Avainsana-arkisto: Pistepilvi

Topconin lennokkijärjestelmät ja ContextCapture-ohjelmisto

Miehittämättömät lennokit (Unmanned Aerial Vehicle, UAV) ja lennokkijärjestelmät (UAS) ovat kovassa huudossa eri sovellusalueilla, myös kartoitustyössä. Topconin Falcon 8 -oktokopterilla sekä kiinteäsiipisellä Sirius Pro -lennokilla saa halutun kohteen valokuvattua tarkasti ja kattavasti.

  

Lennokin lisäksi tarvitaan kuitenkin myös edistynyt ohjelmisto, jotta kuvattu aineisto saadaan kolmioitua fotogrammetrisesti ja siitä muodostettua vaikkapa tiheä luokiteltu pistepilvi, tarkka digitaalinen korkeus- (DEM) tai pintamalli (DTM), muu 3D-malli tai georeferoitu ortomosaiikki. Mallilta voidaan mitata niin koordinaatteja, etäisyyksiä, pinta-aloja kuin tilavuuksiakin, ottaa poikkileikkauksia ja tehdä analyysejä päätöksenteon pohjaksi.

Topcon julkaisi yhteistyösopimuksen ohjelmistotalo Bentleyn kanssa viime lokakuussa, ja nyt se tarjoaa em. lennokkijärjestelmiensä tuottaman aineiston käsittelyyn Bentleyn ContextCapture -ohjelmistoa. Sillä yksityiskohtaisten pistepilvien, 3D-mallien ja ortokuvien muodostaminen valokuva-aineistosta onnistuu käden käänteessä. ContextCapture on myös integroitavissa esimerkiksi CAD-suunnittelun, paikkatiedon, rakennustekniikan ja maanmittauksen työnkulkuihin ja se tukee yleisimpiä tiedostoformaatteja.

Alla esimerkkivideo ContextCapturella muodostetusta 3D-mallista…

…ja tässä Bentleyn ContextCapture-sivulta toinen esimerkkiaineisto selaimessa tarkasteltavaksi. Navigointi aineistossa onnistuu hiirellä, kokeile myös vaihto- tai ctrl-näppäin pohjassa ja hiiren rullalla. Oikean yläkulman valikosta löytyy myös yksinkertainen mittaustyökalu – monipuolisemmat sitten ContextCapturessa tai käyttämässäsi 3D-työasemaohjelmistossa.

Toinen edustuksessamme oleva ohjelmisto kuvausaineiston käsittelyyn on Agisoft Photogrammetric Kit for Topcon, joka tunnetaan maailmalla laajasti myös Agisoft Photoscan Professional:ina.

Lisätietoa niin lennokkijärjestelmistä kuin ohjelmistoistakin saat meiltä geocenterläisiltä.

RIEGL RiALITY on täällä!

Lisätty todellisuus yhdistyy pistepilviin tässä Rieglin uudessa appsissä, joka mahdollistaa pistepilvien katselun mobiililaitteessa.

riality

Tällä hetkellä sovellus toimii uudemmissa iPad-laitteissa, jollaisen omistajat voivat ladata appsin, käyttöohjeen ja koeaineiston Rieglin sivulta. RiScan Pro 1.8.0-versiota käyttävät voivat myös tuottaa aineistoa omista pistepilviaineistoistaan. Myös android-versio on tulossa. Hauskoja kokeiluhetkiä!

Lidar & elokuvat

3D-laserskannauksella on monia käyttömahdollisuuksia ja usein viitataan elokuva- ja peliteollisuuteen yhtenä käyttäjäryhmänä. Mutta mitä se käytännössä tarkoittaa?

Elokuvaympäristöt ovat usein täysin keinotekoisia luomuksia, joita nykyään luodaan digitaalisesti – näitä maisemia ei oikeasti ole. Hyvänä esimerkkinä toimii tuore Pilvikartasto-elokuva, jonka kohtaukset sijoittuvat kuuteen eri aikakauteen 1800-luvusta 2100-luvulle. Katsojan voi kuitenkin yllättää tieto siitä, että myös 1970-luvulle sijoittuvat San Franciscon kohtaukset on myös luotu keinotekoisesti tietokoneella.

