Avainsana-arkisto: Mobiililaserskannaus

RIEGL VMY-1 ja VMY-2 kinemaattiset laserskannausjärjestelmät

Vastaa

Seuraavien viikkojen aikana noin 11.6. asti meillä on täällä Suomessa ja Ruotsissa mahdollisuus tutustua RIEGL VMY-2HA laserskannausjärjestelmään. Ota yhteyttä, jos nähdä laitteiston käytännössä – tällä kertaa emme järjestä yleistä esittelytilaisuutta.

RIEGL VMY-2HA mobiili laserskannausjärjestelmä. Kuva: RIEGL

Tämän blogikirjoituksen tarkoituksena on syventyä kahteen RIEGLin mobiilikartoitusjärjestelmään: VMY-1:seen ja VMY-2:seen. Tarkastelemme niiden erityisominaisuuksia, tarjoamia laajoja etuja ja teknologisia perusteita, jotka erottavat RIEGLin kilpailijoistaan maanmittausteknologian alalla. Nämä järjestelmät eivät ole vain edistyksellisiä teknologisia työkaluja, vaan strategisia liiketoimintaratkaisuja, jotka auttavat asiakkaita saavuttamaan kartoitustavoitteensa taloudellisemmin ja nopeammin.

RIEGL VMY-1 – Ultra-kompakti ratkaisu

RIEGL VMY-1 on suunniteltu erittäin kompaktiksi ja edulliseksi yhden skannerin mobiilikartoitusjärjestelmäksi, joka soveltuu monenlaisiin perusmobiilikartoitussovelluksiin. Sen innovatiivinen muotoilu mahdollistaa järjestelmän taittamisen, mikä parantaa merkittävästi kuljetuksen mukavuutta ja säästää säilytystilaa. Tämä tekee siitä erittäin kätevän kenttätyössä.

VMY-1 -järjestelmän ytimessä on RIEGL miniVUX-HA LiDAR-anturi , joka on optimoitu dynaamisiin laserkeilaussovelluksiin. Tämä anturi tarjoaa hyvät tekniset ominaisuudet:  

  • Laserkeilaimien määrä: 1
  • Pulssin toistotaajuus (PRR): Jopa 300 kHz , mikä mahdollistaa tehokkaan tiedonkeruun  
  • Skannauslinjoja sekunnissa: Jopa 150 , mikä mahdollistaa tiheän pistepilven  
  • Maksimikantama: 270 metriä tarjoaa laajan toiminta-alueen erilaisiin kartoitustehtäviin
  • Tarkkuus: 10 mm
  • Paino (mittapää): Kevyt 8,4 kg , mikä tekee siitä erittäin kannettavan ja soveltuvan pienemmille alustoille
  • Näkökenttä (FOV): Täysi 360° varmistaa kattavan tiedonkeruun alustan ympäriltä 
  • Silmäturvallisuusluokitus: Laserluokka 1 varmistaa turvallisen käytön  
  • Usean kaiun mittaus: Kyllä, se mahdollistaa useiden heijastusten havaitsemisen yhdestä laserpulssista, mikä on elintärkeää monimutkaisissa ympäristöissä  

VMY-1 tukee myös jopa neljän kameran valinnaista integrointia, mukaan lukien korkearesoluutioiset DSLR-kamerat (jopa 45 MP) ja/tai pallokamerat (kuten FLIR Ladybug® 5+ jopa 72 MP). Tämä mahdollistaa kuvien samanaikaisen tallennuksen, täydentäen LiDAR-dataa rikkaalla visuaalisella kontekstilla.  

RIEGL VMY-2 – Tehokas kaksoisskannerijärjestelmä

RIEGL VMY-2 on kompakti mutta tehokas ja edullinen kahden laserskannerin mobiilikartoitusjärjestelmä, joka soveltuu monipuolisiin mobiilikartoitussovelluksiin. Sen mittapää on varustettu kahdella RIEGL miniVUX-HA LiDAR-anturilla.  

Keskeinen suunnitteluominaisuus on kahden anturin asennus hyväksi havaitussa ristikkäisessä asennossa. Tämä kokoonpano, joka on tuttu RIEGLin VMX-mobiilikartoitusjärjestelmistä, mahdollistaa samanaikaisen eteen- ja taaksepäin suuntautuvan mittauksen. Tämä lähestymistapa on kriittinen aineiston aukkojen tehokkaassa vähentämisessä, mikä takaa kattavamman ja täydellisemmän tiedonkeruun, erityisesti kaupunkikanjoneissa tai monimutkaisen geometrian ympäristöissä. Tämä suunnitteluvalinta johtaa merkittäviin toiminnallisiin etuihin käyttäjälle, sillä se vähentää kalliiden ja aikaa vievien uusintamittausten tarvetta.  

VMY-2:n tekniset ominaisuudet ovat seuraavat:

  • Laserkeilaimien määrä: 2.  
  • Pulssin toistotaajuus (PRR): Jopa 600 kHz , tarjoten merkittävän lisäyksen mittaustietojen tiheyteen.  
  • Skannauslinjoja sekunnissa: Jopa 300 , mikä edistää erittäin tiheiden pistepilvien muodostumista.  
  • Maksimikantama: Jopa 270 metriä (kohteille, joiden heijastuskyky on ≥ 80 %).  
  • Tarkkuus: 10 mm varmistaa korkealaatuisen aineiston.  
  • Paino (mittapää): Noin 11,6 kg (IMU-vaihtoehto A) / 13,6 kg (IMU-vaihtoehto B) , mikä heijastaa sen kaksoisskannerikokoonpanoa samalla kun se pysyy kompaktina  
  • Näkökenttä (FOV): Jopa 360°  
  • Silmäturvallisuusluokitus: Laserluokka 1 varmistaa turvallisen käytön.  
  • Usean kaiun mittaus: Kyllä, se mahdollistaa useiden heijastusten havaitsemisen yhdestä laserpulssista, mikä on elintärkeää monimutkaisissa ympäristöissä  

Integroidut kaksoisanturit mahdollistavat poikkeuksellisen tiheiden pistepilvien keräämisen jopa yhdellä ajokerralla tyypillisillä liikennenopeuksilla. Esimerkiksi 80 km/h nopeudella järjestelmä voi saavuttaa tyypillisen keskimääräisen pistetiheyden 1100 pistettä neliömetrillä päällystetyillä pinnoilla. Kuten VMY-1, myös VMY-2 mahdollistaa jopa neljän kameran valinnaisen integroinnin, mukaan lukien RIEGLin omat kamerat (5 MP, 12 MP tai 24 MP), korkearesoluutioiset DSLR-kamerat (jopa 45 megapikseliä) tai erilaiset pallokamerat (jopa 72 MP), mikä mahdollistaa kuvien samanaikaisen tallennuksen LiDAR-datan täydentämiseksi.

Antureiden edut

RIEGLin VMY-sarjan järjestelmät tarjoavat useita merkittäviä etuja, jotka tekevät niistä vankan ja erittäin kyvykkään valinnan monipuolisiin mobiilikartoitussovelluksiin.

  • Tarkat mittaukset 
  • Kompakti, joustava ja mukautuva muotoilu
  • Saumaton integrointi edistyneisiin paikannusjärjestelmiin
  • Edistynyt online-aaltomuodon käsittely ja ylivoimainen usean kohteen kyky  

Monipuolinen ja laaja sovellusalue

RIEGLin kinemaattiset laserskannausjärjestelmät ovat poikkeuksellisen monipuolisia ja pystyvät tukemaan laajaa sovelluskirjoa useilla toimialoilla. Näihin kuuluvat:

  • Infrastruktuurikartoitus: Teiden, siltojen, tunneleiden, voimalinjojen ja rautateiden kattava dokumentointi kunnossapitoa, suunnittelua ja rakentamista varten.  
  • Kaupunkimallinnus ja digikaksonen: Yksityiskohtaisten 3D-kaupunkikuvien luominen kaupunkisuunnittelua, -suunnittelua ja kaupunkimetsien kehittynyttä hallintaa varten.  
  • Omaisuudenhallinta: Paikkatietojen tehokas kerääminen erilaisille valtatieinfrastruktuurin omaisuusryhmille, mukaan lukien kunnallistekniikka, katukalusteet ja älykkäät liikennejärjestelmät.  
  • HD-kartoitus autonomisille ajoneuvoille: Korkearesoluutioisten karttojen kehittäminen, jotka ovat ratkaisevan tärkeitä itseohjautuvien navigointijärjestelmien kannalta.  
  • Rakentaminen ja kaivostoiminta: Maanrakennustöiden, varastojen ja avolouhosten mittaus seurantaa, resurssienhallintaa ja rakentamisen jälkeistä dokumentointia varten.  
  • Rannikonmuutoksen seuranta: Rannikon muutosten toistuva arviointi, joka on elintärkeää rannikkopuolustuksen, tulvasuojelun ja rannikkojärjestelmien operatiivisen hallinnan kannalta.  
  • Rata- ja tien tarkastukset: Rautateiden ja tienpintojen kunnon seuranta turvallisuusarviointeja ja kunnossapitosuunnittelua varten.  
  • Valmiin rakenteen mittaus: Valmiiden rakenteiden tarkka dokumentointi

Esimerkiksi ”Digitaalisen kaksonen” -konsepti – fyysisen omaisuuden, järjestelmän tai ympäristön virtuaalinen kopio – on vahvasti riippuvainen erittäin tarkan, reaaliaikaisen tai lähes reaaliaikaisen 3D-paikkatiedon jatkuvasta hankinnasta. Mobiili laserkeilausjärjestelmät ovat ainutlaatuisessa asemassa tarjoamaan tämän perustiedon.

RIEGLin VMY-sarja ei siis ainoastaan kerää staattisia aineistoja, vaan mahdollistaa aktiivisesti todellisen maailman dynaamisten digitaalisten kopioiden luomisen, päivittämisen ja ylläpidon. Tällä hetkellä digitaalisista kaksosista on tulossa yhä tärkeämpi osa päätöksentekoa ja toiminnallista tehokkuutta kaupunki- ja teollisuusympäristöissä.

Mikä on VMY-1HA- ja VMY-2HA-järjestelmien tärkein ero?

RIEGL VMY-1 ja VMY-2-järjestelmien perustavanlaatuisin ja merkittävin ero on niiden LiDAR-skannerikokoonpanossa. VMY-1 on suunniteltu ultra-kompaktiksi mobiilikartoitusjärjestelmäksi, jossa on yksi LiDAR-skanneri (erityisesti RIEGL miniVUX-HA). Sen sijaan RIEGL VMY-2 on kompakti mobiilikartoitusjärjestelmä, joka on varustettu kahdella LiDAR-skannerilla (sisältäen kaksi RIEGL miniVUX-HA-anturia). Tämä ero on niiden vaihtelevien suorituskykyominaisuuksien ja kohdesovellusten perusta.

Mikä tekee RIEGL-teknologiasta erityisen ?

Älykkäät aaltomuototeknologiat ovat RIEGLin ylivoimaisuuden perusta.

RIEGLin huippuluokan teknologia perustuu pulssipohjaisiin laseretäisyysmittausperiaatteisiin, joita tukee RIEGLin patentoima Smart-Waveform-teknologiansa. Tämä innovatiivinen lähestymistapa sisältää ”kaiun digitalisoinnin” ja reaaliaikaisen aallonmuodon analyysin. Tämä tarkoittaa, että yhden palautuksen tallentamisen sijaan laserpulssin heijastuksen koko aaltomuoto digitoidaan ja analysoidaan.  

Tämä kehittynyt teknologia tarjoaa useita kriittisiä suorituskykyetuja:

  • Poikkeuksellinen etäisyysmittauksen etäisyystarkkuus pitkillä matkoilla
  • Hyvä kohinasuodatus: Koko aaltomuodon analysointikyky mahdollistaa kehittyneiden algoritmien tehokkaan kohinasuodatuksen, mikä johtaa puhtaampaan pistepilveen. Kohinasuodatuksella myös minimoidaan keinotekoiset artefaktit ja se parantaa kerätyn tiedon yleistä laatua.  
  • Luotettava toiminta epäsuotuisissa olosuhteissa: RIEGLin aaltomuodon käsittely mahdollistaa järjestelmien korkean suorituskyvyn ja tiedonlaadun ylläpitämisen myös haastavissa sääolosuhteissa, kuten sumussa, pölyssä, sateessa tai lumessa. Tämä laajentaa merkittävästi käyttäjien toimintaikkunaa.  
  • Ainutlaatuinen etäisyysepäselvyyksien ratkaisu: RIEGL käyttää ainutlaatuisia menetelmiä etäisyysambiguiteetin ratkaisemiseen. Näitä esiintyy, koska pulssin toistotaajuus on niin korkea, että seuraavat laserpulssit lähetetään ennen kuin edelliset ovat palanneet. Tämä voi aiheuttaa sekaannusta kohteiden todellisen etäisyyden määrittämisessä. RIEGL ratkaisee tämän ”MTA-vyöhykkeiden” (Multiple Time Around) tai ”MPiA:n” (Multiple Pulses in the Air) käsitteellä , mikä varmistaa tarkat etäisyysmittaukset jopa erittäin korkeilla pulssinopeuksilla.  
  • Kalibroidut amplitudit ja heijastavuusarviot: Aaltomuodon analyysi tarjoaa arvokasta lisätietoa jokaisesta mittauksesta, mukaan lukien kalibroidut amplitudit ja heijastavuusarviot. Tämä rikastuttaa pistepilveä geometrian lisäksi tiedolla, mikä auttaa materiaalien luokittelussa ja ominaisuuksien poiminnassa.  

Tämä oma teknologia toimii merkittävänä liiketoiminnallisena etuna RIEGLille. Se mahdollistaa johdonmukaisesti korkealaatuisemman, täydellisemmän ja luotettavamman dataa monimutkaisissa, todellisissa skenaarioissa, joissa muut järjestelmät saattavat kamppailla tai epäonnistua riittävän yksityiskohtaisen tiedon keräämisessä. Tämä laadullinen etu erottaa RIEGLin pelkkien raakojen teknisten tietojen ulkopuolelle, tarjoten konkreettisen vaikutuksen projektin onnistumiseen, tehokkuuteen ja kerätyn paikkatietojen lopulliseen hyödyllisyyteen. Se vahvistaa RIEGLin asemaa LiDAR-markkinoiden premium-toimittajana.

Lopuksi

RIEGL VMY-1 vetoaa käyttäjiin, joilla on perusmobiilikartoitustarpeita, tiukempi budjetti tai jotka priorisoivat äärimmäistä siirrettävyyttä. VMY-2 puolestaan palvelee ammattilaisia, jotka tarvitsevat suurempaa tehokkuutta, tiheämpää ja aukottomampaa aineistoa tai tekevät laajempia projekteja. RIEGLin VMY-1 ja VMY-2-laserskannausjärjestelmät ovat tehokkaita ratkaisuja liikkuvaan LiDAR-kartoitukseen, ja ne on räätälöity sovellusten monimutkaisuuden ja datatiheysvaatimusten eri tasoille. VMY-1 tarjoaa kompaktin, kustannustehokkaan ja suorituskyvyltään vakaan lähtökohdan perus- ja keskitason tehtäviin, kun taas VMY-2 tarjoaa kaksoisskannerirakenteensa ansiosta paremmat ominaisuudet vaativiin, korkean resoluution kartoituksiin. Molemmat hyödyntävät RIEGLin huippuluokan laserskannausteknologiaa, mikä takaa korkean tarkkuuden, luotettavuuden ja joustavuuden erilaisissa toimintaympäristöissä. Nämä järjestelmät tukevat edelleen monenlaisia teollisuudenaloja infrastruktuurin kartoituksesta ja autonomisten ajoneuvojen kehittämisestä ympäristöön ja ympäristöön.

