Aihearkisto: Laserkeilaus

Vaalimaalle ja takaisin – skannaten tietysti

Viime aikojen mielenkiintoisimpia projektejamme on ollut valtatie 7:n edestakainen mittaus Helsingistä Vaalimaalle ja takaisin. Vaikka tällaisen moottoritien mittaaminen liikkuvalla kartoituksella on varsin tylsää, niin vastapainoksi aineistoa on aina mielenkiintoista tarkastella tietokoneella. Alla esittelemme muutamia kuvakaappauksia aineistosta.

Mutta aloitetaan videolla paikan päältä eli mittausautosta. Tässä olemme vielä alkumatkalla Sipoon kohdalla.

Varsinainen mittaus alkoi Kehä 1:n Lahdentien liittymästä ja videon aloituskuvassa olemme juuri siirtymässä Kotkan suuntaan. Kuvassa näkyy myös selkeä raja uuden asfaltin (sininen) ja vanhan välillä. Visualisoinnin väriskaala kertoo uuden, tumman päällysteen heijastavan valoa eli mittaussädettä selkeästi huonommin kuin vanhan päällysteen.

Koko reitti merkittynä kartalle näyttää seuraavalta:

Matkan varrella kulkee sähkölinjoja useassa paikassa, mutta tämä pylväs löytyy heti matkan alkuvaiheesta.

Tien reunassa kulkiessa huomio kiinnittyi ajaessakin reunamaalauksiin. Paikoin ne olivat ihmeen kiemurteleviä suoran viivan sijaan. Kautta tiemaalausten aikauden hyvä kysymys on aina ollut, sijaitsevat maalaukset suunnitellulla kohdalla tietä. Tieto on merkittävä haluttaessa ajaa oikeaa (=turvallista) ajolinjaa tiegeometrian suhteen. Robottiautojen myötä kysymys on noussut entistä ajankohtaisemmaksi, sillä autojen lähipaikannus nojautuu tyypillisesti tiemaalauksiin.

Pistepilviä voi visualisoida eri tavoin saaden näkyviin erilaisia ilmiöitä vaikkapa tien pinnalla. Alla olevasta kuvasta huomaamme, että tien pinta on ollut hieman kostea (vihertävän sininen väri) mittauksen aikana, mutta menosuunnassa oikeanpuoleinen kaista on jo ehtinyt kuivahtaa muuta tieosuutta enemmän. Reunakaistan pinta heijastelee kuivallakin kelillä hieman eri tavalla kuin ohituskaista, koska se on yleensä hieman kuluneempi suurempien liikennemäärien takia.

Alla olevassa kuvassa näemme myös, että tiemaalaukset saattavat heijastaa valoa eri tavalla. Vertaa vasenta ja oikeaa reunaa. Meidän silmissämme ja värivalokuvassa maaliviivat näyttävät kuitenkin ihan samalta valkoiselta. Näin ollen etäisyyskalibroidusta laserskannausaineistosta voidaan myös laskea, heijastavatko tiemaalaukset ja liikennemerkit valoa normien mukaisesti. Maailmalla tätä asiaa on jo selvitelty tutkimuksissa.

Seuraavaksi saavuimme Ahvenkoskelle, jossa dokumentoimme myös paikallisia sillankaaria. Runsaan sadan metrin päästä moottoritiestä sijaitsee vuonna 1965 rakennettu vanhempi silta, joka näkyy kuvan keskiosassa.

Etukäteen olimme erityisesti ajatelleet skannata matkan varrella olevia hienoja kallioleikkauksia. Niistä näimme yhden jo varsin homogeenisesta kivestä koostuvan ylempänä, mutta alakuvissa on myös mielenkiintoisia yksityiskohtia. Ensimmäisessä kuvassa nähdään heijastusten avulla kalliossa kulkevia eri kivilajien juonteita. Nämä ohuet juonteet ovat selkeästi valoa heijastavampia (keltaisia) kuin ympäröivä kivi. Toisessa kuvassa näkyy keskellä kuvaa hieno vaakatasossa kulkeva lusto. Lustot kiinnostavat geologeja lähes poikkeuksetta, koska ne kertovat paljon kiven käyttäytymisestä esimerkiksi louhinnassa.

Tiemittauksissa risteykset ovat aina mielenkiintoisia paikkoja. Tieristeyksien harrastajat jakelevat ilmakuvia maailman mitä monimuotoisimmista risteyksistä, joten tässä meidän vaillinainen lisäyksemme tähän kategoriaan. Siltakylässä sijaitseva liittymä on nimittäin mitattu vain keskeltä tietä, jolloin ylös nousevat ja alas laskevat rampit näkyvät aineistossa vain heikosti. Tämä liittymä taitaa olla mittausalueen muodoltaan symmetrisin alue.

Seuraavaksi voimmekin tarkastella vihersiltoja, joita valtatie 7:ltä löytyy useampia. Ensimmäinen kuva esittää vihersiltaa visualisoituna laitteistomme kumpikin skanneri erikseen ja kaksi ajolinjaa päällekäin. Aineiston prosessoinnissa käytämme tätä visualisointitapaa eniten, sillä sen avulla näemme onko aineistossa kaikki kohdallaan. Toinen kuva esittää Lelun lähellä sijaitsevaa vihersiltaa, joka kuvan esittämällä tavalla jatkuu hieman pidemmälle. Kaaria on loppujen lopuksi kolme kappaletta.

Lopuksi pääsimme Vaalimaalle, jossa selvitimme uuden Rajamarketin rakennuksen pituuden. Se on lähes 300 m pitkä! Mittausta suunnitellessa tämän rakennuksen koko kieltämättä askarrutti mieltämme kallioleikkausten ohella. Mutta nyt kaikkiin kysymyksiimme on vastattu. Paluumatkan skannasimme koko tien toiseen suuntaan ja lopetimme mittauksen saavuttaessa Kehä 1:lle.