Laserskannauksella tallennetaan todellisuutta, joten miten se liittyy illuusion luomiseen? Elokuvassa San Franciscon katunäkymät on rendattu Skotlannin Glasgowssa skannatuista kaduista ja rakennuksista. Lisäksi taustalle on lisätty erikseen skannattuja aikakauteen sopivia autoja. Pistepilvistä saatiin kohteiden geometria valmiina tavarana, jota sitten vain muunneltiin tarpeiden mukaan esimerkiksi mallintamalla ja maalaamalla. Jopa sillalla tapahtuma auto-onnettomuus on tavattoman keinotekoinen, sillä silta on skannattu Glasgowssa, mallinnettu ja keinotekoisesti pidennetty tietokoneella.

Glasgow'n skannattuja katuja San Franciscoksi muutettuna.

Glasgow’n skannattuja katuja San Franciscoksi muutettuna elokuvasta Pilvikartasto.

Lisää juonipaljastuksia liittyy elokuvassa näytettävään ydinvoimalaan, jonka sisäänkäynti on myös skannattu kuvauksia varten. Kuvauksia olisi turvallissyitä ollut mahdotonta tehdä oikeassa ympäristössä, joten digiympäristön luominen helpotti tilannetta. Myöhemmin samaa sisäänkäyntiä käytetään satelliittikeskuksen sisäänkäyntinä tulevaisuusepisodissa. Nyt geometria on siirretty vuorenhuipulle – Mallorcalla. Voiko mihinkään enää uskoa?

Skannaukset on tehnyt saksalainen, Berliinissä toimiva erikoisfirma. Elokuvan kohtausten teosta voi kuunnella lisää erikoisefektien luojan haastattelussa ja yksityiskohdista kerrotaan myös lisää kirjallisessa haastattelussa.

[embedplusvideo height=”379″ width=”625″ standard=”http://www.youtube.com/v/BMuh1sPL1sg?fs=1&hd=1″ vars=”ytid=BMuh1sPL1sg&width=625&height=379&start=&stop=&rs=w&hd=1&autoplay=0&react=1&chapters=&notes=” id=”ep4485″ /]

Autodesk ReCap ja Bentley Pointools, AD 2014

Parhaat kilpailijat Autodesk ja Bentley Systems ovat jälleen julkaiseet uusia ohjelmistopäivityksiä. Autodesk elää tavoilleen tyypillisesti jo vuotta 2014 jaa ja Bentley päivitti V8i -versiotaan. Puuttumatta aihepiiriin sen laajemmin, käsittelen seuraavassa vain uutuuksia pistepilvien käsittelyn suhteen.

Autodesk on lisännyt tuoteskaalaansa kokonaan uuden ja ilmaisen pistepilvien käsittelyohjelman nimeltään ReCap Studio, jonka se sanoo demokratisoivan pistepilvien käytön. Pistepilviä Autodeskin ohjelmillä aikaisemmin käsitelleet henkilöt muistanevat Autodeskin viimeksi ostaneen AliceLabs-nimisen hollantilaisen pistepilvien käsittelyohjelman ja tätä aiemmin se oli hankkinut jo pari pistepilvimoottoria. Vielä viime vuonna AutoCADissä oli käytössä kokeilumielessä lisätyökaluja esimerkiksi leikkausten tekoon, mutta ne poistuvat yllättäen käytöstä kesken vuotta – käyttäjien tyrmistykseksi. Ohjelmien ja ominaisuuksien ikä tuntuu vain lyhenevän, esimerkiksi Googlen ilmaisohjelmissa se on keskimäärin vain 1495 päivää.

Mitä ReCap siis tuo mukaan kuvioihin? Käytännössä ilmainen Recap on välivaihe pistepilvien tuomiseksi Autodeskin eri ohjelmiin, sillä siihen luetaan sisään eri skannereiden natiiviformaatteja sekä tietysti LAS ja E57-tiedostoja. Ennen sisääntuontia pistepilvet on rekisteröitävä keskenään ja vietävä haluttuun koordinaatistoon. ReCapissä pistepilvet indeksoidaan ensin Autodeskin omaan Reality Capture Scan formaattiin (RCS), jonka jälkeen niitä voi organisoida, siivota ja analysoida. Tämä tarkoittaa käytännössä pisteiden segmentoimista käsin haluttuihin osiin jatkokäsittelyä varten ja aineiston tarkastelemistä esimerkiksi korkeuden ja pisteiden normaalien avulla. Indeksoinnin jälkeen aineisto on valmis käytettäväksi Autodeskin muissa ohjelmissa eli varsinainen mallinnus voidaan aloittaa.