Yhteenvetona RIEGLin pitkäaikainen johtajuus ja horjumaton sitoutuminen jatkuvaan innovaatioon LiDAR-teknologiassa ovat ilmeisiä. Yhtiön omistautuminen kattavan, maailmanlaajuisen asiakastuen ja koulutuksen tarjoamiseen asettaa RIEGLin erittäin luotettavaksi ja vakaaksi kumppaniksi ammattilaisille, jotka etsivät huippuluokan mittausratkaisuja. RIEGL VMY -sarja, RIEGLin ainutlaatuisen teknologian ja kattavan tuen tukemana, antaa ammattilaisille eri toimialoilla mahdollisuuden digitalisoida maailma vertaansa vailla olevalla tarkkuudella, nopeudella ja luottamuksella. Nämä järjestelmät ovat ratkaisevan tärkeitä edistettäessä kriittisiä sovelluksia, aina tehokkaasta infrastruktuurin hallinnasta ja käyttöomaisuuden seurannasta älykkäiden kaupunkien kehittyneeseen kehitykseen ja autonomisten ajoneuvojen edellyttämään korkearesoluutioiseen kartoitukseen.

Kiinnostuitko? Ota yhteyttä ja kerromme sinulle mielellämme lisää laserskannausteknologioista jo yli 25 vuoden kokemuksella. Taustalla meillä on vielä pidempi kokemus maanmittauksesta sekä tietotaitoa onnistuneiden projektien tekemisestä.

Tehoa ja tarkkuutta mobiililaserskannaukseen – RIEGL VMX-2HA22

Vastaa

RIEGL VMX-2HA22 on tehokas mobiilikartoitusjärjestelmä, joka soveltuu erinomaisesti hyvän tarkkuuden geodeettisen* laserskannaukseen ja siten sen aineistoja voidaan käyttää vaativien infrasuunnitelmien lähtöaineistoina. Kaksoiskannerikokoonpanon, nopeuden ja kehittyneen LiDAR-tekniikan ansiosta VMX-2HA on suunniteltu eri alojen ammattilaisille, kuten liikenneinfrastruktuurin, kaupunkimallinnuksen ja rakentamisen ammattilaisille. Tässä blogikirjoituksessa syvennytään RIEGL VMX-2HA -laserskannerin ominaisuuksiin ja etuihin.

RIEGL VMX-2HA22
RIEGL VMX-2HA laserskannausjärjestelmä suosimallamme ja testaamallamme BMW X5 alustalla.

Yleiskatsaus laserskannausjärjestelmään

RIEGL VMX-2HA22 on suorituskykyinen mobiili kartoitusjärjestelmä, joka yhdistää kaksi RIEGL VUX-1HA LiDAR -anturia tarkkaan inertianavigointijärjestelmän (INS-GNSS). Käytetty Applanix POS LV -järjestelmä on Applanixin paras siviilisektorin laite, jonka saa vientirajoitteiden takia yleensä edes tuoda Eurooppaan. RIEGL skannerit mittaavat nopeimmillaan 3,6 miljoonaa mittausta/500 skannausprofiilia sekunnissa, mikä tuottaa tiheää ja tarkkaa tietoa kunhan niihin integroitu INS-GNSS on myös laadukas. Järjestelmässä käytettyjen komponenttien täytyy siis tukea toisiaan laadukkaan aineiston aikaansaamiseksi. Järjestelmä mittaa 475 metriin asti, ja se toimii silmäturvallisesti laserluokka 1 -standardien mukaisesti.

RIEGL VMX aineistoa

RIEGL VMX-2HA22 on sijoitettu aerodynaamisesti muotoiltuun suojakoteloon, joka parantaa sen siirrettävyyttä ja kestävyyttä. Alustana on vankka alumiinilevy, joka takaa stabiilit mittaukset. Lisäksi järjestelmä tukee liitäntää jopa yhdeksälle valinnaiselle kameralle, minkä ansiosta käyttäjät voivat täydentää LiDAR-dataa korkearesoluutioisilla kuvilla yksityiskohtaista analysointia ja dokumentointia varten.

Laserskannausjärjestelmän edut

RIEGL RIEGL VMX-2HA22 tarjoaa käyttäjilleen useita keskeisiä etuja:

  • Nopea tiedonkeruu: VMX-2HA voi kerätä tietoja jopa 2 miljoonan mittauksen sekuntinopeudella ja 500 skannausprofiilin sekuntinopeudella, mikä mahdollistaa laajojen tieverkostojen nopean kartoituksen liikenteen nopeudella. Tämä ominaisuus on ratkaisevan tärkeä liikennehankkeissa, joissa tarvitaan oikea-aikaista tiedonkeruuta, jotta projektin määräaikoja voidaan noudattaa.
  • Tiheät ja tarkat tiedot: Kaksoiskannerikokoonpano Crossfire-pistekuviolla tuottaa tiheän pistepilven, jonka resoluutio on 1 000-4 000 pistettä neliömetriä kohti. Tämä yksityiskohtaisuus on välttämätöntä tieolosuhteiden tarkalle arvioinnille, ominaisuuksien tunnistamiselle ja perusteellisten analyysien tekemiselle.
  • Monimutkaiset kohteet: Järjestelmän kyky kuvata useita kohteita yhdellä skannauksella parantaa sen tehokkuutta monimutkaisissa ympäristöissä, joissa eri piirteet voivat olla päällekkäisiä. Tämä on erityisen hyödyllistä kaupunkiympäristöissä, joissa infrastruktuuria paljon ja lähellä toisiaan. Tästä hyvänä esimerkkinä olemme menestyksellisesti skannanneet esimerkiksi Göteborgin kehätien monimutkaisia ja monitasoisia risteysalueita liittyminen.
  • Mainittakoon vielä, että osalla Lidar-skannereista on vaikea mitata korkeaheijasteisten kohteiden kuten liikennemerkkien vieressä sijaitsevia huonosti heijastavia kohteita, mutta RIEGLin aaltomuodon analyysiin perustuvalla teknologialla tätä vaikeutta ei ole (kts. lisää alempana).
  • Monipuoliset sovellukset: Järjestelmä on suunniteltu erilaisiin liikenteeseen liittyviin sovelluksiin, kuten tienpinnan mittauksiin, kaupungin mallintamiseen ja tieympäristön monitorointiin. Järjestelmän joustavuuden ansiosta se mukautuu erilaisiin projektivaatimuksiin ja ympäristöihin, olipa kyse sitten moottoriteistä tai kaupunkien kaduista. Olennaista on projektin laajuus, sillä VMX-järjestelmät ovat kustannustehokkaampia isoissa projekteissa.
  • Saumaton työnkulku: RIEGLin ohjelmistopaketti helpottaa tehokasta tiedonhankintaa, käsittelyä ja säätöä, mikä sujuvoittaa työnkulkua tiedonkeruusta analyysiin. Tämä käyttäjäystävällinen lähestymistapa vähentää liikennehankkeille tyypillisten suurten tietokokonaisuuksien hallintaan tarvittavaa aikaa ja vaivaa.
  • Kestävyys ja luotettavuus: Aerodynaamisesti muotoiltuun suojakoteloon sijoitettu VMX-2HA on rakennettu kestämään erilaisia ympäristöolosuhteita säilyttäen samalla suorituskyvyn eheyden. Tämä rakenteellinen kestävyys ja siihen läheisesti liittyvä järjestelmäkalibroinnin stabiilius on ratkaisevan tärkeää pitkäaikaisissa hankkeissa, joissa laitteet voivat altistua ankarille sääolosuhteille. Kun kaikki on kunnossa, niin tätä järjestelmää ei tarvitse kalibroida pitkänkään mittauskampanjan aikana.
  • Kuvantamisjärjestelmien integrointi: VMX-2HA tukee jopa yhdeksää valinnaista kameraa, jolloin käyttäjät voivat täydentää pistepilviä korkearesoluutioisilla georeferoiduilla kuvilla. Tämä integrointi tarjoaa monipuolisemman tietokokonaisuuden, joka auttaa visuaalisissa tarkastuksissa ja liikenneinfrastruktuurin olosuhteiden yksityiskohtaisessa raportoinnissa.
  • Silmäturvallinen käyttö: Laserluokan 1 standardien mukainen toiminta varmistaa, että RIEGL VMX-2HA:ta voidaan käyttää turvallisesti asutuilla alueilla ilman, että siitä aiheutuu vaaraa ihmisille tai eläimille, joten se soveltuu kaupunkien kartoitussovelluksiin.

Mikä tekee Riegl-teknologiasta erityistä

  • Reaaliaikainen aaltomuotoanalyysi. RIEGLin mittausalgoritmin perusta on digitaalinen signaalinkäsittely. Sen sijaan, että tallennettaisiin vain erillisiä pisteitä, tämä tekniikka tallentaa koko heijastuneen lasersignaalin, mikä mahdollistaa erilaisten kohteiden ja materiaalien yksityiskohtaisen mallintamisen. Analysoimalla ominaisuuksia, kuten pulssin amplitudia, kaiun leveyttä ja aaltomuodon muotoa, täydellisellä aaltomuotoanalyysillä voidaan erottaa toisistaan esimerkiksi kasvillisuus ja kiinteät pinnat, mikä rikastuttaa aineistoja. Koordinaattien ja intensiteettiarvon lisäksi RIEGLin aineistoissa on paljon muitakin analyysejä helpottavia muuttujia.
  • Monipistemittaus eli usean kaiun mittaus: Yhtä lähetettyä pulssia kohden skanneri voi mitata useita kaikuja, jolloin esimerkiksi voidaan mitata kasvillisuuden peittämiä kohteita. Tosin kuin osassa Lidar-skannereita, kaikkia tallennettuja kaikuja on mahdollista käyttää.
  • Korkea laserpulssien toistotaajuus: Jopa 3,6 MHz:n taajuudella skanneri tallentaa hienoja yksityiskohtia jopa suurilla nopeuksilla.
  • RIEGLin kirjaston avulla järjestelmäintegraattorit ja ohjelmistojen kehittäjät voivat halutessaan luoda omat sovelluksensa suoraan RIEGLin skannerien rajapintaan.

Mittausjärjestelmän käytön aloittaminen

RIEGL VMX-2HA:n käyttöönotto edellyttää, että käyttäjät ovat saaneet koulutusta ja he ymmärtävät mitä he ovat tekemässä. Tästä syystä koulutus kuuluu aina järjestelmän hankintaan.

1.            Tutustu järjestelmän teknologiaan ja käyttöön: Tutustu RIEGLin toimittamaan käyttöoppaaseen ja koulutusmateriaaliin.

2.            Asenna järjestelmä: Asenna skanneri sopivaan ajoneuvoon, jossa on vakaa alusta. Kiinnitä erityistä huomiota jatkuvaan virransaantiin ja moottorin/ajoneuvon tuottamiin värinöihin, jotka pahimmillaan heikentävät aineiston laatua. Jos inertiajärjestelmän aineistoa tarkastellaan erikseen, niin siinä heijastuvat pienimmätkin yksityiskohdat kuten esimerkiksi auton renkaiden kovuus.

3.            Määritä kameravaihtoehdot: Valitse kamerakokoonpanot projektin vaatimusten mukaan. Huomaa, että kamerajärjestelmä voi rajoittaa varsinaista mittausta monin tavoin esimerkiksi nopeuden suhteen. Ilman kameroita voit mitata myös pimeässä.

4.            Suorita testiskannaukset: Suorita ensimmäiset skannaukset tutuissa ympäristöissä asetusten kalibroimiseksi.

5.            Käytä RIEGL-ohjelmistoa: Käytä RIEGLin kinemaattisia ohjelmia tiedonkeruuseen ja -käsittelyyn optimaalisten tulosten varmistamiseksi.

RIEGL VMX-järjestelmiä myydään vakiokokoonpanoina, mutta myös käyttäjille räätälöityinä paketteina. Hankintaan liittyy aina myös koulutusta, mikä parantaa huomattavasti ymmärrystä ja toiminnan tehokkuutta. Koulutetut asiakkaat ovat myös meille maahantuojina ja RIEGL:lle asiakkaina parempia, sillä he tarvitsevat paljon vähemmän käyttötukea. Asiansa osaavat ja hyviä mittaustuloksia tarjoavat asiakkaat ovat meille ja laitevalmistajalle parasta mainosta.

Yhteenveto

RIEGL VMX-2HA22 laserskannausjärjestelmä on merkittävä edistysaskel mobiilissa laserkeilaustekniikassa. Järjestelmän nopeat ominaisuudet, kahden skannerin kokoonpano ja saumaton integrointi kuvantamisjärjestelmiin tekevät siitä korvaamattoman työkalun maanmittauksen, rakentamisen ja kaupunkisuunnittelun ammattilaisille. Kun organisaatiot etsivät jatkuvasti tehokkaita tiedonkeruumenetelmiä, VMX-2HA erottuu luotettavana ratkaisuna, joka täyttää vaativat vaatimukset ja tarjoaa samalla poikkeuksellista tarkkuutta ja yksityiskohtaisuutta.

Maahantuojana RIEGL:in VMX-järjestelmät ovat myös käytännössä hyvin tuttuja staattisten laserskannerien ohella, sillä olemme tehneet laitteistoilla käytännön tutkimustyötä jo vuodesta 2014 alkaen. Alla olevassa kuvassa näkyvät virallisemmat virstanpylväät, mutta luonnollisesti olemme tehneet testausta myös kymmenissä muissa käytännön mittausprojektissa.

Olemme myös myyneet useamman mittausvalmiin VMX-järjestelmän (kokoinen mittausjärjestelmä alustoineen eli tässä tapauksessa autoineen) asiakkaillemme ja vielä enemmän olemme myyneet tämän järjestelmän RIEGL VUX-1HA laserskannereita mittausjärjestelmien rakentajille.

Testeissä tämä laserskannausjärjestelmä on osoittanut todeksi sen vanhan totuuden, että geodeettisia mittalaitteita ei voi arvioida ilmoitettujen tietojen vaan ainoastaan kenttämittausten eli todellisten tulosten perusteella. Tästä syystä monet tahot maailmalla järjestävät edelleenkin kenttämittaustestejä, kun taas Suomessa näytetään nykyään luotettavan laitevalmistajien antamiin tietoihin. Niitähän ei ole kaikkia edes standardoitu. Myös meillä vanhan Tielaitoksen aikakaudella geodeettiset mittalaitteet luokiteltiin karkeasti teknisten esitteiden tietojen perusteella, mutta lopullinen luokittelu perustui käytännön testeihin. Näissä testeissä koettiin aikoinaan paljon yllätyksiä tarkkuuksien osalta ja lisäksi laitteiden kenttäkäytettävyys selviää myös vasta käytännön mittauksissa. Mittauslaitteiden, myös ei-geodeettisten sellaisten, testauksesta löytyy paljon tutkimusta ja tuloksia. Kannattaa muuten muistaa, että hyvä testaaminenkin on tietotaitoa, jota kaikilla ei ole. Parhaillaan on esimerkiksi käynnissä ns. autolidarien testimenetelmien kehittämistyö, jotta autolidareita voisi vertailla keskenään.

