on perinteikäs itävaltalainen laserskannerien valmistaja, joka täytti 40 vuotta vuonna 2018. Valikoimassa on yli 30 skanneria ja skannausjärjestelmää staattiseen ja mobiiliin käyttöön aluistoina auto, juna, helikopteri, lennokki ja lentokone. Aikajanalla mainittu osa menneistä ja nykyisistä tuotteista:

1971 Johannes Riegl saa ensimmäiset patenttinsa

1978 Wienin teknisen yliopiston professorina toiminut Johannes Riegl perustaa yrityksen

1992 Autojen mopeusvalvontaan tarkoittu etäisyysmittari julkaistaan

1996 Ilmalaserkeilain LMS-Q140 julkaistaan

1998 Maalaserkeilain LMS-Z210 julkaistaan

2008 2. sukupolven maa- & hybridilaserkeilain VZ-400 & VZ-tuosarja julkaistaan

2009 Liikkuva kartoitusjärjestemä VMX-250 julkaistaan

2010 Maa- & hybridilaserkeilain VZ-1000 julkaistaan

2012 Pitkän matkan keilaimet VZ-4000 ja VZ-6000 julkaistaan

2013 Kahden ristikkäisen laserin ilmalaserkeilain LMS-Q1560 julkaistaan

2014 UAV-järjestelmä Riegl RiCopter ja maa- & hybridilaserskanneri VZ-2000 julkaistaan – se on tuplasti nopeampi kuin edeltäjänsä.

2022 Skannerit päivitetään TM22-versioiksi

Mitä mobiililaserskannaus on?

Kyseessä on maassa liikkuvalta alustalta kuten autosta tai junasta liikkuvasti tehtävä kartoitus.

Kuten ilmasta tehtävä laserskannaus itse asiassa yhdistää kolmea eri tekniikkaa – GPS-paikannusta, inertiapaikannusta ja laseretäisyysmittausta – ja varsinainen mittaustulos saadaan vasta yhdistämällä nämä kolme aikaleimoin varustettua komponenttia toisiinsa. Etäisyysmittauksen tuloksena saadaan jokaisesta lähetetystä laserpulssista takaisinheijastunut signaali. Tavanomaiset keilaimet (discrete echo scanner) antavat tuosta signaalista käyttäjälle rajoitetusti tietoa, esimerkiksi ns. ensimmäisen ja viimeisen kaiun.

Maasta tehtävän mittauksen ero ylhäältä eli ilmasta tehtävään mittaukseen näkyy mittaustuloksessa ja tekniikka kannattaa valita tarpeiden mukaan tai yhdistää keskenään. Tiepintojen osalta mittaustulos on tarkempi johtuen muun muassa lyhyemmästä mittausetäisyydestä kohteeseen. Talojen julkisivujen kohdalla saadaan samalla kertaa mitattua kaikki julkisivun yksityiskohdat määrittäen samalla suunnittelussa tärkeän sokkelikorkeuden. Myös osa katoista saadaan tyypillisesti mitattu. Jos kattoja ei mitata erikseen, ne saadaan vanhojen rakennusten kohdalta määriteltyä myös Maanmittauslaitoksen aineistosta.

Täyden aaltomuodon skannerilla (full waveform scanner) saadaan rajoittamaton määrä tietoa paluusignaalin luoteesta ja mahdollisten kaikujen määrästä digitoimalla koko signaali (kts. monikaikumittaus). Varsinainen mitta-aineiston käsittely tapahtuu tyypillisesti jälkiprosessointina haluttaessa tarkkoja tuloksia, mutta toisaalta aineistosta on mahdollista saada paljon hienovaraisempia maastonpiirteitä. Varsinkin rinnealueilla etu lopputuloksen laadussa voi olla huomattava. Ilmalaserkeilauksen yhtenä peruslopputuotteena voidaan pitää yksityiskohtaista maastomallia, mutta myös koko pistepilviaineistolla on arvoa. Pistepilvi soveltuu pohja-aineistoksi lukuisilla eri sovellusaloilla kuten infrasuunnitteluun, tulvamallinnukseen, ympäristötutkimukseen, maisemantutkimukseen, metsäntutkimukseen ja kulttuuriperinnön hoitoon ja tutkimukseen.