ReCap Studion lisäksi Autodesk julkaisi maksullisen ReCap Photo -ohjelman, joka on saatavissa käyttöön pilvipalveluna. Autodesk tarjoaa toimitusjohtajansa mukaan tulevaisuudessa ainoastaan pilvipohjaisia palveluita, joten kaikki on vähitellen siirtymässä sinne kuuluisaan pilveen. ReCap Photolla tehdään kuvista 3D-meshejä ja näin Autodesk on oman markkinointinsa mukaan ensimmäisenä yhdistänyt laserskannauksen ja fotogrammetrian samaan tuoteperheeseen…hämmentävää historiankirjoitusta. Onneksi sentään markkinnoinnin viesti pistepilvien rekisteröimisestä ReCap Studiossa poistettiin salamannopeasti blogeista, koska tähän tehtävään ohjelmasta ei tosiaan ole. On myös erittäin vaikea yhtyä tuohon demokratisoitumisajatukseen, koska näiden ohjelmien käyttämisen jälkeen ainoa jatkokäsittelymahdollisuus on Autodeskin muissa maksullisissa ohjelmissa. Mutta tosiaan, nyt insinöörit ja arkkitehdit, Autodeskin olemassa olevat asiakkaat, ovat saaneet muutamia käsityökaluja pistepilvien pyörittämiseen ja ohjelma kehittynee jatkossa.

Bentley esitteli Pointools V8i-ohjelman, joka vaikuttaa olevan kilpailijaansa huomattavasti hienostuneempi ohjelma. Käytännössä Bentley on integroinut viime vuonna hankkimansa englantilaisen Pointoolsin paremmin osaksi omia ratkaisujaan ja täydentänyt kokonaisuutta muutamin lisäominaisuuksin. Lähtökohtaisesti myös Pointools indeksoi pistepilvet  – käytössä on pod-formaatti, jolloin aineistoja voi käyttää muissa Bentleyn ohjelmissa. Lisäksi Pointoolsin perinteisin työkaluin pistepilviä voi aika tehokkaasti segmentoida osiin, visualisoida eri tavoin ja pistepilvissä voi tehdä myös törmäystarkasteluja. Alla olevassa kuvassa pistepilvestä on segmentoitu liukuhihnalla liikkuva osa, jonka kopiota voidaan siirrellä aineistossa tarpeen mukaan ja merkitä sen tielle joutuvat elementit.

Törmäystarkastelu ja animaatio

Törmäystarkastelu ja animaatio

Lisäksi Bentley Pointoolsissa voi tehdä videoita pistepilvien visualisoimiseksi ja tosiaan näissä videoissa voi nyt myös olla animaatioita – vaikka tiellä kulkeva auto. Katsottuani Pointoolsin esittelevän webinaarin ainoa moitteen sanani kohdistuu vastaukseen pistepilvien luokittelemisesta. Koska Pointoolsissa, sen enempää kuin ReCapissä, ei kyseistä ominaisuutta ole, niin tekijöiden on helppo sivuuttaa aineistojen luokittelun tarve vain pienen piirin erikoistarpeeksi. Näinhän ei suinkaan ole, vaan huomattava käyttäjäjoukko kaipaa pisteiden automaattista luokittelua vaikkapa maanpinnaksi, kasvillisuudeksi, tiiliseinäksi, ikkunaksi, yms., jolloin mallintaminen usein nopeutuu ja sitä voidaan automatisoida.

Lopputuloksena voi todeta, että pistepilvien käyttö suunnitteluohjelmissa on ottanut jälleen pienen edistysaskeleen, mutta veikkaan monella taholla olevan edelleen käyttöä monipuolisemmisille pistepilvien mallinnusohjelmille, jotka tukevat vähintään puoliautomaattista mallintamista.