Etsitkö laserskannaus/Lidar/laserkeilaus ratkaisuja? Nordic Geo Center Oy tarjoaa ratkaisuja monenlaisiin käyttötarpeisiin ja myös koulutusta laitteiden käyttöön. Emme ole ihan eilisen teeren poikia vaan yritys täyttää tänä vuonna 20 vuotta. Maanmittausalan maahantuontikokemus ulottuu tästä vielä useamman vuosikymmenen taakse. Ota yhteyttä ja poikkea Kulosaaren toimistollamme!

*Geodeettiset mittaukset erottuvat muun tyyppisestä mittaustoiminnasta ainakin metatietoihin kuuluvasta kuvauksesta mittausten tarkkuudesta. Aineiston tarkkuuden analysointi on perusedellytys aineistojen luotettavuudelle. Tarkkuus (accuracy) ja toistotarkkuus (precision) ovat edelleen käytössä olevia termejä, vaikka muilta aloilta mukaan on nykyään livahtanut myös tutuksi tullut mittausepävarmuuden käsite (kts. esimerkiksi Persson).

Mobiiliskannausta RIEGLin staattisella VZ-600i laserskannerilla

Vastaa

Kun RIEGL Laser Measurement Systems esitteli uusimman maalaserskannerinsa tuotenimellä VZ-600i, niin siitä tuotiin esiin kolme pääkohtaa. RIEGL VZ-600i on

1) Staattinen maalaserskanneri, joka mittaa 0,5 m – 1000 m etäisyyksiä jalustalle sijoitettuna. Skannerin mittauksen tarkkuusarvot kerrotaan seuraavasti:

  • Etäisyysmittauksen tarkkuus 5 mm@100 m (1 sigma)
  • 3D-sijaintitarkkuus 3 mm@50 mm ja 5 mm@100 m (1 sigma)
  • Etäisyysmittauksen toisto tarkkuus 3 mm@100 m (1 sigma)

2) Teollisuusmittauksen soveltuva staattinen laserskanneri

  • Etäisyysmittauksen toistotarkkuus 1 mm@100 m (1 sigma)

3) Kinemaattinen eli mobiili laserskanneri

Isoisän sillan mittausta Mustikkamaalta Kalasataman suuntaan.

Laser – etäisyysmittaus ja kulmamittaus – toimii kinemaattisessa mittauksessa yhtä tarkasti kuin staattisessakin, mutta virhebudjettiin täytyy nyt lisätä muitakin tekijöitä. Pistepilven sijaintitarkkuus saadaan reaaliaikaisesta RTK-mittauksesta mutta lopputuloksen tarkkuuteen vaikuttaa myös esimerkiksi skannerin sisäinen IMU, mittausalusta ja laskenta-algoritmi, jossa hyödynnetään myös laserin mittaustarkkuutta.

Talvella aloimme esittelemään pikkuskanneria staattisten maalaserskannerien perinteisellä käyttötavalla eli jalustalta yksittäisiä asemia mitaten. VZ-600i:n edeltäjiä on voinut kaiken aikaa käyttää myös kinemaattisessa mittauksessa ja olemmekin myyneet muutamia tällaisia skannausjärjestelmiä RIEGL VMZ-nimikkeellä. Seuraavaksi vuorossa oli VZ-600i -skannerin käyttö kinemaattisena skannerina ja tarkempi perehtyminen sen ominaisuuksiin tässä käytössä.

Keväällä 2024 Riegl VZ-600i mittasi uuden raitiotielinjan 13 kinemaattisesti.

Raitiolinja 13 – kinemaattinen/mobiili/liikkuva laserskannaus

Muutaman pienen kokeilun jälkeen saimme tilaisuuden mitata avoimen tilan ulottuvuuden (ATU) Helsingin uusimmalla raitioväylällä 13. Tätä kirjoittaessa raideliikenne on jo koeajossa, mutta keväällä lumien sulaessa rakennustyö oli vielä kesken.

Raitiolinja 13 on noin 4,5 km pitkä ulottuen Nihdistä Pasilaan, joten se on ihan sopivan kokoinen projekti kinemaattiselle mittaukselle, jossa maksiminopeus on 10 km/h. Tällöin skanneri pyörii 3D-mittausmoodissa. Mittausta teimme siis noin 9 km eli koko linja kahteen suuntaan. Jos skannerilla mittaa 2D-profiileja, niin maksiminopeus on 15 km/h. Koska olemme RIEGL VMX-skannerien myötä tottuneet mittamaan liikenteen tahdissa kevyesti jopa 120 km/h nopeudella, niin edessä oli taas erilainen kokemus.

Mittaus tehtiin kahdessa osassa, koska linja jakautuu eri rakentajien kesken. Osuus Nihdistä Mäkelänkadulle mitattiin ensin ja skanneri asennettiin kiskoilla liikkuvaan mönkijään. Laadun varmistamiseksi mittasimme kiskot molempiin suuntiin ja ajo/skannaus yhteen suuntaan kesti 30 minuuttia.

Jälkimmäinen osuus käsitti sitten raitiotieosuuden Mäkelänkadulta Pasilaan ja tällä kertaa skanneri oli asennettu sähköauton katolle. Koko mittaus oli valmis noin 20 minuutissa eli supernopeasti. Pasilan osuus oli jo käytössä, joten turvallisuussyistä mittaus tehtiin tällä kertaa yöllä.

Molempien mittausten jälkeen aineisto prosessointiin RIEGL RiSCAN PRO-ohjelmassa, johon nyt nyt uuden skannerin myötä integroitu kinemaattiseen aineiston prosessointimoduuli. Näin vältytään ohjelman vaihtamiselta, sillä muut RIEGLin muiden kinemaattisten skannerien aineistot eli ilma-, drooni- ja maan pinnalla mittaavat 2D-skannausjärjestelmät, prosessoidaan RiPROCESS-ohjelmistossa. VZ-600i-laserskannerin 3D-aineisto on kuitenkin lähtökohtaisesti erilaista kuin muiden Rieglin kinemaattisen skannerien, joten prosessointiohjelmisto on vaatinut lisäkehitystä. Tästä kehittämistyöstä kerrotaan hieman enemmän tämän kirjoituksen lopussa.

RIEGL VZ-600i-laserskannerin kinemaattinen aineistoa näkyy alla olevassa kuvassa. Sen laatu on yllättänyt meidätkin positiivisesti, mutta kun trajektorilaskenta on saatu kuntoon, niin RIEGLin skannereiden tunnusomainen erinomainen laserteknologia näyttää vahvuutensa.

Tässä ATU-alueiden raitiotiemittauksessa aineiston suhteellinen tarkkuus oli etusijalla, sillä ATU-analyysissa selvitetään, osuuko raitiovaunun tielle mitään rakenteita tai vaikkapa kasvillisuutta. Kaarteissa täytyy huomioida radan kallistuminen ja myös raitiovaunun nopeudella on merkitystä ATU-alueen ulottuvuuksiin. Radan rakentamisen jäljiltä reitillä oli kuitenkin näkyvissä mittausperustan pisteitä, joista luotimme kiinteissä rakenteissa kuten rakennusten julkisivuissa ja kallioissa sijaitseviin pisteisiin. Sen sijaan sähkö- ja valaisinpylväissä sijaitsevat pisteet ovat ajan myötä epäluotettavia, koska nämä rakenteet liikkuvat monivuotisten projektien aikana.

Iloksemme huomasimme, että RTK-paikannettu aineisto istui mittausperustaan hyvin kiintopisteiden ollessa noin tuuman sisällä ja virheen ollessa saman suuntainen. Sisäisesti tarkempi aineisto olisi siis tarvittaessa helppo kalibroida vielä tarkemmin paikoilleen. ATU-alueiden tarkastelussa raitiovaunun profiilia varoalueineen kuljetetaan pistepilven läpi ja hyvää suhteellista tarkkuutta tarvitaan erityisesti pysäkkien kohdalla. Kiveykset on rakennettu lähes kiinni vaunujen viereen niin, ettei kukaan pääse putoamaan väliin. Iso-Britanniassa vierailleet tunnistanevat kuuluisan ”Mind the Gap” käsitteen raideliikenteessä.

Taustaa RIEGL VZ-600i -laserskannerin kinemaattiselle prosessoinnille

Käytännön selvityksen jälkeen on syytä käydä läpi millainen ajatusmaailma VZ-600i -laserskannerin kinemaattisen mittauksen taustalla on ja millaista kehitystyötä RIEGL on joutunut tekemään saadakseen aineistosta näinkin tarkkaa. Muistutetaan siis lukijaa: tämän skannerin kohdalla staattisesti skannatessa aineisto on tarkempaa kuin kinemaattisessa mittauksessa.

Kinemaattisen mittauksen kohdalla VZ-600i-laserskannerin suurin heikkous on sen heikko (ja halpa) inertiamittausyksikkö (IMU). Rieglin kinemaattisten skannerit integroidaan tyypillisesti laadultaan huomattavasti parempien INS-GNSS-järjestelmien kanssa, jolloin liikeradasta saadaan parempi ja siten koko pistepilviaineistosta kaikin tavoin laadukkaampi. Mitä halvempi IMU, sen huonolaatuisempi aineisto on se tyypillinen tarina.

Tästä syystä ns. tyypillisellä kinemaattisten aineistojen prosessoinnilla VZ-600i-laserskannerin aineistosta ei saada kovin hyvää, vaikka sen laserkomponentti olisi hyvin tarkka. Myöskään SLAM-teknologia ei RIEGLin mielestä tarjoa vastausta paremman tarkkuuden saavuttamiseksi. Itävallan tutkimuksen edistämisen virasto rahoituksella yhteistyössä Wienin teknisen ylipiston kanssa aloitettiinkin trajektorin laadun parantamiseen keskittyvä projekti, jonka hedelmistä nautimme nyt ja tulevaisuudessa kaikkien Rieglin kinemaattisten laserskannerien aineistojen prosessoinnissa. Pelkistettynä ajatus on robotiikasta tuttu kokonaisvaltainen menetelmä GNSS-, IMU- ja LiDAR-tietojen integroimiseksi, joka perustuu kaikkien mittaustietojen samanaikaiseen mukauttamiseen tarkan liikeradan ja siten pistepilven saamiseksi.

Käytännössä skannereissa tehdään anturitason virhemallinnus, joka puolestaan mahdollistaa inertiasensoreiden virhekomponenttien (esim. kiihtyvyysanturin ja gyroskoopin virheisen) luotettavamman arvioinnin. Tämän seurauksena jopa edullisia inertiasensoreita voidaan käyttää niin, että lopulliset tiedot ovat tarkkoja. Koko menetelmä perustuu siis virheiden tarkkaan tunnistamiseen, mallintamiseen ja niiden eliminointiin mittaustapaa myöten. Tästä syystä skannerissa kannattaa esimerkiksi käyttää mittauksen aikana mielellään vuorottelevaa kiertokuviota. Skanneri pyörii tietyllä nopeudella tietyn ajan ja vaihtaa sitten pyörimissuuntaa.

RIEGL VZ-600i -laserskannerissa kinemaattisen mittauksen voi myös nähdä klassisen stop-and-go -laserskannauksen työnkulun laajennuksena. Stop-and-go -aineiston hankinnassa laserkeilain asennetaan moottoroidulle alustalle, mutta tiedonkeruu suoritetaan vain alustan ollessa paikallaan. Nyt täydennetään tällaista stop-and-go-työnkulkua. Sen sijaan, että tietoja kerättäisiin vain pysäytysvaiheen aikana, lisätietoja voidaan kerätä myös liikkeellelähtövaiheen aikana. Lisäksi tarkempana pidettyä staattisesti mitattua pistepilveä voidaan myös käyttää rajoittamaan kinemaattista pistepilveä ja siten auttamaan liikeradan arvioinnissa. Toisaalta kinemaattisesti mitattujen pisteiden lisääminen johtaa tiheämpään ja yksityiskohtaisempaan lopulliseen pistepilveen ja auttaa täyttämään puuttuvat tiedot, jos kohteet ovat peittyneitä ja jos niitä ei ole havaittu näkyvissä staattisista skannauspaikoista.

Mutta millaisiin tarkkuuksiin RIEGL VZ-600i -laserskannerin kinemaattisella mittaustavalla voi saavuttaa? Edellä mainitussa artikkelissa on saavutettu RMSE-tarkkuus on jatkuvasti parempi kuin σ = 5 mm tasaisilla pinnoilla. Muilla alueilla RMSE on 3,6 cm. Mutta laskennan kehitys jatkuu edelleen. Näin ollen odotammekin tuloksia mielenkiinnolla myös RIEGLin kinemaattisessa prosessointiohjelmassa RiPROCESS, mitä työtä tuore artikkeli valaisee mielenkiintoisesti. Tässä kehityksessä olemme myös siinä ikuisuuskysymyksessä, mikä on fyysisen laitteen ja ohjelmiston keskinäinen suhde. Tehokkaimmissa laitteissa ohjelmisto on näet tiukasti integroitu laitteeseen tehostaen sen käyttöä.

Kiinnostuitko laserskannereistamme? Toimistomme sijaitsee Helsingin Kulosaaressa ja työmaamme kaikkialla Suomessa, Virossa ja Ruotsissa. Ota yhteyttä ja saavu paikan päälle, niin kerromme lisää.

Vuoden 2023 loppumietteitä

Vastaa

Tänä vuonna blogia on kirjoiteltu harvakseltaan, mutta mielenkiintoisia tapahtumia ei kuitenkaan ole puuttunut. Vuotta 2023 ovat meillä hallinneet mobiili- ja maalaserskannaus, joista molemmista enemmän alla. RIEGL ei luonnollisesti ole unohtanut ilma- ja droonikategorioita, joissa molemmissa otetaan edelleenkin jatkuvasti teknisiä harppauksia.

Ilmalaserskannerien kategoriaan RIEGL lisäsi nyt peräti viisi samanaikaista profiilia mittaavan VQ-680 -skannerin. Jos nimi tuntuu tutulta, niin 680 oli aiemmin RIEGLin pitkään tuotannossa olleen LMS-sarjan ilmalaserskannerin nimessä.

RIEGL VZ-680 skanneri mittaa aikamoisen alan kerralla, koska myös menosuuntaan mitataan samanaikaisesti 5 profiilia 10 asteen välein.

Drooniskannerit eivät myöskään ole unohduksissa, mutta jatkuvasti muuttuvat lentomääräykset keskittävät toimintaa yhä harvempien toimijoiden käsiin. Kuten totesimme jo nykyisen droonihypen alkaessa yli 10 vuotta sitten, niin drooni on käytännössä lentävä pommi, eivätkä globaalit tapahtumat ole suinkaan muuttaneet tätä käsitystä. Lisäksi globaali ilmailulainsäädäntö ja kansainväliset pakotteet muokkaavat droonimarkkinaa myös tavalla, joka ei ole niin ongelmallista muissa tuotekategorioissamme.

Tänä vuonna RIEGL lisäsi droonikategoriaan muun muassa peräti 800 poikkileikkausta sekunnissa mittaavan VUX-18024 laserskannerin.

Kansainväliset pakotteet – nimenomaan Kiinan ja USAn välinen välillä – vaikuttavat muuten nykyään myös Lidareihin eli laserskannausteknologiaan. Kiinan joulukuun 21. päivä päivittämällä pakotelistalle esiintyy tarkemman kategorian lidarit (kulma- ja etäisyysmittauksen tarkkuus) useampaan otteeseen samoin kuin geodeettinen kartoitusteknologia mukaan lukien BeiDou-satelliittiteknologia. Media meillä ja muualla keskittyy lähinnä uutisoimaan Kiinan rajoittavan harvinaisten maametallien vientiä ja valmistusteknologiaa, mutta listalla on siis useita muitakin korkean teknologian alueita.