Mihin tällaista aineistoa voi käyttää? No kaikenlaisen suunnittelun pohjana tietysti. Tiesuunnittelijat tarvitsevat tiealueen lisäksi kaikki rampit, joten niiltä osin aineisto on puutteellinen. Liikennemerkit, portaalit ja muut tiekalusteet aineistossa näkyvät puolestaan selkeästi samoin kuin maalaukset. Liikennemerkkien ja maalausten heijastuvuuden arviointi on myös mahdollista. Maailmalla suurempi käyttöalue taitaa nykyään olla robottiajoneuvoille tarvittavat kartat, joihin aineistossamme on hyvä pohja myös tarkkuusvaatimusten osalta. Loppujen lopuksi tiesuunnittelun lähtöaineiston tarkkuusvaatimukset ovat selkeästi tiukemmat kuin HD-karttojen.

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.

Millaisiin tarkkuuksiin UAV-laserkeilauksella voidaan päästä?

Helsingin Kalasatamassa tehty kaupunkimallinnuskokeilu on valmis ja loppuraportti on ilmestynyt. Sen voi lukea linkistä.

Hankkeessa on muun muassa testattu monenmoisia ohjelmistoja eri tarkoituksiin ja ainakin tiedonsiirrot ja koordinaatisto-ongelmat näyttävät vaivaavat toimintaa edelleenkin – ihan kuin ne ovat vaivanneet alalla jo vuosikymmeniä.

Hankkeessa on on myös kokeiltu UAV-kuvausta ja UAV-laserskannausta kaupunkien täydennysmittauksiin, kun koko alueen ilmakuvausta tai ilmalaserskannausta ei koeta tarpeelliseksi joka vuonna.

Tässä vaiheessa lukija saattaa järkyttyä – ainakin me järkytyimme vuoden 2018 kokeen lopputuloksesta (s.59):

”Molempia pistepilviä vertailtiin kesällä 2017 mallinnettuun koko kaupungin kattavaan pistepilviaineistoon ja huomattiin, että laserkeilauspistepilvi sisältää virheitä korkeuksissa, kun taas kuvapistepilvi on hyvin täsmällinen aiemmin teetetyn aineiston korkeusarvojen kanssa. Aineistosta tuli kuitenkin käyttökelpoinen, kun pistepilvi korjattiin rekisteröimällä uudelleen käyttäen kuvapistepilveä referenssinä.”

Ottaen huomioon, että ilmalaserkeilaus alkoi syrjäyttää ilmakuvauksen 1990-luvulta alkaen tällaisessa kartoitustoiminnassa juuri paremman tarkkuutensa takia, niin aika mielenkiintoisesti ovat maailmankirjat taas kääntyneet.

Oikeasti myös UAV-laserskannauksella pystytään parempaan ja hyvän aineiston tarkkuus on selkeästi parempi kuin ilmakuvauksen, varsinkin peitteisellä alueella. Tästä löytyy myös ihan oikeaa tieteellistä tutkimusta, jollei myyjää halua uskoa.

Tervetuloa juttelemaan kanssamme aihepiiristä, jos sinulla on tarpeita tarkemman mittauksen suhteen. Toimitamme laitteistoja, mutta koulutamme sinut myös käyttämään laitteita ja saavuttamaan niillä vaadittuja mittaustuloksia.

Alla olevassa videossa esitellään Riegl miniVUX-1UAV integroituna DJI M600-droneen. Se kelpaa moneen tehtävään, mutta tarkkuudessa kuninkuusluokan skannereita ovat hiukan isommat ja painavammat VUX-sarjan skannerit, joiden alle vaaditaan myös isompi drone. VUX-skannerit sallivat myös isomman lentonopeuden, jos aika ja pinta-ala ovat rahaa.

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.

Riegl VQ-1560i toiminnassa!

Maailmaa kartoitetaan koko ajan maastossa, lentokoneesta ja satelliiteista, mutta millaista itse toiminta on? Videossa pääset lentokoneen kyytiin aineiston keruuvaiheeseen ja näet miten Floridassa käytetään Riegl VQ-1560i -laserkeilausjärjestelmää tulvamallien tuottamiseen.

Suomessa toimivat konsultit käyttävät myös tätä keilainta osassa tehtävissään ja Viron maamittauslaitos kartoittaa Viroa samalla laitteistolla. Tänä vuonna on muuten vuorossa Etelä-Viron mittaus. Maa muuttuu, joten Virossa kartoitetaan maa alueittain kolmen vuoden kierrolla.

Laserskanneri lämpökameralla

Edustamamme Riegl Laser Measurement Systems esitteli vuoden 2018 Intergeossa niin paljon tuoteuutisia, ettemme ole edelleenkään kertoneet niistä kaikista. Vähemmälle huomiolle on jäänyt muun muassa VZ-400i/VZ-2000i -maalaserkeilaimen ja Infratec VarioCAM -lämpökameran integrointi.

Riegl on aikaisemmin yhdistänyt skannereihin muun muassa Flirin lämpökameroita, mutta käytännön syistä sarjatuotantoon on päätetty ottaa staattiseen mittaukseen soveltuva VarioCAM HD head 900 malli. Lämpökameroita on tyypillisesti yhdistetty ilmalaserskannereihin, mutta sovelluksen niin vaatiessa myös maalaserkeilaimet ovat kelpo alustoja lämpökameralle.