Rakennusten tietomallinnuspuolella, kun lähtöaineistona ovat pistepilvet, veikkaan suuremman hyödyn uutuuksista olevan Bentleyn käyttäjillä Pointoolsin ominaisuuksista johtuen. Toivottavasti käyttäjät kommentoivat tilannetta heti kun näitä työkaluja otetaan käyttöön ja niistä saadaan laajempia kokemuksia. Mutta kilpailu jatkuu taas ensi vuonna, 2015 jaa. Toivottavasti jatkossa näemme ratkaisuja myös ArchiCADin käyttäjille ja Bentleyn sopisi myös vihdoin julkaista 64-bittinen versio.

Skannerien käytön koulutus

Yhdysvalloista tulee kuvaa skannerien käyttökoulutuksesta USGS:n ja RIEGL USAn malliin. USGS on valtion tieteellinen tutkimuskeskus, joka tekee karttoja, tutkii geologiaa, maankäyttöä, maanjärjestyksiä, ilmastonmuutosta jne., eli sen toiminta-aloissa yhdistyvät muun muassa meidän Geodeettisen laitoksemme, Geologisen tutkimuskeskuksen, Maanmittauslaitoksen ja SYKEn toimintoja.

riegl_vz_1000

USGS on hankkinut RIEGLin VZ-1000 laserskannerin, joka toimitettiin heille joulukuussa. Nelipäiväisen kouluksen aikana pitää tietysti käydä tekemässä käytännön mittauksia. Tällä kertaa on menty mittaamaan Kaifornian rannikkoa – näyttää houkuttelevalta Suomen talvesta tarkasteltuna 🙂 Vaikka USGS:n tutkijoilla on paljon skannauskokemusta jo entisestään, niin koulutuksessa on lähdetty liiikkeelle perusteellisesta uuden oppimisen ajatuksesta. Samoin toimivat muuten useimmat suomalaisetkin asiakkaamme, joiden kanssa olemme samalla laitteella mitanneet muun muassa jokien penkkoja, tunneleita ja rakennuksia.

Pistepilvet ja Autodesk Revit 2012

Arkkitehtikunnalle vaivaa tuottanut pistepilvien ja BIM-mallinnusohjelmien yhteensopivuus/-sopimattomuus alkaa hiljalleen ratketa. Vuoden 2012–version myötä Autodesk Revit tukee vihdoin suoraan 3D-laserskannerien tuottamia pistepilviä.
Sisääntuonnissa pisteet muutetaan Autodeskin omaan .pcg –pistepilvitiedostomuotoon. Tässä vaiheessa sisääntuotavina formaatteina tuetaan .las, .xyb ja .pts, .ptg sekä Faron .fls ja .fws tiedostomuotoja. Kokemukseni mukaan ensimmäinen indeksointi .pcg –muotoon kestää kauan; luonnollisesti sitä kauemmin mitä enemmän tavaraa ollaan tuomassa sisään. Hitautta ei pidä kuitenkaan pelästyä, sillä jatkossa .pcg-tiedosto aukeaa nopeasti.
Projektiin linkitettynä pistepilvi käyttäytyy kuten muutkin elementit. Se voidaan esimerkiksi valita, kopioida, peilata ja tuhota. Pistepilveä voi tietysti pyörittää ja sen näkyvyyttä voidaan säädellä. Lisäksi yksityiskohtia voi tarkastella paremmin esimerkiksi leikkausten tai laatikkovalintojen avulla. Projektiin voidaan myös linkittaa useita pistepilviä.
Minkälaista mallinnusta pistepilvistä voi sitten tehdä? Tässä vaiheessa voi esimerkiksi etsiä tasoja, jotka Revit löytää automaattisesti , jos ne ovat kohtisuorassa työtasoon (workplane) nähden. Muita geometrisen mallinnuksen työkaluja on tulossa lisää ajan myötä. Täysiverisiin pistepilvien käsittelyohjelmiin tottuneet kaipaavat varmasti monia ominaisuuksia, joita jatkossa ilmestynee myös perinteisiin suunnitteluohjelmiin.