Mobiilimittaukset

Mutta nämä pakotteet eivät vaikuta meidän toimintaamme ja vuosien aikana olemme onnistuneet hyvin mobiililaserskannerien myynnissä Suomen pienillä markkinoilla. Kauppoja olemme tehneet myös Virossa ja Ruotsin markkinoilla. Onnistumisen takana on ollut oma panostuksemme näiden laitteiden käyttöön, silla harva asiakas ostaa sikaa säkissä. Totta kai osa asiakkaista on tutustunut laitteisiin jo maailmalla, mutta toiset taas tarvitsevat vakuutuksen laitteiden toiminnasta Suomessa. Omalla osaamisella varmistamme asiakkaillemme myös toimivan tuen sekä laitteiden että ohjelmistojen tarpeisiin.

Mobiilin tiemittauksen osalta oma oppimisemme on merkittävässä asemassa myynnin edistämisessä. Voimme opettaa ja tukea laitteiden käyttöä ihan eri tavalla kuin sellainen myyjä, joka toteaa että ”ota yhteyttä laitevalmistajaan jos sinulla on lisäkysymyksiä ja tarvitset tukea”. Isolla osalla teollisilla valmistajilla ei suinkaan ole täyden palvelun asiakastukea, vaan siihen käytetään paikallisosaamista eri puolella maailmaa eli maahantuojia.

Teiden mittauksessa olemme hämmästyttävää kyllä tehneet myös oikeita läpimurtoja mukaan lukien tien pinnan kuntomittausten onnistuminen. Tutkimuksen ja markkinoinnin perusteella voisi näet luulla, että laserskannaus/lidar-teknologioita käytettäisiin maailmalla jo rutiininomaisesti teiden kuntomittauksissa, mutta näin ei suinkaan ole. Tämä johtuu alan olemassa olevista standardeista ja siitä, että tietääksemme lähes joka maassa oikeasti tarkistetaan tuloksia. Pelkkä mittaajan tai laitevalmistajan sana ei riitä. Näin huomasimmekin saavuttaneemme aika harvinaisen kunnian, kun saimme RIEGL VMX-järjestelmillä hyväksyttyjä tuloksia vuoden 2019 ja 2022 Ruotsin tietutkimuslaitoksen VTI:n testeissä. Näissä jälkimmäisissä testeissä ruotsalaiset suorastaan kannustivat meitä toimittaessamme tuloksia. Syyn ymmärtää tutustuessaan VTI:N julkaisuihin, joissa vuosien mittaa Lidar-teknologioilla ei ole saavutettu standardien vaatimia tuloksia. Nyt aihe kiinnostaa maailmalla oikeasti.

Tarkoilla tiemittauksilla saadaan myös tarkistettu veden valumissuunta, lätäköityminen ja tietysti tien geometria.

Samaan johtopäätökseen päädyimme myös Ateenassa järjestetyssä tien päällystemittauksen työpajassa, jossa olimme ensimmäinen laserskannauksella tien useita kuntoparametrejä hyväksytysti tuottanut toimija. Maailmanlaajuisesti, vaikka otos ei tietenkään ole kattava. Mukana oli myös maailman johtava kolmiointitekniikalla päällysteitä mittaava amerikkalainen laitevalmistaja, joka esityksensä aluksi haukkui ”lidarit”, mutta joutui järkytyksekseen huomaavan tilanteen muuttuneen. RIEGL VMX-teknologian avulla olemme siis tehneet aikamoisen aluevaltauksen.

Samassa tapahtumassa mielenkiintoinen havainto oli myös se, ettei monellakaan valmistajalla ole tietotaitoa edes kahden vierekkäisen mittauksen eli vaikkapa vierekkäisten kaistojen tarkkaan yhdistämiseen. Aineiston ollessa sisäisesti huono, ei yhdistäminen tietysti ole edes mahdollista. Tämä sama aineistojen yhdistämisongelma pätee muuten myös useimmissa perinteisissä tien päällysteen kuntoa mittaavissa tekniikoissa, mikä näin maanmittarin kannalta tuntuu loppujen lopuksi aika erikoiselta. Mutta totuus on jälleen kerran tarua ihmeellisempää.

RIEGL VZ-600i

Vuotta 2023 on meidän osaltamme leimannut myös RIEGL VZ-600i staattisten skannerien esittelyjen ja markkinoinnin aloittaminen. Ottaen huomioon maalaserskannerien yli 25 vuotisen historian, niin edistystä on tapahtunut huomattavasti. RIEGL VZ-600i on mittauslaitteen lisäksi täysverinen tietokone, jolloin aineiston käsittely, keskinäinen yhdistäminen ja RTK-koordinaatistoon vieminen voidaan tehdä jo mittausten aikana. Kun skannausasemia syntyy keskimäärin 60 kappaletta tunnissa, niin isotkin kohteet voi mitata ja toimittaa 24 tunnin sisällä.

Ison katedraalin mittaukseen Saksassa kului noin 16 tuntia, joista enemmän aikaa kuluu paikasta toiseen liikkumiseen eikä itse mittaukseen.

Yksi RIEGL VZ-600i-laserskannerin mielenkiintoisista ominaisuuksista on kinemaattinen eli mobiilimittaus. Rieglin maalaserkeilaimia on jo kaksi vuosikymmentä voinut asentaa mobiilimittausjärjestelmän osaksi, mutta uusi VZ-600i ei tarvitse liikkuvaan mittaukseen mitään lisävarusteita. Skannerin sisäinen mittausohjelma tallentaa laserin, sisäisen inertianavigointiyksikön ja RTK-GNSS:n havainnot, jotka lasketaan automaattisesti valmiiksi, georeferoiduiksi pistepilviksi Rieglin omilla ohjelmilla. Skannerin voi asentaa mihin haluaa, mutta käytännössä mittaaja voi myös kulkea skanneri kädessä ja mitata 2D tai 3D -moodissa. Rieglin skannereihin on saatavilla myös ROS-ajurit, jos skannerin haluaa liittää osaksi robottimittausalustaa.

RIEGL VZ-600i mittaa myös erinomaisesti metrotunnelit.

RIEGL LMS-Z210 – ensimmäinen maalaserskanneri Suomessa?

Uusista maalaserskannereista pääsemmekin palaamaan maalaserskannauksen alkuun eli vuosituhannen vaihteeseen Suomessa. Tähän asti tämän tekstin kirjoittaja on kuvitellut ensimmäisten maalaserskannerien Suomessa olleen Cyrax ja Callidus -merkkiset laitteet. Cyraxin osti Maa ja Vesi Oy vuonna 1999/2000 ja samoihin aikoihin Heinosen Hannu toi maahan ensimmäisen Callidus-skannerin. Jos nimet ovat tuntemattomia, niin Leica osti myöhemmin Cyraxin ja Trimble puolestaan Calliduksen. Ensimmäinen julkaistu kaupallinen 3D-skanneri oli puolestaan ranskalainen Mensi jo vuonna 1992, mutta muut valmistajat ehtivät siis markkinoille vuonna 1998. Näin teki myös RIEGL, joka julkaisi LMS-Z210 -skannerin vuonna 1998.

Kuvassa oikealta vasemmalle RIEGL LMS-Z210 maalaserskanneri, tohtori Johannes Riegl sekä tohtori Andreas Ullrich.  Creative Commons Attribution-Share Alike 4.0 International lisenssi.

Näistä varhaisista skannereista on aina käyty epämääräistä keskustelua ja huhuja myös Riegleistä on liikkunut, mutta syksyllä allekirjoittaneelle vahvistui ensimmäisen Riegl-skannerin sijaintipaikka Suomessa. Skanneri tai oikeammin peräti kaksi skanneria on hankittu 1997/1998 ja näin ollen ne olisivat ensimmäiset maalaserskannerit Suomessa. Paljastan tässä vaiheessa, etteivät käyttäjät olleet maanmittareita, mutta kerron skannereista enemmän uuden vuoden puolella. Jos tämän kirjoituksen lukijoilla on vinkkejä vielä vanhemmista maalaserskannereista Suomesta ja niiden merkeistä/sijaintipaikoista, niin meille saa mielellään vinkata asiasta. Ota yhteyttä Ninaan, p. 045 128 7071 tai Nordic Geo Center Oy

Tien kunto liikenneonnettomuuskohteissa

Vastaa

Viime keväänä skannasimme Riegl VMX-2HA -mobiililasermittausjärjestelmällämme kaksi tuoretta onnettomuuskohdetta Turun- ja Hämeenlinnantienväylillä. Turunväylällä tapahtui noin 80 auton ketjukolari ja Hämeenlinnanväylällä rekka suistui tieltä päätyen tukkimaan alikulun sisäänkäyntiä.

Molemmissa tapauksissa sääolosuhteet olivat huonot ja lehtitietojen mukaan ainakin Turunväylällä onnettomuusautojen tilannenopeus oli keliolosuhteisiin nähden liian suuri. Mutta miltä itse tiet näyttivät muutaman viikon kuluttua lumien sulettua?

Turunväylän autosuma sijaitsi media mukaan tasaisella tieosuudella lähellä Ikean liittymää. Skannasimme tietä pidemmän matkan Helsingin suuntaan ja meidät yllätti alavaa osuutta seuraavan mäkiosuuden valtavat urat. Toisaalta ne näyttivät hyvin eron mittaustekniikoiden välillä sekä uramittauksissa käytettävän tilastollisen keskiarvotilastoinnin ongelmat. Syvimmän mittaamamme uran syvyys oli nimittäin 90 mm ja uran reunat olivat jyrkät. Kun ajoneuvon pyörä ohjautuu tällaiseen kohtaan, niin se ei sieltä ihan helposti nouse pois.

Tie oli mitattu viimeksi edellisenä kesänä PTM (palvelutasomitaus) mittauksena, jonka mukaan urat olivat alle 20 mm. Tilastollisesti urat syvenevät vuosittaisten mittauskausien välisenä aikana 4-7mm kun liikenne on 50 000 autoa vuorokaudessa jota Turunväylän liikenne edustaa. Kaiken kaikkiaan mittaustuloksiemme ero Väyläviraston teettämiin mittauksiin kertoo paljon nykyisen palvelutasomittauksen ongelmista ja luotettavuudesta.

Toinen jännittävä kohta oli noin 170 m pituinen osuus, jonka uria ei oltu korjattu edellisessä päällystysurakassa. Osuuden alku- ja loppuraja näkyy mittausaineistossa myös varsin selvästi.

Nykyinen vuosittainen päällystyskohteiden valita on armotonta tilastonikkarointia, mutta käytännössä tiessä olevien suurehkojen paikallisten erojen hallinta jää näin autoilijoiden vastuulle.

Hämeenlinnantien onnettomuuskohta sijaitsee puolestaan loivassa kaarteessa. Tällä kertaa urat eivät olleet ongelma vaan tien poikittaiskaltevuus. Ensinnäkin tie on kalteva väärään suuntaan kaarteeseen nähden, joten ei ole ihmekään, jos kyseisessä kohdassa moni auto ottaa vauhtia tien reunan ja bussipysäkin kautta.

Liukkaalla kelillä vasemmalle kaartuvalla tieosuudella, jossa kallistus on ulkokurviin päin, ajoneuvon ajautuminen oikealle tien penkkaan on siis aika vääjäämätön tapahtuma kuten kävi myös onnettomuusrekalle. Alla olevassa kuvassa ei ole väriselostetta, mutta punaiset nuolet kertovat tien olevan varsin tasainen poikittaiskaltevuuden ollessa alle 2%. Siniset nuolet kertovat alle 4% kaltevuudesta ja keltaisten nuolten kohdalla kaltevuus on yli 4%. Tien käyttäjille merkittävää on kallistuksen suunta ja se kertoo myös siitä valuuko sadevesi oikeaan suuntaan.

Tiestömme on täynnä yllä kuvattujen kohteiden kaltaisia ongelmia ja pahempaakin tulee vastaan. Määrärahat ovat rajalliset, mutta olisiko kuitenkin parempi, että poliittisilla päättäjillämme olisi oikeampi kuva tieverkomme todellisesta kunnosta? Loppujen lopuksi edullisin ja nopein keino parantaa turvallisuutta olisi alentaa ajonopeutta ongelmallisiksi havaituilla tieosuuksilla.

Tämän lisäksi urien syvyys määrittää myös käytetyn päällystystekniikan, joten väärällä lähtotiedolla urakoitsijoille annetaan vääränlaiset speksit. Näin uuden päällysteen kestävyys voi olla jo lähtökohtaisesti heikompi ja tie kuluu huonompaan kuntoon ennakoitua nopeammin.

Kallistusten ja tiegeometrian ollessa pielessä pelkkä urien paikkaus ei riitä. Käytännössä toimintatavan pitäisi siis olla samankaltainen kuin rautateilla, jossa korjausten yhteydessä toppakoneella parannetaan ratageometriaa lähemmäksi alkuperäistä. Päällystystyön yhteydessä tiegeometriaa voitaisiin parantaa tiettyyn pisteeseen asti, jolloin tien käytettävyys ja kestävyys paranisivat samalla. Lähtökohtaisesti sallitut ajonopeudet vaativat suunnitellun tiegeometrian toteutumista. Tämän sijaan tällä hetkellä taistellaan PTM-mittausten tulosten tulkinnasta ja merkittäviä ongelmakohtia jää havaitsematta.

Kesän mobiililasermittaussatoa

Vastaa

Kesän 2021 aikana taas mittasimme mobiilisti eri puolella Suomea ja seuraavat kuvat ovat esittelyskannauksesta Pohjanmaalta. Kohteessa oli hauskoja yksityiskohtia, joista muutamia esimerkkejä alla olevissa kuvissa. Skannerina siis RIEGL VMX-2HA.

Jännittävä betonikiveys näkyy hyvin ylhäältä päin katsottuna.
Kiveyksen raidoitus näkyy hyvin Rieglin reflektanssiaineistossa.
Klassinen kiertoliittymä.
Asuntoalue.

Ajotavan merkitys mobiilikartoituksessa

Vastaa

Olemme jo aikaisemminkin julkaisseet kirjoituksia mobiililasermittauksen aineistonkeruusta, mutta kesän kokemumusten jälkeen on taas tarvetta kirjoittaa aihepiiristä. Asiasta on liikenteessä niin paljon tietämättömyytta.

Mobiililaserskannaus on liikkeessä tehtyä mittausta ja mittausjärjestelmän alustana voi toimia mikä tahansa kulkuväline alkaen aina lentokoneesta, helikopterista, dronesta, junasta, autosta yms. Mittausalusta on osa mittausjärjestelmää vaikuttaen sen lopputulokseen, joten myös alustan ominaisuudet sekä mittausanturien kiinnitys alustaan vaikuttavat mittauksen lopputulokseen. Ongelmat näkyvät häiriöinä tai väärina mittaustuloksina aineistoissa.

Samoin alustan liike mittauksen aikana on osa mittaustulosta silloin kun mittausjärjestelmän yhtenä osana on inertianavigointijärjestelmä. Inertianavigointi perustuu näet kiihtyvyyksien mittaamiseen. Jos laitteisto liikkuu liian tasaisesti niin, etteivät kiihtyvyydet mukaan lukien kulmakiihtyvyys muutu, niin inertianavigointi toimii heikommin. Mittauksen laatu heikkenee liian tasaisessa liikkeessä. Tässä mielessä vuosien mittaan on ollut kummallista havaita, että monet neuvovat liikuttamaan ajoneuvoa mahdollisimman tasaisesti. Nopeuden muutoksia suorastaan pelätään, mikä johtunee esimerkiksi käytettyjen laskentaohjelmien huonosta toteutuksesta. Oikeaoppisesti toteutetussa laskentaohjelmassa tälläisia ongelmia ei ole. Turha meidän on fysiikan lakeja kirjoittaa uusiksi.