Skannaukset ja kuvaukset voidaan luonnollisesti tehdä myös erikseen, mutta Rieglin integrointi mahdollistaa kuvan saamisen suoraan koordinaatistoon. Sijainnin lisäksi myös suunta ja kulmat ovat oikein, jolloin tarpeen mukaan voidaan esimerkiksi värjätä pistepilvi lämpökameran tarjoamalla arvolla.

Esitteen kuvassa näemme rakennuksen julkisivun pistepilvi värjättynä harmaan sävyin hyödyntäen Rieglin reflektanssiarvoa (=etäisyyskalibroitu intensiteetti). Refletanssi kertoo pinnan materiaalin heijastusominaisuuksista Oikealla näemme saman aineiston, mutta tällä kertaa lämpökameran tuottamin tuloksin värjättynä. Visualisointitapaa voi vaihtaa lennossa Rieglin RiScan Pro -ohjelmassa.

Kun pistepilvi värjätään kameran tuottamilla arvoilla, niin jokaisella pistepilven XYX-pisteellä on olemassa lämpötila-arvo. Lämpötila kuten myös muut pisteen ominaisuudet ovat nähtävissä RiScan Pro -ohjelman sisällä tai ne voidaan myös viedä ulos ohjelmasta muihin ohjelmistoihin.

Kerromme mielellämme lisää joten ole yhteyksissä!

PS. Jos Kulosaari on liian kaukana, niin tule 14. maaliskuuta Lapin Mittauspäiville, jossa Tauno Suominen pitää esityksen runkomittauksesta ja keskustelu jatkuu.

PS2. Seuraavaksi työn alla on hyperspektrikameran sarjatuotantomuotoinen integrointi staattiseen ja UAV-laserskanneriin.

Laatu ja mittaushavaintojen ”parantaminen”

Näin sydäntalvella on aikaa miettiä laatuasioita, kun lumipeite estää monen maastokohteen mittauksen. Laatu on nyt tapetilla alalla kuin alalla, mistä syystä MIKESin entinen ylijohtaja Timo Hirvi kommentoi myös laadun tilaa Suomessa (HS maksumuuri). Hän kertoi muun muassa Suomen jääneen jumbosijalle ASQ-laatuorganisaation edellisessä kansainvälisessä laatuvertailussa vuonna 2016 ja epäilee ”suomalaisen laadun” olevan pääosin harhaa. Ainakin niissä tapauksissa, jossa hinta on hankinnan määräävin tekijä. Hän toteaa myös: ” Hyvä laatu ei ole itsestäänselvyys. Kysymys on ammattitaidosta, laatuun vaikuttavien asioiden ymmärtämisestä ja moraalista. ”

Meilläkin mittauksen ja koko mittausprosessin laatuasiat ovat säännöllisesti keskusteluissa uusien ja vanhojen tapausten myötä. Nostamme tässä esille muutaman meillä keskustellun aihepiirin, jotka ovat sinänsä vain pieni iso isommassa kokonaisuudessa, mutta toisaalta niitä perusosia, joista isoa kokonaisuutta lähdetään rakentamaan.

1) Runkomittauskeskusteluun liittyen keskustelimme geodesian professori Matti Martikaisen tasoituslaskuluennoista, joilla aikoinaan kävi hyvin selväksi, ettei tasoituslaskennalla paranneta virheitä eli toisin sanoen laskennan pohjana käytettäviä havaintoja. Mittausta tehdessä huonoja havaintoja ei siis parannella tasoittamalla ja virheen suuruus on arvioitava ennen tasoituksen tekemistä. Itse tasoitus on lähinnä tyylittelyä. Jos kokonaisvirhe (epävarmuus) on käyttötarkoitusta ajatellen liian suuri, niin havainnot on mitattava uudestaan. Martikainen taisi korostaa aihetta sen takia, että mittauksen kentältä alkoi korkeakoulullekin valua tietoa tulosten ”parantamisesta”.

2) Maassa tai ilmassa tehtävät mobiililasermittaukset ovat olleet jatkuvan keskustelun kohteemme viime vuosina. Geodesian perussäännöt pätevät hyvin myös laserkeilaushavaintoihin tai oikeastaan jo prosessoinnin alkuvaiheessa tehtävään ajo-/lentolinjan prosessointiin. Jos se ei onnistu mittaustyössä vaaditulla laatutasolla, niin on aivan turhaa yrittää parantaa lopputulosta laserlinjojen mätsäyksellä. Itse asiassa lento-/ajolinjojen mätsäys on tarpeeton toimenpide, jos laitteet ovat kunnolliset ja niitä käytetään oikein. Samoin kuin tasoituslaskennassa, virheanalyysi tehdään ennen mätsäystä, jotta ymmärretään lopputuloksen laatu tarkkuuden osalta eli mätsäys on vain hienosäätöä.

Toisin sanottuna jos aineistoissa on ”paljon mätsättävää”, niin silloin ne on oletettavasti tuotettu huonotasoisilla tai huonosti käytetyillä mittauslaitteilla. Esimerkiksi Rieglin laaduikkaimilla laitteistoilla trajektorien pitää olla maksimissaan vain parin sentin etäisyydellä toisistaan ennen mätsäystä, jos aiotaan saavuttaa moneen suunnittelutehtävään tarvittava mittaustarkkuus. Tällainen lopputulos erityyppisissä olosuhteissa vaatii kuitenkin työn huolellisen suunnittelun ja toteutuksen.

Jos esitellään kuinka hyvin jokin ohjelma murjoo paikalleen kaikki pahastikin harittavat linjat tai parantaa huonojen havaintojen laatua huomattavast, niin tällöin hälytyskellojen pitäisi soida mittauskoulutuksen saaneen ihmisen päässä. Pahasti harhailevatkin linjat voidaan ohjelmallisesti mätsätä yhteen, mutta missä pisteet oikeasti sijaitsevat onkin erinomainen kysymys. Jos laskennassa käytetään kontrollipisteitä, niin niiden virheistä ei myöskään voi päätellä mitään muuta kuin ohjelmankehittäjän taito minimoida virhe kontrollin kohdalla. Mittausaineistojen virheen suuruus arvioidaan siis ennen mätsäystä.

