varmistettu toisella, tarkemmalla mittausmenetelmällä vaan ainoastaan laskennallisesti. Tämä on sitä samaa peruskauraa mitä me teemme mobiiililaserskannauksen prosessoinnissa, mutta me kontrolloimme mittauksen.

Mitä tällaisesta tutkimuksesta jää käteen? Sen voi todeta heti ensimmäiseksi, että käytettyjen komponenttien kehitys ei ole niin nopeavauhtista, jotta kyseisen tarkkuusluokan sensorit sopisivat parin vuoden sisällä kännykkään. Autojen kohdalla tilanne riippuu puolestaan kyseisten komponettien hintojen kehityksestä.

Meille jäi kuitenkin epäselväksi, saavutettiinko tässä tutkimuksessa oikeasti tuo kuviteltu tarkkuus? Termien sekoittaminen, epäselvä ja epätarkka tehdyn työn kuvaus jättää tilanteen varsin avoimeksi. On myös varsin erikoista, että tutkimuksessa kerrotaan osin saman tutkimusryhmän päässeen 6 cm absoluuttiseen tarkkuuteen jo vuonna 2000 julkaistussa tutkimuksessa, mutta miksi tuon työn tuloksia ei näy missään kaupallisessa sovelluksessa? Sotilaspuolellakin tällainen tarkkuus otettaisiin ilolla vastaan.

Erityisesti Google-yhteyksien takia luulisi Googlen robottiautojen paikannuksen olevan jo supertarkkaa, mutta käytännössä tutkimusryhmä on jo vuosien ajan kertonut aihepiiriin liittyvistä ongelmistaan. Käytännössä he haluaisivat tieinfraan asennettavan navigointia auttavia sensoreita. Jos nämä Googlen ilmeisesti rahoittamat tutkijat ovat oikeassa – halvoilla komponenteilla saadaan tarkkaa paikannusdataa – niin miksi Googlen auto ei pysy edes tiellä pelkän GPS-IMU-paikannuksen avulla?

Summa summarum: terve kriittisyys on aina paikallaan tarkasteltaessa nykytutkimuksen tuotteita.