Suorittaessamme tulosten laskennan jälkilaskentana, niin laskennassa vaikuttaa koko se aika jonka inertianavigointijärjestelmä on ollut päällä. Klassisesti toteutetussa mittaussuorituksessa ensin määritetään tarkasti lähtosijainti, mikä meidän tapauksessamme toteutetaan pysymällä viitisen minuuttia paikallaan. Tämän jälkeen inertialaitteisto herätellään liikkumalla seuraavat 5-10 minuuttua vauhtia ja suuntaa aktiivisesti vaihtaen. Tätä osuutta kutsutaan dynaamiseksi suuntaukseksi. Kun laitteisto on mittausvalmis, niin seuraavaksi tehdään itse mittaus. Lopuksi tarvitaan käänteisessä järjestyksessä dynaamista ajoa ja loppusijainnin määrittäminen tarkemmin olemalla paikallaan.

Itse mittauksen aikana ajotavalla ja ajolinjoilla on siis paljonkin merkitystä eli kuljettajan rooli on ratkaiseva hyvän lopputuloksen aikaansaamisessa. Moni näet kuvittelee virheellisesti, että operaattorin rooli on paljon ratkaisevampi, mutta kuskina voi olla lähes kuka tahansa. Käytännössä tilanne on siis verrannollinen perinteiseen kahden hengen prismalliseen takymetrimittaukseen eli ratkaiseva rooli mittauksen onnistumisessa on prismapäässä ei takymetrin käyttäjällä. Mobiililaserskannauksessa yksi henkilö voi toki myös toimia sekä kuskina että mittauksen operaattorina, mutta käytännössä kahden hengen tiimi on usein tehokkaampi. Vain yksitoikkoisessa maantieympäristössä yksi henkilö voi mitata tehokkaasti, mutta vaihtelevammassa kaupunkiympäristössä ajoneuvon kuljettajalla on jo niin paljon tehtävää muun liikenteen seuraamisessa ja ajolinjojen valinnassa, että on viisaampaa, jos toinen henkilö hoitaa pelkästään laitteistoa toisen keskittyessä ajamiseen.

Miten mittauksen sijaintitiedon laatu sitten selvitetään? No me olemme selvitelleet omien laitteistojemme osalta asian ihan perinteisesti testaamalla. Suorittamissamme testeissä Suomessa ja Ruotsissa olemme mitanneet tieosuuksia, joita on parhaimmillaan toistettu jopa kymmenen kertaa. Vertailemalla mittauksia keskenään sekä tarkemmin menetelmin mitattuihin vertailuaineistohin, nähdään miten hyvin ne toistuvat. Vastaavasti käyttämällä vertailussa hyvin mitattuja kontrollipisteitä, niin nähdään miten mittaustulokset istuvat paikalliseen koordinaatistoon. Kuvassa nähdään mittaustulosten erityyppistä hajontaa, joka kertoo tulosten laadusta.

Kontrollipisteiksi hyväksymme GNSS-mittauksia vain ja ainostaan silloin kun ne on huolellisesti mitattu. Tasotarkkuus on monin paikoin jo hyvälla tasolla, mutta korkeusarvo tunnetusti vaihtelee enemmän. Käytännössä korkeusarvojen olisi hyvä olla mitattu tarkkavaaituksella. On ollut kiehtovaa hyödyntää Maanmittauslaitoksen rapistuvaa korkeuskiintopistejärjestelmää mittauksissa, sillä käytännössä olemme nähneet jopa eri vaaitusjonojen keskinäiset erot. Vastaan on tullut myös selkeitä painovoima-anomalioita, jolloin kaikki satelliittimittauksin toteutetut ja geoidimallein korjatut aineistot ovat samassa korossa, mutta painovoima hyädyntävä tarkkavaaitus onkin eri tasolla. Kyseisissä tapauksissa virhe ei ollut vaaituksessa vaan geoidikorjausmallissa. Oikealla korkeusarvolla on merkitystä, sillä vesi virtaa painovoiman eli vaaituksen mukaan.

Kuvassa laserkeilattuna monikulmiopisteellä sijaitseva mittauksessa käytetty GNSS-tukiasema.

Rieglin kinemaattiset prosessointiohjelmat uudistuivat

Vastaa

Riegl järjesti hiljan virtuaalipäivän, jonka pääteemoja oli ilma-, drone- ja mobiililaserskannaukseen eli kinemaattisten mittausten käsittelyohjelmien uudistus. Kinemaattinen on sanana johdettu kreikan kielen liikkumista tarkoittavasta sanasta ”kinein”. Näitä mittauksia tehdään siis liikkuvalta alustalta. Vastaavasti mittalaitteen seistessä paikallaan tehtyjä mittauksia nimitetään staattisiksi johdettuna kreikan kielen sanasta ”statikós”. Yksi sanan myöhemmistä merkityksistä viittaa liikkumattomuuteen.

Rieglin liikkuvasti mitattuja aineistoja kerätään Riegl RiAcquire-ohjelmalla. Ohjelmaan voidaan määritellä kaikki mittausjärjestelmän osat ja linkittää ne yhteen niin, että varsinaisen mittauksen aikana käyttäjä voi rauhassa oikealla hetkellä yhdellä klikkauksella käynnistää kaikki laitteet, tallentaa aineistot ja tiedonkeruun lopussa sammuttaa ne. Työn aikana voidaan seurata kaikkien mittausanturien toimintaa ja tarkkailla GNSS-tilannetta ohjelman antaessa käyttäjälle hälytyksen häiriötilanteissa. Samanlainen työskentelytapa sopii niin lentokoneeseen kuin maanteillä liikkuvaan autoon. RiAcquiressa ei tapahtunut merkittäviä muutoksia uudistuksen yhteydessä.

Mittausaineistojen varsinainen prosessointi tehdään Riegl RiProcess-ohjelmalla. Sen rakenne on modulaarinen ja uudistuksessa keskityttiin eri modulien yhdistämiseen selkeämmäksi kokonaisuudeksi. Prosessikaavion uuden kokonaisuuden toiminnasta näet sivultamme.

Vanhat modulit on nyt yhdistetty RiUNITE-ohjelmaksi. Sen sisällä lasketaan täyden aallonmuodon skannerien kaiut pisteiksi, ratkotaan etäisyydenmittauksen ambiguiteetit eli oikea mittausvyöhyke, muunnetaan pisteet skannerin koordinaatistosta haluttuihin koordinaatistojärjestelmiin ja järjestetään valtavat pistepilvet tehokkaasti. Tähän viimeiseen tehtävään liittyen kinemaattiset pistepilvet tallennetaan nyt Rieglin omaan tietokantaformaattiin RDB2, joka on jo käytössä staattisten skannerien puolella. Jatkokäyttöä ajatellen pistepilvet voi siis viedä ulos ohjelmasta standardoituihin tiedostomuotoihin kuten LAS, mutta aineiston voi myös lukea muihin ohjelmaan suoraan RDB2-tietokannasta RiVLIB-kirjaston avulla.

Vanhat modulit eivät kuitenkaan ole pelkästään yhdistetty uudeksi, vaan niiden toimintoja on tehostettu ja parannettu entisestään. Parannukset koskevat käsittelynopeutta, mutta esimerkiksi myös päällekkäisten aineistojen keskinäinen yhteensovittaminen eli mätsäys on tehostunut. Rieglillä mätsäys ei näet ole pelkästään mekaanista geometrioiden yhteensovittamista, vaan monimutkainen yhdistelmä GNSS-IMU-liikeradan, pistepilvien keskinäisen geometrian ja reflektanssiarvojen analyysiä. Lähtökohtana kannattaa muistaa, että satelliittimittauksiin perustuva reaaliaikainen paikannus harvoin tuo aineistoja täsmälleen samaan sijaintiin, vaan tyypillinen ratkaisu sisältää eroja. Jälkilaskennalla erot pienenevät ja tasoitetaan lopulta pois.

Uudistusten myötä myös ohjelman lisensointia on muutettu. Laitteen sarjanumeroon kytketty lisenssi toimii nyt ilman erillista USB-porttiin kytkettyä lukkoa. Samassa verkossa työskentelevät käyttäjät voivat puolestaan käyttää yhteisiä kelluvia lisensseja. Uutuutena on nyt esitelty pieniin droneihin (miniVUX) liittyvät lisenssit.

Käyttäjillä, joilla on voimassa olevan ylläpitosopimus, on mahdollista päivittää uudet ohjelmaversiot suoraan omaan käyttöönsä. Sarjanumeroon kytketyn lisenssin voi pyytää käyttöönsä firmwaren päivityksellä.

Olemme pyörittäneet uusia ohjelmaversioita jo joulukuussa alkaneesta betatestauksesta alkaen. Tulokset nopeutta myöten ovat omissa projekteissamme parantuneet ja suosittelemme käyttöönottoa.

Rieglin skanneriuutuudet 03/2021

Vastaa

Talven loppumisen kunniaksi, siis ainakin Keski-Euroopassa, Riegl on julkaissut kaksi laserskanneriuutuutta piristämään markkinoita. Kyseessä ovat mobiililaserskannausjärjestelmä RIEGL VMY-2 ja ilmalaserskannausjärjestelmä RIEGL VQ-780 II-S.

Mobiiliskannausjärjestelmä RIEGL VMY-2 koostuu kahdesta RIEGL miniVUX-3UAV -skannerista tutussa ristikkäisessä muodostelmassa. Näin aseteltuina mitattava kohde saadaan mitattua mahdollisimman kattavasti pienellä ajomäärällä. Yhden skannerin järjestelmillä työskenteleminen aiheuttaa aina lisää ajamista kahden skannerin järjestelmiin verrattuna.

Uutta järjestelmää kuvataan taloudellisemmaksi vaihtoehdoksi mobiililaserskannaukseen, silloin kuin tarkkuusvaatimuksista voidaan hiukan tinkiä. Mobiililaserskannauksen parasta laatua sekä suurempaa tuotantotehokkuuta tarjoaa edelleenkin VUX-skannerein varustettu RIEGL VMX-2HA.

Tyypilliseen Rieglin tapaan uusi laittesto tarjoaa myös monipuolisia kytkentämahdollisuuksia esimerkiksi kameroiden suhteen. Järjestelmään voi halutessaan kytkeä esim. Ladybug360-kameran tai 4 kappaletta muita kameravaihtoehtoja kuten esimerkiksi lämpökamera.

Koska laitteisto on saatu muotoiltua varsin littanaan muotoon, niin saranarakenteen ansiosta se on nyt mahdollista pakata pienemään kuljetuslaatikkoon pidempiä reissua ajatellen. Enemmän kuvia laitteen esitteessä. Pienempi koko tarkoittaa myös vähemmän painoa – järjestelmä painaa vain 14 kg.

Kevään toinen uutuus on siis ilmalaserskanneri RIEGL VQ-780 II-S. Kyseessä on Rieglin tehokkain yhden skannerin laite, joka sopii isojen alueiden kartoituksiin lentokoneella tai tarvittaessa suurempaa pistetiheyttä sen voi laittaa helikopterin kyytiin. Tarkasteltaessa muutoksia Riegl VQ-780 II -skanneriin, huomaamme mittauksen olevan mahdollista entistä korkeammalla pistetiheyden säilyessä ennallaan.

Myös prosessointikyky on kasvanut entisestään, sillä nyt ilmassa voi olla samanaikaisesti jopa 45 pulssia (MTA).

Molemmat uutuuslaitteet perustuvat Rieglin tunnettuun aallonmuodon analysointi -tekniikkaan, joka mahdollistaa hyvän mittaustarkkuuden, kalibroidun reflektanssiarvon sekä monia muita lisäominaisuuksia jokaiselle pistepilven pisteelle.

Kiinnostaako sinua Rieglin laitteistojen aineistot? Kysy meiltä esittelyä tai tutki aineistoja Rieglin aineistogalleriassa. Et tarvitse erillisiä ohjelmia, vaan aineistot aukeavat nettiselaimessasi.

Vaalimaalle ja takaisin – skannaten tietysti

Vastaa

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.

Mobiililaserskanneri tiemittauksissa

Vastaa

GeoConnexion ja Business Geomatics -lehdissä julkaistiin syksyllä 2020 Hannu Heinonen ja Rieglin mobiililaserskanneriyksikön vetäjän Harald Teufelsbauerin kirjoittamat samansisältöiset artikkelit englanniksi ja saksaksi. Voit lukea alkuperäiset artikkelit klikkaamalla linkkejä.  Alla taustoitamme artikkeleita suomeksi.

Artikkelien aiheena ovat hyvät tuloksemme monivuotisessa kehitysprojektissamme mitata perinteiset 2D-tieparametrit ja samalla mahdollistaa 3D laserskannausmittauksen tuomat uudet mahdollisuudet paremmin. Voimme tarkemmin kuvata tien turvallisuuden kannalta tärkeitä tietoja kuten tien todellista uraisuutta, lätäköitymistä ja 3D tiegeometriaa. 3D-tiegeometria kertoo tien kaarresäteet, kallistukset ja mäkien aiheuttamat näkymäesteet ja tien pinnan aaltomaiset raskaan liikenteen aiheuttamat painumat.

Teiden kuntoa on viimeiset vuosikymmenet mitattu auton keulaan asennetulla leveällä mittauspalkilla, johon on tyypillisesti asennettu 17 kappaletta palkista tienpintaan mittaavia pistelasereita noin 20 cm päähän toisistaan. Palkin asentoa on määritetty kaltevuusanturilla ja auton kulkema matka on saatu auton pyörästä pituudenmittausanturilla. Näiden antureiden mittaustietojen ja pistelasereiden mittaustuloksena muodostuu 17 tien pituussuuntaista leikkausta eli noin 20 sentin välein olevaa 2D pituusprofiilia. Pistelaserien teoreettinen mittaustarkkuus on millin osia, mutta niillä siis mitataan vain pitkittäisprofiileja tien pinnasta joten esimerkiksi tien urien syvyyden tulos on riippuvainen siitä millä kohdalla tietä mittauspalkkiauto ajaa eli osuuko jonkun 20 cm välein asennetun pistelaserin mittaama pituusprofiili juuri uran syvimpään kohtaan. Jotta tulos olisi edes tilastollisesti vertailtavissa, ajoneuvon ajolinjan paikka tien leveyssuunnassa on tarkasti ohjeistettu ja sen täytyy olla tarkasti tietyllä kohtaa tietä.

Koska mittaus ei tapahdu 3D mittauksena, näillä aineistoilla on helposti tien kulkusuunnassa suuret pituusvirheet tien mäkisyydestä ja auton kulkeman matkanmittauksen epätarkkuudesta johtuen. Tuotetun aineiston vieminen karttakoordinaatistoon on erittäin ongelmallista ja epätarkkaa koska karttatuotannossa perustana on aina oltava 3D (2D+1D) mittaustieto valtakunnan koordinaatistossa ja Pistelasertiemittauksesta nuo molemmat tiedot puuttuvat tai ovat vain likimääräisiä. Tästä syystä pistelasertekniikalla tuotettu tien mittaustieto on todettu varsin hyödyttömiksi muihin käyttötarkoituksiin. Alla olevassa kuvassa näemme esimerkiksi perinteisin menetelmin – ilmakuvasta tai mittausajoneuvosta – tuotettua tien keskilinjageometriaa, jossa on suuri ongelmia sekä XY-tasossa, mutta erityisesti korkeussuunnassa.