Koska vallitseva uskonkappale kertoo softalla ja tekoälyllä parannettavan kaiken, niin myös mittausalan viimeaikainen ohjelmistokehitys tuntuu keskittyvän aineistojen kaunisteluun oikean laskennan kehittämisen sijaan. Onhan se pistepilvienkin kohdalla ihan selvä asia, että mitä kauniimpi aineisto niin sen parempi se on myös geometriselta tarkkuudeltaan. Paitsi ettei ole.

Robotiikan puolelta tulleita SLAM-tekniikoita (joissa tyypillisesti kaikki eri sensorien tuottamat havainnot prosessoidaan yhdessä prosessissa), koskevat muuten käytännössä aivan samanlaiset periaatteet.

3) Ns. tekoälyalgoritmit mittauksessa. Laatuun liittyen olisi syytä herättää myös keskustelua uusien tekoälyalgoritmien käytöstä kaikenlaisten mittaushavaintojen laskennassa. Käytännössä murskaamme uusilla algoritmeillä vain entistä suurempia aineistoja. Kuten jo muiltakin aloilta tiedetään, niin tässä kehityksen vaiheessa kannattaa tietää aika tarkalleen mitä tekoäly tekee ettei tapahdu kummia. Nykymaailmassa tarvitsee siis muun muassa tietää, millaisilla aineistoilla ja periaatteilla algoritmia on koulutettu. Tätä aihepiiriä on käsitellyt hieman muun muussa Rieglin tuotekehitysjohtaja Andreas Ullrich artikkelissaan ”Noisy LIDAR point clouds: impact on information extraction in high-precision LIDAR surveying”. viitaten Nvidian karismaattinen perustajan Jen-Hsun Huangin esitykseen vuonna 2017. Huang näytti loistavia lopputuloksia kuvista tehdyn mallin visuaalisessa parantamisessa, mutta mikä on geometrinen todellisuus parantamisen jälkeen? Se tuskin edes kiinnostaa Huangia, koska hänen työnsä käyttötarkoitus on erilainen.

Kaiken kaikkiaan interneistä löytyy nykyisin lukuisia artikkeleita vastaavasta työstä, kuten tämä ETH:sta tuleva tutkimus kohinaisten ja harvojen pistepilvien muuntamisesta siloisiksi pintamalleiksi syvien neuroverkkojen avulla. Voimmeko luottaa näiden algoritmien toimimiseen esimerkiksi maaston mallintamisessa? Tätä kirjoittaessa emme tyypillisesti voi, joten riskien hallinnassa ja laadun valvonnassa on parasta ottaa käyttöön lääketutkimuksen alaltakin tuttu varovaisuusperiaate.

Tässä tutkimuksessa mittauskohde on ihmisen naama, mutta monasti tutkimuskohteina käytetään myös museoesineitä. Koska museoesineiden virtuaalimallit eivät ole vain visualisoinnin vaan usein myös esinetutkimuksen kohde, niin on hyvä kysyä mitä iloa huonosti mitatusta kohteesta on oikeasti niiden tutkimuksellisessa dokumentoinnissa?

Tutkimusta ja kehitystä huonojen aineistojen parantamiseksi on valtavan paljon ja valitettavasti loppukäyttäjä on useimmiten eniten vaatimassa näitä funktioita aineistoilleen. Tämän todellisuuden huomaa erityisen selkeästi avointen foruminen keskusteluista, jossa ohjelmistokehittäjille lähetään mitä hurjemman näköisiä aineistoja. Siloittelun jälkeen ne tuntuvat kelpaavan vaikkapa tiemittauksen tarpeisiin – mittaustarkkuuksiin fiksu ohjelmistokehittäjä ei kuitenkaan ota kantaa. Oletettavasti moni tilaaja maailmalla ei tee kovin ihmeellistä laadunvalvontaa tilaamilleen tuotteille, jos perunapellosta siloitellut tienpinnat kelpaavat lopputuotteiksi.

Käytännössä on selvää, että uusin aalto tekoälyalgoritmien kehittämisessä ja käyttöönotossa virittää myös pohjaa laatukirjojen ja standardien päivittämieen.

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

1998 – 2018. 20 vuotta operatiivista ilmalaserkeilausta Suomessa

Ennen kuin vuosi vaihtuu ja suuntaamme katseet taas tulevaan, niin tehdäänpä pieni katsaus ajassa taaksepäin. 20 vuotta sitten Suomessa koettiin sellainen disruptiivinen muutos, jollaista poliitikot ja erilaiset visionäärit koko ajan haikailevat. Koska muutoksen aikaansaanutta organisaatiota eli Tielaitosta ei enää sellaisenaan ole, niin muistellaanpa hieman mitä tapahtui.

Valtatie 1:n uusi linjaus välille Lohja-Suomusjärvi oli päätetty rakentaa ja aikataulu oli tavanomaisen tiukka. Maastomalli piti luonnollisesti mitata suunnittelua varten ja silloinen Tielaitos ryhtyi toimeen heti päätöksen tultua. Kentällä hyöri 30 mittausryhmää, mutta työ sujui hitaasti. Paikan päällä todettiin maaston olevan todellakin niin hankalaa jyrkkine kallioseinämineen, tiheine pusikoineen ja suoalueineen, että mittausryhmät olisi pitänyt tuplata aikataulussa pysymiseen.

