On lohdullista lukea muiden pitkän linjan mobiilin lasermittaustekniikaan ammattilaisten kirjoituksia, koska mielipiteemme ovat niin yhteneviä. Kun käytännön ja teorian osaaminen jalostuu tietotaidoksi, projekteja saadaan käytännössä tehtyä loppuun hyvin lopputuloksin. Kuten Suomisen Tauno on todennut, niin ammattilaisten tietotaito jalostuu vasta satojen onnistuneiden projektien kautta.

Pitkän linjan tekijä Lewis Graham on siis jälleen kirjoittanut osuvan kirjoituksen mobiililasermittauksen tarkkuusanalyysistä. Hän jakaa tarkastelun kolmeen osaan:

• lento/ajoratojen linjaus
• paikallinen tarkkuus
• verkkotasontarkkuus

Lentoradan linjauksen virheitä täytyy raakadatasta tarkastella sekä vertikaalisesti että horisontaalisesti. Suurimmat ongelmat aiheuttavat huonolaatuinen inertianavigointijärjestelmä (IMU) sekä laitteiston huono fyysinen kokoonpano (integrointi). Kuten Graham toteaa, niin säästämällä rahaa IMUn hankinnassa aiheuttaa itselleen paljon työtä ja tuskaa koko laitteiston käyttöiän. Ihan yksinkertaisesti aineiston tarkkuutta ei voi koskaan saada paremmaksi kuin sen komponentit sallivat.

Samaan huonoon lopputulokseen päästään myös laitteiston huonolla fyysisellä integroinnilla. Sinänsä on jännittävää, että IMU-tekniikassa tämän totesivat jo aikaisemmat sukupolvet 1970-luvulle tultaessa, mutta uudet sukupolvet opettelevat nyt samaan asiaa taas uudestaan.

”In a fully integrated system, separate instruments would not be needed for any one function; every subsystem could have access to, or benefit from, all sensor system.” (1)

Kuten Graham, mekin näemme omatekoisissa ja jopa useiden ammattimaisten laiteintegraattorien ratkaisussa IMUn ja laserien keskinäisen integroinnin olevan niin huonon, että hyvistäkin komponenteista huolimatta aineiston laatu ei vastaa siihen sijoitettua rahamäärää. Modernit data-analyytikot kyllä prosessoivat näitä aineistoja mielellään, sillä ne työllistävät heitä mukavasti.

Me teemme aineistolle ensimmäisen laaduntarkastuksen heti laskettuamme lento/ajoradan (trajectory) ensimmäisen kerran. Mittauksen aikana nähtävä navigointiratkaisu ei näet paljasta koko totuutta. Jos tämä skannauslinjojen alustava tarkastelu kertoo, että meillä on mahdollisia ongelmia pyydetyn tarkkuuden suhteen, niin prosessointitaktiikka on hiottava sen mukaan. Pahimmillaan näemme, ettei aineisto kelpaa vaan se on käytävä mittaamassa uudestaan. Näin toimimme myös koulutuksissamme sillä kantapään kautta oppiminen vaan näyttää olevan se tehokkain oppimistekniikka. Lukuisatkaan kontrollipisteet eivät paranna huonoa aineistoa. Ajan ja kokemuksen myötä tekijät oppivat suunnittelemaan ja toteuttamaan projektit niin, että aineisto on varsin takuuvarmasti käyttökelpoista.

Samat rakenneongelmat sekä laitteiston huono järjestelmäkalibrointi aiheuttavat myös virheitä XY-tasossa. Koska skannereita on useamman sorttisia, niin pahimmillaan jopa kymmeniä tai satoja erillisiä lasereita sisältä laite joudutaan kalibroimaan jokainen laserlähde erikseen. Järjestelmätasolla pahimpia ovat laitteistot, joita joudutaan kalibroimaan joka projektin alussa ja lopussa tai pahimmillaan jopa useamman kerran päivän aikana. 15 vuotta sitten tällainen oli arkea, mutta laadukkaissa hyvin toteuteissa laitteistoissa näin ei ole ollut enää vuosiin.

Laserskannausainesoissa esiintyy harvemmin mittakaavavirheitä (SLAM tekniikoilla toteutetuissa esiintyy), vaan ne ovat tyypillisempia fotogrammetrissa projekteissa. Erikseen mitattuja pakkopisteitä joudutaan myös käyttämään paljon, jos järjestelmä on altis tällaisille virheille. Erillisten tukipisteiden mittaus voi helposti viedä ison osan budjetista.

Verkkotason tarkkuudella Graham tarkoittaa, miten hyvin aineisto istuu paikalliseen datumiin ja siten koordinaatistojärjestelmään. Se tarkastetaan itsenäisesti lasermittauksesta tehdyillä kontrollimittauksilla. Jos tarkkuudesta ei ole niin väliä, niin RTK-GNSS riittää, mutta meidänkin tarkemmissa aineistoissamme tarvitaan staattisen GNSS-mittauksen tai takymetrin antamaa millimetrien tarkkuutta. Liian usein meille toimitetaan RTK-mittauksia, joiden riitelyn aineiston kanssa voi todeta helposti, erityisesti korkeusarvoissa.

Korkeuden suhteen paras kontrolli onkin tarkkavaaitettu korkeuspisteisen verkko, jota käytämme aina kuin se on mahdollista. Satelliittimittauksista saatava korko ei näet vastaa tarkkavaaitettua korkeutta ja tilanne toistuu projektista toiseen. Suurimmat erot tulevat näkyviin esimerkiksi malmioiden kohdalla, jossa painovoiman muutoksesta johtuen tarkkavaaitettu korko käyttäytyy eri tavoin paljastaen veden oikean valumissuunnan kyseisessä paikassa. Satelliittimittauksista saatava korko on riippuvainen muun muassa geoidimallin tarkkuudessa ja siinä esiintyy pienempiä ja suurempia virheitä ihan pelkästä mittausajankohdasta riippuen.

Hyvällä suunnittelulla, laitteistoilla, ohjelmistoilla ja oikeaoppisella tekotavalla mobiililasermittauksella tai vastaavasti UAV-skannauksella voidaan päästä erinomaiseen mittaustarkkuuteen. Ota meihin yhteyttä jos haluat tietää lisää tai haluat koulutusta aihepiiristä.

(1) Farrell, James L.: Integrated aircraft navigation. Academic Press, 1976