Kaiken kaikkiaan viimeiset vuosikymmenet tunnutaan keskittyneen tienpinnan hienorakenteeseen kun taas isoon kuvaan tiestä vallitsevalla mittaustekniikalla ei päästä käsiksi. Näinpä meidätkin on koemielessä laitettu mittaamaan niin huonokuntoisia teitä, ettei niiden kunnon arvioimiseen edes tarvitsisi mittauksia. Koko tien rakenne on romahtanut ja korjaus vaatii paljon mittavampia toimenpiteitä kuin pelkkä uudelleen päällystys. Sinänsä huolellisesti tehty mobiili laserskannaus kannattaa tässäkin tilanteessa, sillä tien korjaussuunnitelmaa varten tarvitaan ajantasainen lähtötieto maastosta.

Vallitseva käsitys on ollut ettei mobiililaserskannauksella pystytä tuottamaan pistelasertekniikan kanssa vertailukelpoisia tuloksia. Käsitys onkin ollut aivan oikea ja perusteltu. RIEGL ja Nordic Geo Center päättivät syksyllä 2013 lähteä murtamaan tätä käsitystä ja kehittämään RIEGL VMX-mobiililaserskannaus laitteistoa niin, että tarvittavaan mittaustarkkuuteen päästäisiin. Testaukset aloitettiin silloisella, 2012 esitellyllä, kompaktilla VMX-450 mobiiliskannerilla, jossa samaan runkoon oli kiinteästi integroitu 2 ristikkäistä RIEGL VQ-450 laserskanneria ja Applanixin AP 50 GNSS-Inertiayksikkö. Tarvittiin kuitenkin tarkemmat laserit ja tarkempi inertia, jotka saatiin uuteen 2016 julkistettuun VMX-1HA Mobiiliskanneriin.

Tarkkuutta tarvittiin kuitenkin vielä lisää, joten 2018 lopulla julkistettiin kokonaan uudenlaiseen, vielä tukevampaan runkoon perustuva kompakti VMX-2HA mobiililaser. Tätä alustaa modifioitiin edelleen jäykemmäksi ja uusin versio julkistettiin Intergeo 2019 messuilla syyskuussa Saksassa, Stuttgartissa. Viikkoa ennen virallista julkistamista ensimmäinen uuden sarjan laite asennettiin Nordic Geo Centerin mobiiliskannausautoksi tilaamaan erikoisvarusteiseen BMW X5 M50DA maasturiin. RIEGLin tehtaan lähistöllä ajetun testiajon ja tulosanalyysin jälkeen matka jatkui Ruotsiin Linköpingiin, jossa osallistuimme Ruotsin tielaitoksen tutkimuskeskuksen VTI:n järjestämään tiemittauksen (PTM-mittaus) testiin. Parametrien laskentaan käytetyn ohjelmiston vanhentuneista ja puutteellista laskenta-algoritmeista huolimatta näimme, että tulokset olivat erinomaiset. Lähtöaineisto on siis riittävän hyvää tieparametrien laskentaan. Näin 6-7 vuotta kestänyt kehitystyö on saatu haluttuun onnistuneeseen lopputulokseen.

Yhteenvetona tästä kaikesta koetusta on todettava, että perinteisten tien PTM-mittaustulosten saavuttaminen mobiililaserskannaustekniikalla ei ole ollut helppoa. Nordic Geo Centerin koko tiimin ja erityisesti Tauno Suomisen ja Hannu Heinosen sitkeä, vuosien mittainen, yhteistyö yhdessä RIEGLin asiantuntijoiden kanssa mahdollisti sellaisen kokonaisratkaisun (mobiiliskannerilaitteisto, auto ja ajotapa) löytymisen, jolla tuohon tarkkuuteen nyt päästään.

Laserskannaamalla voimme mitata tiheän pistepilviaineiston koko tien pinnasta mukaanlukien tien luiskat, liikennemerkit ja kaikki tiealueella sijaitseva tierakenteet. Hyvälaatuisesta aineistosta on mahdollista laskea lähes kaikki perinteiset tieparametrit vertailukelpoisin tuloksin vanhaan nähden ja samalla tuottaa mittausaineistoa myös muuhun käyttöön. Aineisto on nyt tarkasti valtakunnan koordinaatistossa, mitä vanhat aineistot eivät olleet ja siten toistettavuus on myös parempi. Mittaustekniikan muutoksesta johtuen mittausajoneuvon ei tarvitse ajaa tietyllä kohtaa tietä, vaan kaistakohtainen ajolinja muun liikenteen tahdissa on riittävä. Aineistojen tuottaminen muun liikenteen seassa on siten paljon helpompaa, emme häiritse muuta tietiikennettä, pidämme kiinni hyvistä toimintatavoista liikenteessä ja lopputuloksena on laadukas 3D mitausaineisto valtakunnan koordinaatistossa.

Rungoltaan ja perustuksiltaan kunnossa olevasta tiestä kannattaa mitata laserskannaamalla sellainen aineisto, jota voidaan käyttää ensin kunnon arviointiin (=perinteiset tieparametrit) ja sen jälkeen samasta aineistosta voidaan tarvittaessa laskea korjaus – tai päällystyssuunnitelmaa. Tarkalla koordinaattitiedolla varustettu aineisto mahdollistaa tienpinnan jyrsimissuunnitelman lisäksi tieosuuden tiegeometrian parantamisen uudella päällysteellä niissa puitteissa, kuin se on mahdollista korjaamatta tien muita perusrakenteita. Rautateillä vastaavanlainen käytäntö on jo pitkään ollut arkitodellisuutta, sillä radan korjaamisen lisäksi ratageometria on korjattava ennalleen junien tasaisen kulun mahdollistamiseksi.

Riegl Laser Measurement Systems GmbH on ollut mukana tukemassa työtämme laitevalmistajan osuudessa, sillä tuloksiimme ei pääse ihan millaisella tahansa laitteistolla. Järjestelmä täytyy olla miettynä alusta loppuun eli yksittäisistä komponenteista niiden yhdistämiseen keskenään. Tienpinnan alle millimetrin ja sijannin muutaman senttimetrin mittaustarkkuuteen ja toistettavuuteen vaaditaan varsin jämäkästi rakennettu laitteisto ja mittausalustana toimiva autokin vaikuttaa tulokseen. Nyt toimitaan tämänhetkisen laserskannausteknologian parhaimman tarkkuuden äärirajoilla kun taas suurin osa kaupallisessa tuotannossa olevista laitteistoista edustaa heikompaa laitekategoriaa. Vertailkaapa mittaustuloksia pelkästään sijainnin suhteen huonoissa GNSS-olosuhteissa kuten metsän reunalla kulkevilla tieosuuksilla – erot tulevat esille.

Mobiilimittausaineistojen prosessointi

Vastaa

Mobiilisti eli liikkuvasti voidaan laserskannaamalla mitata monenlaiselta eri alustalta maassa, merellä ja ilmassa. Pääasia on, että mittausalusta liikkuu ja tyypillisesti useista eri antureista koostuva mittausjärjestelmä mittaa samanaikaisesti. Mittauksen lopputuloksena saadaan ympäristöstä pisteitä koostuva aineisto, josta voidaan mallintaa geometrinen malli ympäristöstä.

Mittauksen ja siten siitä tehdyn mallin tarkkuus on riippuvainen käytetystä laitteistosta ja tekijöiden osaamisesta. Paremman tarkkuusluokan aineisto täyttää Väyläviraston tiukimmatkin vaatimukset kelvaten infrarakennuksen lähtöaineistoksi ja heikommat aineistot kelpaavat vaikkapa visualisointiin jos siihenkään. Hyvällä visualisoinnilla ja mittaustarkkuudella ei ole paljolti yhteisiä tekijöitä eli moni kakku on päältä kaunis ja harhauttaa aineistojen käyttäjiä.

Rieglin laserskannausjärjestelmissä laitteisto koostuu yksinkertaisimmillaan laserskannerista, jonka aineisto yhdistetään GNSS-satelliittimittauksiin ja inertiamittauksiin. Lisäksi järjestelmään voidaan lisätä tarpeiden mukaan erityyppisiä ja eri aallonpituusalueilla toimivia kameroita. Kuvia ei kuitenkaan käytetä perusmittausaineiston luomisessa, vaan niiden hyödyntäminen aloitetaan tyypillisesti vasta mallinnuksen yhteydessä.

Rieglin mittausjärjestelmien aineistoja sekä kerätään että jatkoprosessoidaan Rieglin omilla ohjelmistoilla RiAcquire ja RiProcess. RiAcquiren avulla kerätään kootusti talteen samaan projektiin kaikkien järjestelmään integroitujen osien aineisto ja RiProcess-ohjelmassa tuo aineisto sitten jatkojalostetaan georeferoiduksi, mallinnusta varten valmiiksi pistepilveksi. Myös reaaliaikainen mittaus on mahdollista, mutta koska sen tarkkuus ei tyypillisesti riitä esimerkiksi Väyläviraston määrittämiin tarkkuuksiin, niin emme suosittele sitä asiakkaillemme. Mittauksen käyttötarkoitus ratkaisee monet työn suunnittelussa ja toteutuksessa huomioitavat yksityiskohdat.

Yllä olevasta kaaviosta puuttuu heti aineiston keruun jälkeen tapahtuva trajektorin eli mittauslaitteen liikeradan tarkempi laskenta. Se tehdään ensimmäiseksi aineiston keruun jälkeen, sillä reaaliaikaisesti tallennettua INS/GNSS-navigointiratkaisua voidaan vielä jalostaa. Rieglin ratkaisussa trajektoria prosessoidaan oikeastaan eri kahteen otteeseen: ensin varsinaisen trajektorilaskennan aikana GNSS-tukiasemahavainnoilla sekä tarpeen mukaan satelliittien tarkennetuilla ratatiedoilla, jotka saadaan vasta lähes kaksi viikkoa aineistonkeruun jälkeen. Toinen trajektorin laskentakierros tapahtuu Riegl RiPrecision-laskennassa, joissa lopputuloksena trajektori tarkentuu vielä laserin havaintojen laskennalla.

Jos tämä kuullostaa lukijasta monimutkaiselta niin ei hätää, sitä se myös on aloittelijalle. Robotiikan puolella kaikki havainnot laitetaan kerralla reaaliaikaiseen laskenta-algoritmiin, mutta silloin emme voi hyödyntää monipuolisen satelliittilaskennan mahdollisuuksia. Kannattaa siis todella muistaa mittausaineiston lopullinen käyttötarkoitus ja vaatimukset mietittäessä millaista mittausaineistoa tarvitaan ja miten se on prosessoitava.

Kaikkiin näihin vaiheisiin liittyy myös olennaisena osana laadunvarmistus, joka voi keskeyttää prosessoinnin missä vaiheessa tahansa. Jos mittaajat havaitsevat jo kenttätyössä, että nyt meni pieleen, niin mittaus on keskeytettävä ja aloitettava alusta. Jos trajektorilaskennan aikana havaitaan, että lopputulos ei ole toleranssien sisällä, seuraavaksi on arvioitava saadaanko se kuntoon tukipisteillä vai ei. Jos ei, niin mittaajat joutuvat palaamaan maastoon. Näin meillekin on käynyt muutaman kerran kun satelliittiolosuhteet ovat olleet oletettua kehnommat. Tyypillisesti näin käy koulutuksissamme, koska mittaajat lähetetään takaisin maastoon kunnes palaavat kelvollisen aineiston kanssa.

Siinä vaiheessa kun trajektori on havaittu kelvolliseksi jatkoprosessointiin, niin projekti on jo voiton puolella. Laserpisteiden ja mahdollisten kontrollipisteiden avulla tehdään enää trajektorin hienosäätöä.

Näillä perusperiaatteilla laseraineistoja on laskettu jo muutaman vuosikymmenen ajan. Mukaan on tullut SLAM-algoritmeja, tekoälyä, konenäön hyödyntämistä yms., mutta kaikkia menetelmiä käytettäessä on syytä muistaa miten aineiston laatu varmistetaan. Ohjelmistoja ei kannata ajaa oletusasetuksilla, vaan ne vaativat käyttäjältä säätöä mittausympäristönn ja olosuhteiden mukaan. Oikeasti aineistojen prosessointi ei siis ole pelkkää nappien painelemista vaan vaatii osaavan käyttäjän arviointia prosessin eri vaiheissa.

Mobiilisti etänä

Vastaa

Nyt kun pahin koronapandemia alkaa toivottavasti olla takanapäin on hyvä muistella näin kauniina kesäpäivänä, kuinka se vaikutti työskentelytapoihimme ja millä tavoin eri tilanteista selvittiin. Meidän toimistolla siirryimme etätyöhön maaliskuun alkupuolella, kun hallituksen antamat suositukset sitä edellyttivät. Tällöin meillä oli jo tiedossa, että laitetoimituksia ja niihin liittyviä koulutuksia tulee olemaan etätyön aikana. Tarvitsimme Teamviewerin rinnalle joustavamman ratkaisun videokoulutuksiin ja pienen kokeilun jälkeen löytyi nopeasti toimiva ratkaisu. Omalla kohdallani tämä etätöihin valmistautuminen tarkoitti VMZ-mobiililaserkeilausjärjestelmän käyttöönoton, mobiilimittauksen etäkoulutuksen ja laitteistotuen etätyöskentelyn suunnittelua.

Jotkut ovatkin jo ehkä lukeneet tuoreimmasta maankäyttölehdestä (2/2020), että olemme kevään aikana toimittaneet Leppävirralle Tasamitta Oy:lle RIEGL VMZ-laitteiston. Laitteiston toimitus osuikin sopivasti juuri jälkimmäiselle viikolle, kun Uudenmaan rajat olivat avautuneet, jolloin toimitus asiakkaalle sujui sen puoleen huoletta. Toki luovutuksen yhteydessä emme voineet välttää asiakaskontaktia, mutta toimitus hoidettiin tarvittavia turvavälejä ja määräyksiä noudattaen.

Mobiilijärjestelmän ohjelmistopuolen etäopetuksen olin aloittanut Tasamitta Oy:n toimitusjohtajan Tahvo Savolaisen kanssa jo hyvissä ajoin ennen laitteiston toimitusta. Etäkoulutusta varten olin koonnut tarvittavaa koulutusmateriaalia, jolla pystyisin kouluttamaan kaikki osa-alueet niin verkko- ja tarjektorilaskennasta alkaen aina pistepilviaineiston prosessointiin ja käsittelyyn asti. Käytännössä tämä tarkoitti VMZ-järjestelmällä ajettujen projektien etsimistä arkistoistamme. Olimme säilyttäneet kaikki jo edellisen VMZ-järjestelmän koulutuksen yhteydessä ajetut projektit, joista saattoi valita tämän etäkoulutuksen kannalta käytännöllisimmät ja monipuolisimmat projektit.

Ohjelmistopuolen etäopetus sujui todella hyvin puheyhteydellä sekä jaetun työpöytänäkymän avulla. Näillä työkaluilla pystyin opetuksen aikana seuraamaan Tahvon kuvaruudulta hänen työskentelyään ohjelmistojen parissa ja antamaan tarvittavia neuvoja kaikkiin eri työvaiheisiin aina ohjelmistojen asennuksesta alkaen. Tarvittavat tiedonsiirrot hoidettiin pilvipalvelimien välityksellä. Myös Tahvo totesi etäopetuksen toimivan erinomaisesti, kun välillä hänen oli hoidettava yrityksen asioita sekä mittaustöitä maastossa. Etäopetus mahdollisti osapäiväisen koulutuksen ennalta sovittujen aikataulujen mukaisesti.