Mittausryhminen tuplaamisen sijaan saatiin lupa ja kunnollinen rahoitus T&K-projektiin ilmalaserkeilauksen kehittämiseksi infrasuunnittelun tarpeisiin. Itse mittaustekniikka oli tuohon aikaan pääosin vielä tutkimuksellisella tasolla ja globaalisti kaupallisessa käytössä olevat laitteistot pystyi laskemaan kymmenella sormella. Kunnollisia ohjelmistoja aineistojen käsittelyyn ei ollut.

Tielaitoksen konsultointiyksikössä tuolloin toiminut nykyinen kouluttajamme ja projektien vetäjämme DI Tauno Suominen oli käynyt Ruotsissa tutustumassa Saab Survey AB:n kehittämään TopEye-laitteistoon ja teknologiaan vuonna 1997 ja syksyllä 1998 tehtiin Tielaitoksen ensimmäinen keilaus Lohja-Suomusjärvi osuudella. Iso osa työstä jouduttiin uusimaan keväällä 1999, koska ensimmäisellä kerralla lentolinjat suunniteltiin perinteisen ilmakuvauksen opein. Oppimisläksynä oli, että uudet teknologiat vaativat koko prosessin uudelleen suunnittelun kun niistä halutaan hyötyä kunnolla.

Tauno on kirjoittanut jo aikoinaan useita artikkeleita, joissa kuvataan alkuaikojen tapahtumia. Jos aihepiiri kiinnostaa laajemmin, niin Valtatie 1:n tapahtumia kuvataan tässä Maankäytön artikkelissa ja Kerava-Lahti oikoradan rakentaminen mittauksen kannalta kerrotaan täällä.

Tauno allekirjoittaa vielä edelleenkin kirjoittamansa lukuunottamatta ilmakuvia sisältävien hybridiaineistojen tarvetta. Moderneilla keilaimilla tuotettu tiheä pistipilviaineisto ei tarvitse kuva-aineistoja rinnalleen tulkintaa ja mallinnusta varten ja mahdolliset ortokuvat voi tehdä suoraan pistepilvistä. Kustannuksellisesti kyseessä on suuri säästö menneeseen verrattuna, sillä ilmakuvaus tehdään useimmiten erillisillä lennoilla ja sääikkuna onnistuneeseen kuvaukseen on huomattavasti kapeampi kuin laserkeilauksessa.

Mainittakoon vielä tämän saman tuotekehitysprojektin aikaansaama TerraSolid Oy:n pistepilviaineistojen ohjelmistokehitys, jolla yhtiö onkin onnistuneesti valloittanut maailmaa. Tekniikan kehityksen varhaisessa vaiheessa suoraan tarpeeseen toteutettu ohjelmistokehitys
yhdessä asiakkaan kanssa antoi TerraSolidille avainaseman myös globaaleilla markkinoilla.

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.

Venelaserskannauksen tuloksia

Koulutuksen aikana veneestä tehty laserskannaus Riegl VMX-1HA-laserskannausjärjestelmällä osoittautui mielenkiintoiseksi monella tavalla, joten julkaisemme hiukan kuvia aineistosta. Koulutuksessa olevat mittaajat alkavat tässä vaiheessa olla jo hyvällä tasolla tekemisessä.

Aineistoon yhdistyy osin myös autosta maasta käsin tehty mobiililaserskannaus, joten näissä paikoissa pistepilvi on myös hyvin kattava ja rakenteet on mitattu kaikilta puolilta. Mittausaineiston tarkkuus on senttimetritasolla eli myös veneestä tehty mittaus täyttää suunnitteluaineiston pohjana käytettyjen aineistojen tarkkuusvaatimukset.

Lopputuloksessa ihailimme sitä, miten hyvin maalta ja merelta skannatut istuvat yhteen ilman mitään sen suurempia säätöjä.

Koska meren pinta on normaalia matalammalla, saimme mitattua paljon yleensä veden alla olevia rakenteita kuten pitkät pätkät kaijojen paaluja. Alla olevissa kahdessa kuvassa kaijan yläpinnan pistepilvi on piilotettu, jolloin näemme sen alla olevia paaluja. Kahden ristikkäisen skannerin järjestelmällä paaluja saatiin mitattu syvältä kaijan alta ja jopa rakenteen takaseinää näkyy.

Rannalta käsin mitattu aineisto istuu tosiaan erinomaisesti veneestä mitattuun aineistoon

Samalla kertaa tuli myös mitattua Viking Xpress -laivan toinen kylki. Pienen odottelun jälkeen laiva lähti Tallinnaan, jolloin saimme mitattua terminaalin merenpuoleiset rakenteet.

Tästä on hyvä jatkaa!

Suomen korkein/isoin puu

Suomen korkein puu, yli 47 m korkea siperianlehtikuusi, löytyy Punkaharjulta. Saimme kunnian skannata sen muutama vuosi sitten silloisen Metlan, nykyisen Luken tutkijan Esko Oksan kanssa. Puusta voi lukea lisää Ylen tuoreesta uutisesta.

Tässä Suomen korkein siperianlehtikuusi näkyy lajitoveriensa keskuudessa. Se tosiaan erottuu pituudellaan.

Latvan mittauksen mahdollistava monipistemittaus, tähyksetön työskentely myös metsissä ja automaattinen aineistojen yhdistäminen ovat verraton yhdistelmä metsien mittauksessa. Tiheydestä huolimatta Riegl VZ-400-skannerilla saatiin mitattua myös latva – aallonmuodon mittausalgoritmi tekee sen mahdolliseksi.

Suomen korkein siperianlehtikuusi eroteteltuna naapureistaan. Skannauksessa näkyy hyvin puun latvanipukka.