Laitteiston asennukseen liittyen Tahvo oli tehnyt itse laitevalmistajalta saatujen ohjeiden mukaisesti kaikki tarvittavat kaapelikytkennät autoon sekä asentanut auton katolle järjestelmän kiinnitysalustan. DMI -matkamittausanturin ja auton vanteen sisäpinnalle kiinnitettävän DMI-pulssinauhan asentaminen onnistui kotioloissa näppärästi RIEGLin tuottaman opetusvideon ja kirjallisen ohjeen avulla. Laitteiston mukana tulee REGLin kokoamat manuaalit kaikkeen järjestelmän asennukseen liittyen.

Seuraava ja mielenkiintoisin etäopetuksen vaihe olikin sitten VMZ-järjestelmän käyttöönotto ja itse skannaustyön tekeminen käytännössä ensimmäisen harjoitusprojektin yhteydessä. Olimme jo alustavasti ohjelmistokoulutuksen yhteydessä käyneet läpi mm. ajotapaa eri mittaustilanteissa sekä muita mobiilimittaukseen liittyviä työtapoja ja käytäntöjä, mutta varsinaista käytännön työtä datankeruuohjelmiston parissa emme voineet harjoitella ennen kuin kaikki järjestelmän komponentit oli kytketty ja laite asennettu auton katolle.

Usein mobiililaserskannauksessa työskennellään pareittain, jolloin toinen on auton kuljettaja ja toinen ns. operaattori, joka hoitaa järjestelmän ohjaustietokoneella laitteistoon ja datankeruuohjelmistoon liittyviä toimintoja. Helpoimmissa kohteissa kuljettaja itse voi myös toimia operaattorina, jolloin skannausta voi tehdä yksinkin. Tällä koulutuskerralla Tahvo toimi sekä auton kuljettajana, että operaattorina. Minä puolestani koulutin taustalla järjestelmän ja datankeruuohjelmiston käyttöä, ja osaltaan toimin myös operaattorina esimerkin omaisesti.

Järjestimme etäkoulutuksen projektityömaalla siten, että Tahvo oli jakanut matkapuhelimensa verkkoyhteyden autossa olevaan ohjaustietokoneeseen ja meillä oli myös puheyhteys toisiimme. Minä vastaavasti olin jaetun näytön kautta etäyhteydessä järjestelmän ohjaustietokoneeseen, jolloin pystyin myös ottamaan järjestelmän ja ohjaustietokoneen hallintaani kotoa käsin. Minulla ei siis ollut näköyhteyttä työmaalle, jolloin toimin ainoastaan Tahvon antamien käskyjen perustella, joita olimme etukäteen käyneet läpi. Datankeruuohjelmiston näytöltä on mahdollista seurata ajoneuvon liikettä karttapohjalta, mikäli näköyhteyttä työmaalle ei ole. Tällöin operaattori voi paremmin ennakoida tulevat käännökset ja mahdolliset pysähdykset, jotka edellyttävät operaattorilta toimia aineiston keruuseen liittyen. Kuljettajan ja operaattorin keskinäinen kommunikointi on kuitenkin tärkeintä, jotta operaattori pystyy hallitsemaan asianmukaisesti datan tallennukseen liittyvät toimenpiteet.

Toisinaan näkee mobiililaserskannausjärjestelmiä, joissa operaattori toimii esim. pakettiauton takaosassa tai auton takapenkillä, jolloin tilanne on vähän vastaava kuin meidän koulutustapauksessamme. Tämä kertoneekin, että mobiililaserskannauksessa kuljettajan rooli on erittäin merkittävä projektin onnistumisen ja aineiston tarkkuuden kannalta. Voisi helposti olla siinä käsityksessä, että eihän kuljettajan tarvitse kuin ajaa autoa, mutta tilanne on täysin toinen. Kuljettajan on osattava mittauksen kulkuun liittyvät toimintatavat, suunnitelmat ja ohjeistukset jopa paremmin kuin operaattorin, koska kyseessä on liikkuvasta ajoneuvosta tapahtuvaa kartoitusta. Operaattorin rooli on ennemminkin varmistaa, että järjestelmä toimii ja aineisto tallentuu asianmukaisesti.

Olimme molemmat positiivisesti yllättyneitä siitä, kuinka hyvin etäyhteydet toimivat koko koulutuksen ajan, vaikka linjoilla oli varmasti ruuhkaa, koska esim. monet oppilaitokset todennäköisesti pitivät etäopetustuntejaan saman aikaisesti. Minulla oli kotonani käytössä kiinteä 10/100 laajakaista ja Tahvolla 3G/4G yhteys.

Etäopetukset ovat nyt Tasamitan kanssa ohitse ja Tahvo on päässyt VMZ laitteistonsa kanssa työmaille oikeiden projektien pariin. Nyt voimme jatkossakin tarjota entistä paremmin ja varmemmin etätukea tai etäkoulutusta asiakkaillemme eri tilanteissa – yhteyksien toimiessa koulutus toimii. Jo ennestään olemme käyttäneet etäyhteyksiä ongelmatilanteissa ja päivityksissä, sillä etäyhteyden avulla on mahdollista ottaa yhteys kaikkiin RIEGLin valmistamiin skannereihin ja järjestelmiin. Nyt voimme tarvittaessa kouluttaa myös etänä.

Mukavaa kesää kaikille lukijoille ja etenkin mittauspuolelle työntäyteistä kesää.

Veli-Pekka Puheloinen

GIGO-periaate ja mallinnus

Vastaa

Koronaviruksen mielenkiintoisimpia aspekteja matemaattisesti tarkasteltuna ovat kiivaat keskustelut pandemian kulkua ennustavista malleista. Laaja yleisö on nyt oppinut, että mallit ovat yksinkertaistuksia ja niiden tarkkuus ja epävarmuus riippuvat muun muassa lähtötiedon laadusta, laskentatavoista sekä muista asetetuista reunaehdoista. Näin olemme saaneet tarkastella lukuisten epidemiologien ja tilastotieteilijoiden, ammattilaisten ja harrastelijoiden, tuotoksia, joiden lopputulos vaihtelee varsin suuresti. Osa mallintajista käyttää jopa taloustieteestä tuttuja mallinnustapoja. Koronaviruksen aiheuttaman Covid-19-tauti on kuitenkin monilta osiltaan vielä varsin tuntematon.

Näin mittaussektorilta tarkasteltuna erilaiset mallinnukset ovat osoittaneet hyvin toteen vanhan ”roskaa sisään-roskaa ulos” periaatteen, englanniksi ”garbage in, garbage out” (GIGO) tai ”rubbish in, rubbish out (RIRO). Suomessa käytetään myös tuttavallisemmin ilmaisua ”paskaa sisään, paskaa ulos”.

Itse tilastollinen analyysi tai matemaattinen algoritmi voi sinänsä olla ihan validi, mutta laskennan tuottama lopputulos heijastaa siis auttamatta myös lähtötiedon laatua. Tällä hetkellä näemme kaiken päälle lukuisia eri laskentamalleja, joten ilmankos ennustusten lopputulokset vaihtelevat huomattavasti. Jokainen voi käydä itse kokeilemassa New York Timesin sivuilla, miten lopputulokset muuttuvat parametrejä vaihtamalla. Tai vastaavasti tällä sveitsiläisvetoisella laskurilla on myös mielenkiintoista leikkiä.

Kaiken pandemiakurjuuden keskellä käytävä keskustelu on sinänsä varsin ilahduttavaa, sillä tämä on mittausmaailman arkea. Ehkäpä nyt jatkossa myyntineuvottelussa myös ostava osapuoli ymmärtää mittausaineistojen laadullisen eron? Jos mallinnuksen lähtöaineiston laatu ja tarkkuus on heikko, niin lopputuloksen epävarmuus kasvaa. Myös mallinnusohjelmalla sekä käytetyillä laskentaparametreilla on vaikutus lopputulokseen.

Jos kyseessä on kriittinen mittauskohde, niin lopulliset kustannukset voivat kasvaa huomattavasti vaikka tuotettu malli näyttäisi visuaalisesti kauniilta mutta tarkkuus on ala-arvoinen. Antaako huonosta aineistosta tehty geometrinen malli muuta lisäarvoa kuin jonkinlaisen visuaalisen elämyksen katsojalle? Jätämme tämän lukijan mietittäväksi.

Otetaanpa esimerkki tiemittauksen puolelta. Luimme kuviin Riegl VMX-1HA mobiilimittausaineistoamme päälle  Digiroadin tietokannasta haetun keskilinjatiedoston.

Teiden geometrisella keskilinjalla on horisontaalinen ja vertikaalinen komponentti (vaaka- ja pystygeometria). Kuten kuvista näkyy, pelkästään vaakatasossa mallinnettu keskilinja saattaa sahata mielenkiintoisin tavoin ja ongelmat ovat yleensä suurempia pystytason komponentissa, pystygeometriassa. Hankalimmat tiemittauskohteet ovat mäkisiä ja mutkaisia ja kaiken päälle tien vieressä kasvava metsä katkoo satelliittiyhteyksiä lisäten satelliitteihin pohjautuvan mittauksen epävarmuutta. Näissä olosuhteissa mittauksen on perustuttava kovatasoiseen INERTIA-tekniikkaan. Kuvan mallinnettu keskilinja (violetti murtoviiva) on peräisin Digiroadin tietokannasta.
Keskilinjan korkeuskomponentissa näkyy äkillinen usean metrin korkuinen hyppy. Ei tie oikeasti käyttäydy noin tai autoilijalle kävisi kehnosti. Kyseessä ei ole edes mittauksellisesti vaikea paikka, vaan ollaan keskellä suurta ja avointa pääväylää.

Tarkastelemissamme aineistoissa näkyy paljon sekä horisontaalista että vertikaalista soutamista ja huopaamista, mikä viittää mittauskalustojen (jos tämä keskilinjatieto on ajoneuvosta tuotettu) huonoon keskiakselin kalibrointiin (boresight calibration). Aineistoa tarkastellessa sekä Roll, Pitch ja Yaw -kulmissa on ongelmia, mutta nuo äkkinäiset muutokset kuvaavat joitain muita virhelähteitä. Surullisinta on, ettei käyttäjä ei voi edes hallita näitä ongelmia, jos mittauskaluston integrointi on tehty väärin tai käytetty prosessointiohjelma ei anna siihen toimivia työkaluja.

Tien keskilinjan toteuma on itse asiassa varsin haastava määrittää kuluneiden teiden kohdalla. Uudella tiellä keskilinja kulkee tien korkeimmalla kohdalla kaistojen asfalttisauman keskellä, mutta kulunut tie on tasaantunut myös tuon sauman kohdalla. Tien maalauksilla ei ole suoraa yhteyttä tien keskilinjan tai muuhunkaan geometriaan, sillä tyypillisesti maalauksien sijainti riippuu maalausauton kuljettajan ”silmästä”, ei hyvästä paikannuksesta. Tarkasta mobiililaserkeilausaineistosta geometrisen keskilinjan määrittäminen on kuitenkin mahdollista huomattavasti muita käytettävissä olevia menetelmiä tarkemmin massatuotantona.

Kuvassa vasemmalta oikealle kulkeva kummallinen korkeusgeometrian ”porras” sillan kohdalla. Korkeus hyppää alaspäin ennen alla kulkevaa risteävää tietä ja ja palautuu lähtötasolle taas sen jälkeen. Miksi?

Viime vuosina on keskitytty mallinnettujen aineistojen siirtämiseen uusille alustoille, mutta itse sisällön suhteen ei ole tehty merkittäviä parannuksia. Kaikki erilaisten tiemittausten kanssa työtä tekevät toimijat kärsivät kuitenkin aineistojen laadusta, epätarkkuudesta, joten eikö olisi vihdoinkin jo aika tehdä asialle jotain? Jos referenssiainesto olisi parempi, niin myös heikkolaatuisempien aineistojen tuottajien olisi helpompi sovittaa omat aineistonsa referenssin. Nyt paukkuvat esimerkiksi sijainnit ja tieosuuksien pituudet siihen malliin, että jokainen toimija joutuu kärsimään turhat  lisäkustannukset omassa selkänahassaan. Alkaen ihan väärään pituustietoon perustuvasta urakkatarjouksesta.

Pidemmän päälle esitämme myös sellaista ajatustapaa, että jokaisen uudelleenasfaltoinnin yhteydessä muotonsa menettänyttä vanhan tien keskilinjageometriaa ja kallistuksia voitaisiin parantaa. Itse työ tehtäisiin jyrsinnän yhteydessä, jolloin asfaltoinnin jälkeen tien geometriset ominaisuudet olisivat paremmat. Jossain vaiheessa tietkin ovat luonnollisesti elinkaarensa päässä, jolloin auttaa vain suurempi tierunkoon ulottuva korjaus.

Rautatiesektorilla toppakoneilla tehdään muuten tätä geometrian korjausta palauttaen kiskojen sijainnin taas lähemmäksi suunniteltua mallia, jolloin juna kulku raiteilla on matkustajille sekä turvallisempaa että miellyttävämpää. Tosin sielläkin on todettu, että toppakoneen laskema korjaus perustuu melko lyhyeen mittausalueeseen, joten tarkan INERTIA-GNSS tekniikan mobiililaserskannaus tuottaisi matkustajien kannalta mieluisamman lopputuloksen. Junien nopeuksien noustessa tarkka INERTIA-GNSS tekniikka tulee olemaan ainoa massamittaukseen perustuva toimiva ratkaisu myös rautateillä. Muun muassa Ranskan rautateillä on jo käytössä kaksi kappaletta RIEGLin uusinta rautateiden mobiililaserskanneria VMX-RAIL. Niillä tehdään Ranskan rautateiden virtuaalikaksonen, mutta oikein mitattuna aineistosta voi analysoida myös raidegeometriaa ja varmistaa sen pysyvän toleranssien sisällä.

Hyvän laserpistepilven tuottaminen

Vastaa

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.

Kuvassa näkyy valmiiksi laskettu ajorata (trajectory) valmiina laskettavaksi yhteen laserpisteiden kanssa.

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.

Laserpistepilvessä näkyy mittauksen aikana samanaikaisesti GNSS-havaintoja keräävä tukiasema.

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.

Tällä hetkellä edistyksellisintä mobiililasermittaustekniikkaa edustava Riegl VMX-2HA -mittausjärjestelmä.

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

10 vuotta Rieglin mobiiliskannereita Suomessa

Vastaa

Koronaviruksen varjossa vietämme nyt maaliskuussa 10-vuotisjuhlia. Tasan 10 vuotta sitten RIEGL toi näet pyynnöstämme Suomeen esittelyyn ensimmäisen oman mobiililaserskannausjärjestelmänsä – tuotenimeltään VMX-250. Vierailun pääkohteena olivat Maanmittauspäivät Rovaniemellä 25.-26.3.2010, mutta sitä ennen tuotimme aineistoja Senaatintorilta ja Etelärannasta, Espoosta ja muutamasta muusta kohteesta Etelä-Suomessa.

Rieglin mittausauto vuonna 2010 Espoossa ja heti sen perässä Geodeettisen laitoksen (nyk. Maanmittauslaitoksen Paikkatietokeskus) mittausauto. Espoossa mittaamaamme aineistoa hyödynnettiin väitöskirjatutkimuksessa.