Teimme suurten puiden skannauskiertueen, joten siperianlehtikuusen lisäksi skannasimme artikkelissakin mainitun Heinolan Tsaarin poppelin, jonka tilavuudeksi paljastui yli 30 kuutiota. Jo sen yksittäiset oksat ovat valtavia.

Isoista puista löytyy vielä Toivakassa asusteleva mänty. Tämäkin mänty kasvaa keskellä metsää, mutta pistepilvileikkauksesta huomaa miten hyvin se erottuu lajitovereistaan. Klikkaamalla kuvaa pääset mäntyä esittelevään videoon.

Olemme skannanneet Rieglin skannereilla kaikenlaisia puita ja iloksemme työ jatkuu useilla tahoilla Riegl VZ-400i-skannereilla. Asiakkaamme skannaavat Suomessa, mutta seuraavaksi alkaa trooppisten metsien skannaus eri puolilla maailmaa. Sitä ennen voimme edelleenkin ihastella, miten hienosti myös pieni erikoiskuusi skannautui – Rieglin skannereilla latvuston tilavuus saadaan laskettua oikein! Tämä kuusi ei ole Suomen suurin.

2 päivää, 12 kilometria…hmmmm…

Microdrone on esitellyt Saksassa BVLOS-kuvausdroonia ja sen käyttöä tienmittauksessa. Lopputuotteet näyttävät olevan asset management -tarkkuusluokassa ja trendikkäästi mitataan myös uria.

Videopätkässä kerrotaan kenttämittauksen yksityiskohtia seuraavasti: yksi päivä mittauksen suunnitteluun ja toinen päivä sen toteutukseen.

Siis mitä ihmettä, miksi näin hidasta uutuustuotetta promotaan muuten kuin sen takia, että on kokeiltu näköyhteydetöntä lentoa? Kohde on täysin ajettava eli ei olla vaikeakulkuisessa maastossa, jossa droonit ovat sinänsä edukseen. Kaikelle on yleensä sijansa.

Tuollaisen moottoritienpätkän voisi mitata mobiililaserskannauksella alle tunnissa, kuten me teimme jo 2014 valtatiellä 7 Kotkan tienoilla. Koska järjestelmämme oli tuolloin uusi, niin se testattiin ensin Liikenneviraston määräykset täyttäväksi ja se jälkeen teimme runsaan 20 km uuden tienpätkän loppumittauksen. Kehittelimme tuolloin signaalitonta mittaustekniikkaamme, jonka mahdollistaa laadukas laitteistomme.

Samasta mittausaineistoitosta saa sivutuotteena kaikki asset management -tyyppiset tuotteet luonnollisesti tarkemmin kuin kuvausdroonilla, mutta V7:n mittauksissa tärkeimpänä lopputuotteena oli tietysti uuden tien pinta vaadituissa toleransseissa sekä lähtötieto painumien seurantaan.

On ollut mielenkiintoista huomata, miten tiedottomia päättäjät ovat State-of-Art-menetelmistä. Saksassa perinteinen ongelma on tietysti ”not invented here” eli kaikki muualla kehitetty pitää kehittää uusiksi saksalaisin voimin. Meillä kaikilla on omat ongelmamme.

Videossa mitataan tietä korjaussuunnitelmaa varten Pohjois-Suomessa.

 

Uusi RiPANO aineiston jakoon ja CAD-työskentelyyn

Tällä kertaa Intergeo-uutuuksien esittelyvuorossa on ohjelmapuolelta RIEGL RiPANO, josta julkistettiin Frankfurtissa uusi versio. RIEGL RiPANO on staattisen skannerityöskentelyn ohjelma, jolla projektit julkaistaan nettiversioiksi. Nyt ohjelman avulla käyttäjä voi jakamisen lisäksi tehdä aineistoista leikkauskuvia CAD-työskentelyyn (esim. ortokuvia julkisivuista) ja mittakaavassa julkaistuja PDF-tulosteita.

Käytännössä aineiston tuottaja julkaiseen projektin ja sen jälkeen hän ja/tai aineiston muut käyttäjät voivat tehdä tarvittavat tulosteet verkossa. Toimintatapaan pääsee tutustumaan Rieglin omassa webdemossa, joka alkaa mainiolla esittelyvideolla. Itse aineistoon pääsee myös käsiksi ja tulosten tuottamista pääsee kokeilemaan. Klikkaa webdemo auki.

Ensi viikolla RiPanoon pääsee tutustumaan myös Paikkatietomarkkinoilla Helsingin Messukeskuksessa, jossa olemme mukana osastolla B4. Tulosta lippusi ja ilmoittaudu kävijäksi tästä linkistä. Nähdään messuilla!

Uusi VUX-240 UAV/helikopteriskanneri

Rieglin juhlavuoden laiteuutuuksista mielenkiintoisin on uusi miehittämättömiin ja miehitettyihin ilma-aluksiin soveltuva VUX-240 skanneri. Kaikki edelliset VUX-sarjan skannerit säilyvät edelleen tuotannossa, mutta niiden rinnalla VUX-240 julkaistu uutuus on suunnattu erityisesti linjamaisiin mittauksiin kuten sähkölinjoihin. Nopeana skannerina se soveltuu myös eri tyyppisiin topografisiin mittauksiin tai vaikkapa metsien kartoitukseen.

Uutuusskannerin mittausala on 75° kohtisuoraan lentolinjaan nähden ja sen mittausnopeus on huikea 1,8 MHz eli 1 500 000 pistettä/s. Skannerin mittaustekniikka on Rieglin ainutlaatuinen pulssimittaus aallonmuodon reaaliaikaisella analyysilla ja monipistemittauksella. Profiileja eli keskinään yhdensuuntaisia linjoja saadaan mitattua 400 sekunnissa. Nopeus on siis tuplaantunut 1LR ja 1UAV -skannereihin nähden skannerin painon säilyessä lähes samana.

Huima nopeus sallii mittausalustan liikkuvan entistä nopeammin pistevälin säilyessa hyvänä.

Myös etäisyydenmittaus on kaksinkertaistunut 1LR-skanneriin nähden, mikä sallii korkeamman lentokorkeuden aina 1 400 m (AGL) asti. Esimerkiksi lennettäessä 250 m korkeudessa 60 solmun nopeudella saavutetaan 120 pistettä/m2 pistetiheys ja vastaavasti lennettäessä 610 metrin korkeudella 60 solmun nopeudella, niin pistetiheys on tyypillisesti 9 pistettä/m2. Lisää esimerkkeja lentokorkeuden ja nopeuden vaikutuksesta pistetiheyteen voi tutkia laitteen esitteestä.

Suosittelemme skannerin hankintaa valmiiksi integroituna pakettina (VUX-SYS) GNSS/IMU-järjestelmän kanssa, jolloin kokonaispaino on 4,5 kg. Samalla järjestelmään voidaan myös integroida max. 4 kappaletta kameroita samanaikaiseen valokuvaukseen. Mikään ei luonnollisestikaan estä esim. lämpökameran tai hyperspektraaliakameran integrointia skanneriin, kunhan valitut laitteet tukevat mittausnopeutta. Järjestelmän keräämät aineistot voi tallentaa laitteen sisäiselle 240 GBitin SSD-kiintolevylle.

Nyt kun UAS/RPAS-skannaus eli miehittämättömästä ilma-aluksesta tehtävä skannaus on lähtenyt maailmalla kunnolla liikkeelle, niin tuloksen näkee Rieglin kasvavassa laitevalikoimassa. Intergeo-messuilla esillä olleet lennokit olivat pääosin isoja laitteita, joilla on paljon kantokykyä. Silloin kun lastina oli skanneri, niin merkkinä oli pääosin Riegl. Sama lopputulos nähtiin jopa markkinajohtaja DJI:n osastolla. Muutos viime vuoteen oli merkittävä, sillä silloin kyydissä oli vielä paljon Velodynen skannereita. Kokeillut niillä on nyt selkeästi tehty ilman että mittauksellisesti olisi saatu aikaan merkittäviä tuloksia.

RIEGL miniVUX DJI:n osastolla. Kuvan näköistä integrointia emme suosittele – DJI:llakin on näköjään oppimista sensorien integroinnista.

Uusi VUX-240-skanneri tulee ulos tuotannosta Q2/2019.

RIEGL VMX-RAIL – Intergeo 2018 uutuus

RIEGLin vuoden 2018 uutuuksista mielenkiintoisimpia on VMX – RAIL, kolme VUX-1HA -skanneria sisältävä rautateiden mittaukseen suunniteltu mobiililaserskannausjärjestelmä, jolla voi mitata huimalla 3 MHz:n pulssintoistotaajuudella 750 profiilia sekunnissa. Näin mittausalustan kulkiessa 80 km/t saavutetaan 7000 pistettä neliömetrille 3 m etäisyydellä skannerista ja tarpeen mukaan voidaan kulkea vaikka 130 km tuntinopeudella. Näillä spekseillä jää mittaamatta hyvin vähän raideympäristön kohteista.

Kuten tyypillistä Rieglille, niin skannausjärjestelmään voi kytkeä muita sensoreita kuten esimerkiksi kameroita. Kuka haluaa Ladybug-kameralla tuotettua panoraamakuvaa – kuka taas jopa 9 kappaleella Rieglin 20 Mpx kameroilla tuotettuja yksityiskohtakuvia. Jos se meistä olisi kiinni, niin emme tuotantokäytössä laita kameroita mobiililaserskannereihin, sillä vaadittuja valaistusolosuhteita odottaessa hukataan tehokasta mittausaikaa. Esimerkiksi ilmalaserkeilausta otehdään usein öisin ilmakehän häiriöiden ollessa vähäisempiä kun taas kuvanotto voidaan tehdä vain hyvällä kuvaussäällä päiväsaikaan. Lisäksi skannaukselle hyvä lentolinjasuunnittelu ei ole ihanteellinen valokuvaukselle. Sama pätee myös maan päällä tehtävässä mobiililaserskannauksessa.

Samaan lopputulokseen eli skannauksen ja kuvauksen eriyttämiseen näyttää kuvien perusteella päätyneen myös Ranskan valtionrautatiet SNCF. Lidar-projektissaan (linkki videoon) he ovat nyt päätyneet hankkimaan peräti 3 kappaletta RIEGL VMX-RAIL laserskannausjärjestelmiä, joilla tehdään ajan hengen mukaan digitaalinen kaksonen koko rautateistä muunmuassa IoT:n tarpeisiin. Nämä 3 VMX-RAIL -mittaavat muuten jo täyttä häkää rautateita.

SNCF:n johtajat kertovat järjestelmän tuottavuudesta niin, että keskimäärin yhden tunnin mittauksella korvataan nyt 3-4 hengen mittaustiimin 6 kuukauden työrupeama. Kolmella mittausjunalla kuljetaan sama rataosuus 4 kuukauden välein ja tarkkaillaan näin muutoksia raiteissa. Kuten me olemme Suomessa osoittaneet maanteiden mittauksessa, niin myös teiden ja samoin rautateiden geometrioissa on paljon seuraamista ja korjaamista. Huonolaatuisesta mittausaineistosta ei voi luotettavasti analysoida tarvittavia muuttujia, joten oikeiden tulosten saavuttamiseksi on turvauduttava hyvään kalustoon. Ei tarvitse epäillä, etteikö Ranskan rautateilläkin ole nähty monen sorttista kokeilijaa, myös ranskalaisia yrityksiä, mutta tulokset ratkaisevat.