Riegl Laser Measurements Systems on alunperin lasermittauskomponettien valmistaja, joka toimittaa edelleenkin komponentteja muille valmistajille. Ensin se teki oman ilmalaserkeilausjärjestelmänsä, sitten maalaserkeilaimen, mobiilikeilaimen ja lopulta oman dronelasermittausjärjestelmänsä. Maailmalla esiintyi ilmeisesti niin huonoja laiteintegrointeja, että saadakseen laseriensa parhaat ominaisuudet esiin, päätettiin rakentaa laitteistoja ohjelmistoja myöten. Monilla asiakkailla ei myöskään ole tietotaitoa laitteistojen rakentamiseen, joten käyttövalmis ratkaisu on useimmille se oikea valinta.

Vierailuviikon ohjelma oli tiivis ja joka päivä mittauksia tehtiin eri kohteissa. Ensimmäisenä kohteena mittasimme Senaatintorin, Kauppatorin ja Pohjoisrannan. Senaatintori näkyy kuvassa hieman keskikohdan vasemmalla puolella ja Mantakin tuli skannattua.

Varhain aamulla torilla oli rauhallista ja muita ajoneuvoja oli vähän. Tuona maaliskuuna lunta oli vielä maassa suhteellisen paljon ja penkat olivat korkeat, mutta päivisin lumi oli märkää ja Senaatintorilla oli jo vesilätäköitä. Lätäköt näkyvät aineistoissa mustina läiskinä, sillä silmaturvallinen skanneri ei mittaa veteen. Rieglin kalibroitu reflektanssiväritys näyttää selvästi hyvin heijastavat talojen seinäpinnat, huonosti heijastavan lumen ja märän maan.

Espoossa ajoimme ison korttelialueen ympäri, koska siellä sijaitsi Geodeettisen laitoksen kalibrointikenttä. Tutkijat saivat näin vertailuaineistoa käyttöönsä.

Espoon katunäkymässä erottuvat myös hyvin heijastavat rakennukset ja huonommin heijastuva tumma ja märkä kadun pinta. Kadun reunoilla korkeat lumipenkat estivät näkyvyyttä jalkakäytäville. Suojatien vaaleat raidat muodostavat puolestaan näkyvän poikkeuksen maassa. Liikennemerkit näkyvät punaisina mikä kertoo hyvin korkeasta heijastavuudesta. Liikennemerkit ja katumaalaukset ovatkin helposti haettavissa aineistosta automaattisin algoritmein. Heijastavuudesta voidaan myös analysoida, ovatko liikennemerkit ja maalit säädösten mukaisia.

Tuon reissun viimeinen mittauskohde olikin sitten Rovaniemellä. Katua ajettiin pitkät pätkät, mutta kohteista Jätkänkynttilänsilta jäi parhaiten mieleen.

Lopuksi vielä yksityiskohta komeasta jätkänkynttilästä.

Rieglin esittely oli meille tärkeä virstanpylväs. Kun tekniikkaan pääsi tutustumaan käytännössä, niin halusimme ehdottomasti tällaisen laitteiston myös Suomeen. Se onnistuikin muutamaa vuotta myöhemmin, kun saimme käsiimme uuden VMX-450 -järjestelmän. Sen avulla koulutimme lähes vuoden kestäneessä koulutuksessa mobiililasermittauksen uusia käytännön osaajia.

Muutaman vuoden kuluttua Riegl esitteli VMX-1HA -mobiililasermittausjärjestelmän, jonka merkittävin ero vanhoihin VMX:iin ovat itse skannerit. Niiden koko pienentyi merkittävästi tehokkuuden kasvaessa. Kerta kerralta myös järjestelmän inertianavigointiyksikkö parani laadullisesti, sillä laserin tarkkuus tulee esille vain hyvän IMUn avulla.

Viime vuonna saimme sitten mahdollisuuden hankkia VMX-2HA -laitteiston, jonka merkittävin ero edeltäjäänsä on uusi kamerajärjestelmä. Laitteiston saa toki myös ilman kameroita, Ladybug-kameralla tai muilla omavalintaisilla ratkaisuilla.

Näiden tehokkaiden VMX-järjestelmien lisäksi olemme vuosien mittaan myyneet Suomeen myös useita yhden skannerin VMQ- ja VMZ-järjestelmiä. Rieglin ohjelmistoratkaisut ilma- ja mobiililaserskannaukseen ovat samat, joten meidän on helppo tukea asiakkaitamme eri laitteistojen käytössä.

Tarkkuusluokaltaan vaativat tiemittaukset ovat harvojen herkkua Suomessa. Uudet kalustot täytyy testata, jotta voidaan todeta mittaavatko ne käytännössä saman tuloksen kuin paperilla. Nykymaailmassa tilanne ei usein ole näin. Erityisesti kun siirrymme pois avoimilta alueilta puuston tai rakennusten vieressä kulkeville tieosuuksille.

Myös mittaushenkilökunnan ja aineistojen käsittelijöiden osaamisella ja tietotaidolla on merkitystä aineiston laadussa. Ajattelumaailmamme on siis jyrkästi vastarinnassa siihen näkemykseen, jonka mukaan mittausauto voi olla millainen tahansa ja sen kuski voidaan palkata kello neljän ruuhkasta. Que vadis, agrimensura?

Video aineistojen yhdistämisestä

Vastaa

Viime vuoden Intergeossa laserskannerivalmistaja Riegl esitteli kehittämäänsä eri laitteistojen tuottamien geospatiaalisten aineistojen yhdistämistä. Aineistot voivat olla laserskannattuja tai pistepilvi voi olla myös tuotettu muilla keinoin.

Nyt Riegl on julkaissut videon datafuusiosta kohteena vanha linna. Se on mitattu maasta VZ-400i -maalaserkeilaimella ja ilmasta Riegl RiCopterin kantamalla VUX-1UAV -skannerilla. Videossa esitellään molempien laitteistojen käyttö.

Kun tiedonkeruu on valmis, niin aineistot ovat samassa koordinaatistossa. Tämän jälkeen täytyy analysoida, kumpi aineisto on tarkemmin halutussa koordinaatistosta, sillä yhdistämisen aikana se valitaan referenssiaineistoksi.

Varsinainen yhdistäminen voidaan tehdä joko maalaserkeilainten RiScan Pro -ohjelmistossa tai mobiilikeilainten RiProcess-prosessointiohjelmassa. Videossa VZ-400i:n tuottama pistepilvi tuodaan RiProcessiin. Tämän jälkeen toinen aineisto lasketaan kiinni referenssiin ja jos aineistot ovat sisäisesti kunnossa, niin sijaintikalibroinnin jälkeen ne istuvat hyvin yhteen kuin Strömsössä. Huonon aineiston sisäisiä vaihteluita tai ongelma ei aineistojen yhdistämisella siis korjata.

Videossa prosessi jatkuu vielä värjäämällä aineistot kameran kuvilla ja sen jälkeen aineisto viedään RiPano-ohjelmaan leikkauskuvien tuottamiseksi. Käyttäjä voi siirtyä muihin käyttämiinsä ohjelmistoihin ja jatkaa työskentelyä omien prosessiensa vaatimalla tavalla.

Esittelemme aineistojen yhdistämistä mielellään lisää, joten ole yhteyksissä!

Helmikuun mietteitä mobiililaserskannauksesta

Vastaa

Vuosi on vaihtunut kiireisissä tunnelmissa. Lumen puuttuessa kiinnostuneita asiakkaita on vyörynyt sisään ovista ja ikkunoista rakentamisen jatkuessa kiivaasti. Mobiililaserskannerin hankinnasta kiinnostuneita asiakkaita meille on alkanut nyt tulla myös ulkomailta, ja samalla oma myyntialueemme on nyt laajentunut kattamaan Ruotsin. Tiemittausasiakkaita ottaa nyt meihin yhteyttä laajemmaltakin niin Euroopasta kuin myös USA:sta.

Pohjoisessa on tänä vuonna lunta ennätysmäärin ja siellä teitä ei nyt kannata mitata.

Hollannista skanneriin tutustumaan saapuneet asiakkaat kertoivat pitkän esittelypäivän lopuksi hämmästyttävän yksityiskohdan – kahdessa aikaisemmassa esittelyssä Hollannissa myyjät eivät saaneet aikaan edes aineistoa saatikka että olisivat osanneet esitellä työprosessia käytetyissä ohjelmistoissa. Mieltä lämmittävästi saimme heiltä täyden kympin osaamisesta.

Tämä vanha ongelma – osaako myyjä käyttää myymäänsä laitteistoa vai ei, on jakanut mielipiteitä jo pitkään. A. Ilmonen Oy:n toimitusjohtaja Arne Ilmonen palasi kerran matkaltaan Wildin (nyk. Leica) tehtaalta Sveitsissä ja kertoi muiden paikalla olijoiden hämmästelleen, kuinka Suomessa laitteiden myyjät olivat koulutettuja maanmittauksessa eli osasivat peräti käyttää myymiään laitteita. Arne oli puolestaan tuohtunut siitä ajatuksesta, että myyjät olisivat tietotaidottomia. Nykyään myynti on meilläkin osin muuttunut ns. tekniseksi kaupaksi eli kaikki myyjät eivät suinkaan osaa käyttää laitteitaan tai keskustella mittaamisen yksityiskohdista. Silloin sopii toivoa, että tukiorganisaatio toimii sitäkin paremmin. Tällainen kauppatyyli sopii sinänsä suurkauppaan, jossa ostajatahon ostopuolen edustaja sopii myyjätahon kanssa kaupoista ilman että loppukäyttäjiä kuunnellaan asiassa. Tällöin myynnissä ovat etusijalla mielikuvat, hinta, brändi yms. ilman että varsinaista toimivuutta testataan mitenkään. Se on sitten loppukäyttäjien ongelma vastaavatko mielikuvat miten todellisuutta.

Hollannin skannereita katsastanut parivaljakko edusti käytännön työn koulimia ja kasvattamia mittaajia organisaatiossa, jossa työskentelee lähes 200 maanmittaria. Heitä kiinnosti ainoastaan työn tehokkuus ja toimivuus heidän omissa mittauskohteissaan eli kaiken on sujuttava käytännössä. Hollantilaiset ovat näet varsin suoraviivaista kansaa. Tällaisille asiakkaille emme myy ainoastaan laitteita, vaan myös osaamistamme sekä käytön koulutuksessa että työn tukena. Tyypillisessä hankinnassa asiakas tarvitsee alussa tukea enemmän ja käyttökokemuksen myötä laitteiden ja softien käyttötaidot ylittävät sitten meidän omat taitomme. Näinhän se pitää ollakin, sillä jatkuva käytännön tekeminen opettaa.

Sinänsä tekemisen taso Suomessa huolettaa meitä edelleenkin, kun kuulemme eri puolilta kertomuksia mobiililasermittausten tuloksista. Pieleen menneet projektit, oli ne tehty omilla tai kilpailijoiden laitteilla, eivät kohota meidän myyntiämme, joka näiden laitteiden suhteen alkoi muutenkin nollatason alapuolelta 2010-luvun alkupuolella. Niin huonoa jälkeä oli jo saatu aikaan. Edelleenkään ajoja ei saada yhteen trajektorilaskennalla vaan huonojakin aineistoja yritetään pakottaa yhteen mätsäämällä, sisäiset virheet ovat suuria, mitattuja kontrollipisteitä tarvitaan sadoittain, aineistot kuristetaan kasaan kontrollipisteillä ”makkaran” muotoisiksi, yms. Meillä on tavattoman rikas yhteiskunta kun tällaisiin projekteihin on varaa.

Maanmittauksen maailmassa ei ehdi olla kauan itsetyytyväinen, sillä huonoista mittaustuloksista jää väistämättä kiinni jossain vaiheessa.

Mittaussektorilla olisi nyt peiliin katsomisen ja koulutuksen aika. Koulutus on kallista, joten kaikkia ei kannata eikä tarvitse kouluttaa näihin tehtäviin, mutta kriittinen massa eri alojen erikoisosaajia tarvitaan aina.

Alkuvuoden tapahtumien jälkeen meillä on taas aika keskittyä omien asiakkaidemme koulutukseen – askel askeleelta vaikeampiin projekteihin. Keväällä on luvassa muun muassa uusien skannauslaitteiden käyttöönottoa, runkomittausta tunneleissa ja rakenteiden monitorointia. Monet pitävät Väyläviraston ohjeistusta liian tiukkana ja hankalana saavuttaa, mutta kas kummaa kun edeltävät sukupolvet ovat niihin päässeet oman aikakautensa mittauslaitteilla ja suoraan sanottuna usein vankemmalla tietotaidolla. Toleranssien suhteen ohjeistus ei ole liian tiukka, koska se vaikuttaa suoraan suunnittelun ja rakentamisen kustannuksiin sekä rakenteiden kestävyyteen. Eikä suomalainen ohjeistus ole yhtään sen tiukempi kuin muissakaan kehittyneissä mittausmaissa.

Lapin mittauspäivillä

Vastaa

Huomenna Lapin AMK:n maanmittausalan opiskelijat järjestävät taas vuosittaiset mittauspäivät. Tapahtumassa on muutamassa vuodessa kehittynyt mukava maanmittausalan tapahtuma, jossa kohtaavat niin opiskelijat kuin alan yrityksetkin. Myös Etelä-Suomen toimijat ovat hiljalleen havahtuneet siihen todellisuuteen, että Lapissa on nykyään alan suurin koulutuskeskittymä.

Olemme oleet mukana tapahtumassa alusta alkaen ja niinpä myös nyt kohteena on Rovaniemi. Tapahtumassa meiltä on paikalla Heiskan Nina, joka kertoo esityksessään mobiililaserskannauksesta otsikolla ” Mobiililaserskannaus tie- ja infrarakentamisen mittauksissa”. Esityksessä käydään läpi tuoreimpia projektejamme unohtamatta tietenkään Lapin mittausmatkoja.

Tervetuloa kuuntelemaan esitystä ja juttelemaan osastollemme päivän aikana!

fznor_vivid

Siltoja ja tunneleita

Vastaa

Mobiilimittauksia tehdään kaikenlaisissa ympäristössä ja esittelemme tässä yhden viimevuotisen projektin isoja rakenteita muutamalla kuvakaappauksella. Tässä projektissa ajettiin monimutkaisessa kaupunkiympäristössä leveitä kuusikaistaisia kehäteitä, isoja siltoja ja ramppeja sekä useita tunneleita. Pisin tunneli oli pituudeltaan 2 km.

Kahden päivän aikana skannasimme noin 280 km ja kuten aina, ajosuunnitelma oli tehtävä huolellisesti. Projektialueen isoin päätie ruuhkautuu päivän kuluessa niin, että liikenne seisoo siellä päivittäin. Niinpä ajoimme kyseisen ison risteysalueen jo ennen aamuruuhkan alkamista.

Kuvissa jokainen ajolinja on värjätty omalla värillään, joten mahdolliset mätsäysvirheet näkyvät helposti. Ja ei, mätsäyksessä ei käytetä signaalipisteitä vaan aineistot viedään koordinaatistoon staattisin GNSS-mittauksin. Hyvin integroidulla ja oikein käytetyllä mittauskalustolla tarvittavien tukimittausten määrä voidaan minimoida.

Kalustollamme on mahdollista mitata teiden pitkittäis- ja poikittaiskallistukset tarkkaan – aineisto on siis hyvin vaaterissa. Näin siltojen ja ajokaistojen kallistukset näkyvät myös hyvin.

Kaikki kaistat ja rampit on mitattava, joten kokonaisuus on varsin kerroksellinen.

Kaikki mitatut tunnelit olivat kaksoistunneleita.