Tarvitsetko lisätietoja? Ota yhteyttä p. 045 633 6272 tai nordic (@) geocenter.fi, jolloin voimme kertoa lisää.

RIEGLin uutuudet 2018

Intergeon ensimmäinen päivä on ohi ja uusi on juuri alkamassa. Ensimmäinen päivämme kului tutustuessa tuoteuutuuksiin, joita on sekä laite- että ohjelmistopuolella. Esittelemme uutuuksia tarkemmin myöhemmin, mutta alla hieman alkupaloja maisteltavaksi.

Tänä vuonna eniten uutuuksia julkaistiin ilmalaserskannerien sarjaan eli vihreät laserit VQ-880-GII ja VQ-840-G; infrapunalaserit VQ-480 II, VQ-580 II sekä VUX-240. Näistä VUX-240 sekä VQ-840-G soveltuvat myös miehittämättömien ilma-alusten sensoreiksi lisäten jälleen suorituskykyä.

Mobiililaserskannerien sarjassa uutuus on kolme VUX-skanneria sisältävä VMX-RAIL, joka nimensä mukaisesti on suunnattu rautateiden mittauksiin. Ensimmäinen asiakas on jälleen Ranskan rautatiet. Näyttelyosastolla on esillä juuri tuotantoon saatu VMX-2HA.

Ohjelmistoista RiScan Pro ja RiPANO saivat myös päivitystä kun taas RiPROCESSin vuoro on vuoden 2019 alkupuolella. Maalaserkeilainten appseihin on puolestaan lisätty monitorointisovellys ja yhteistyökumppanin kanssa on julkaistu monitorointisovellus vaativimpiin sovelluksiin.

Kiirettä siis riittää näihin kaikkiin perehtyessä! Intergeossa on vielä kaksi päivää aikaa tutustua uutuuksiin helposti samalla kerralla ja Rieglin kehittäjät ovat lisäksi paikalla vastaamassa kysymyksiin. Tervetuloa!

 

Biomassalaskenta ja hiilinielujen määrä tarkentuvat paremmilla mittauksilla

Belgialaiset tutkijat selvittävät kolmivuotisessa projektissa, miten trooppisen metsien biomassojen laskentaa voitaisiin tarkentaa nykyisestä. Trooppisilla metsillä tarkoitetaan tässä hyvin tiiviitä metsiä, joiden mittaus pelkästään ilmasta käsin voi tuottaa suuria virheitä biomassojen laskennassa. Alueelliset vaihtelut näyttävät olevan ajateltua suurempia, jolloin myös nykymallit laskevat väärin.

Tähän ongelmakenttään on paneuduttu yhdistämällä maalaserkeilausta ja droonista tehtyä tiheää ilmalaserkeilausta, jolloin koealojen yksittäisten puiden muoto on saatu laskettua huomattavasti nykymalleja paremmin. Käytännössä aineiston hankintatapa on samanlainen kuin meidän asiakkaalle vuonna 2016 toteuttama muutama erityyppisen puustoalan mittaus Suomessa ja laitteetkin ovat samat samat: Riegl VZ-400i sekä Riegl RiCopter VUX-1UAV-laserskannerilla.

Tarkemmilla näytteillä isojen metsäalojen satelliitista tai lentokoneella tehdyt mittaukset voidaan näin kalibroida paremmin ja biomassan laskentatulokset tarkentuvat. Maailma ei ole siinä mielessä tasa-arvoinen paikka, että metsät tunnettaisiin samalla tarkkuudella joka maassa.

Kuvassa aineistosta segmentoituja puita. Lisää tietoa itse työstä Lidarnewsissa ja laskennasta enemmän tutkijoiden tieteellisissä artikkeleissa.

Intergeo 2018 Frankfurtissa

Maanmittausalan vuotuiset suurmessut alkavat pian eli tarkemmin ottaen kyseessä on Saksan geodeettien, geoinformaatikkojena ja maankäytön ammattilaisten järjestämä Intergeo 16.-18. lokakuuta 2018. Viime vuonna paikalle saapui yli 18 000 messuvierasta.

Tapahtumalla on pitkät perinteet, sillä sota-aikojen taukoja lukuunottamatta sitä on järjestetty saksalaisten geodeettien päivänä vuodesta 1872 alkaen ja INTERGEO nimellä vuodesta 1995. Hessenin osavaltion Frankfurt am Mainissa Intergeo on järjestetty edellisen kerran vuonna 2002.

Vaikka Intergeo on vuosien mittaan hieman pienentynyt, on se edelleenkin maailman suurin maanmittausalan tapahtuma. Aasian tapahtumien kasvusta huolimatta myös paljon aasialaisia saapuu paikalle näkemään tuoreimmat laite- ja ohjelmistouutuudet. Intergeoa voi myös suositella opintomatkakohteeksi alan opiskelijoille, sillä paikan päällä saa aavistuksen alan trendeistä, keskustelunaihepiireistä maailmalla ja näkee ratkaisuja, jotka eivät ehkä koskaan saavu Suomeen.

Seminaariohjelma on myös pitkä ja vaikuttava – täyttä tavaraa maankäytön ja mittauksen aihepiireistä. Tänä vuonna yleisotsikkona on: Geoinformatiikka – digitalisaation DNA. Viime vuonna osallistujia oli 1400.

Olemme mukana messuilla kaikkina päivinä ja meidät tavoittaa parhaiten Rieglin osastolta C.080 hallissa 12.0 ja luonnollisesti kännykällä. Meillä on vielä jäljellä muutamia vapaalippuja, joten ole toki yhteydessä jos olet tulossa paikan päälle.

Tervetuloa mukaan Intergeoon!