Tilaajan kannattaa huomioida, ettei kaikkia mobiililaserskannausjärjestelmiä ole luotu yhdenvertaisiksi. Tarkimmillaan laitteistoilla saavutetaan tarkkuudeltaan takymetrimittauksiin vertautuva mittausaineisto kuten esimerkiksi teimme Tampereella, jossa raitiotielinjan suunnitteluun vaadittava tasotarkkuus XY = 20 mm ja korkeustarkkuus Z = 20 mm. Tienpintojen mittauksissa voimme saavuttaa laitteistollamme alle 10 mm korkeustarkuuden. Valtaosa markkinoilla olevista mobiililaserskannausjärjestelmistä on suunniteltu ns. omaisuuden inventointiiin eli niillä voidaan esimerkiksi kartoittaa kaikki alueen liikennemerkit muutaman 10 sentin sijaintitarkkuudella. Tilaajan on siis tiedostettava mikä on aineiston käyttötarkoitus työtä tilattaessa ja ymmärrettävä, että valmistajat ilmoittavat saavutettavan tarkkuuden ainostaan avoimille, hyvän GNSS-kattavuuden omaaville paikoille. Lopullinen tarkkuus syntyy mm. kalibroinnista ja tekijöiden ammattitaidosta.

Mitä lennokkilaserskannaus on?

Kyseessä on pohjimmiltaan ilmalaserskannauksesta, mutta mittausalustana käytetään miehitetyn ilma-alustan sijaan miehittämätöntä lennokkia. Lennokkityyppi voi olla kiinteäsiipinen tai multiroottori.

Ilmasta mitattaessa laserkeilain sijoitetaan useimmiten lentokoneeseen tai helikopteriin ja lentojen korkeudet vaihtelevat muutamasta sadasta metristä useaan kilometriin käytetyn laitteiston ja mittauksen tarpeen mukaan. Ilmalaserkeilaus itse asiassa yhdistää kolmea eri tekniikkaa – GPS-paikannusta, inertiapaikannusta ja laseretäisyysmittausta – ja varsinainen mittaustulos saadaan vasta yhdistämällä nämä kolme aikaleimoin varustettua komponenttia toisiinsa. Etäisyysmittauksen tuloksena saadaan jokaisesta lähetetystä laserpulssista takaisinheijastunut signaali. Tavanomaiset keilaimet (discrete echo scanner) antavat tuosta signaalista käyttäjälle rajoitetusti tietoa, esimerkiksi ns. ensimmäisen ja viimeisen kaiun. Metsäisellä alueella ensimmäinen kaiku tulkitaan puuston latvukseksi ja viimeinen kaiku maan pinnaksi. Näin maan pinnan muoto on mahdollista mitata myös kasvuston peittämällä alueella.

Täyden aaltomuodon skannerilla (full waveform scanner) saadaan rajoittamaton määrä tietoa paluusignaalin luoteesta ja mahdollisten kaikujen määrästä digitoimalla koko signaali (kts. monikaikumittaus). Varsinainen mitta-aineiston käsittely tapahtuu tyypillisesti jälkiprosessointina haluttaessa tarkkoja tuloksia, mutta toisaalta aineistosta on mahdollista saada paljon hienovaraisempia maastonpiirteitä. Varsinkin rinnealueilla etu lopputuloksen laadussa voi olla huomattava. Ilmalaserkeilauksen yhtenä peruslopputuotteena voidaan pitää yksityiskohtaista maastomallia, mutta myös koko pistepilviaineistolla on arvoa. Pistepilvi soveltuu pohja-aineistoksi lukuisilla eri sovellusaloilla kuten infrasuunnitteluun, tulvamallinnukseen, ympäristötutkimukseen, maisemantutkimukseen, metsäntutkimukseen ja kulttuuriperinnön hoitoon ja tutkimukseen.

Miehittämättömästä ilma-aluksesta tehtävä ilmalaserkeilaus eli skannaus on lähtenyt viime vuosina nousuun lennokkien ja drone-koptereiden lisääntyessä. Ilmasta tehty kuvaus on kartoitukseen se edullisempi vaihtoehto, mutta nopeasti päädytään samoihin ongelmiin kuin perinteisen ilmakuvauksen puolella: peitteisiä alueita ei voida kameratekniikalla kartoittaa, koska ei päästä tunkeutumaan kasvillisuuden alle maanpintaan. Laserkeilaustekniikan etu on myös kyky mitata huonossa tai epätasaisessa valaistuksessa jopa pilkkopimeässä. Nämä ovat kameratekniikan rajoituksia.

Mitä ilmalaserskannaus on?

Ilmasta mitattaessa laserkeilain sijoitetaan useimmiten lentokoneeseen tai helikopteriin ja lentojen korkeudet vaihtelevat muutamasta sadasta metristä useaan kilometriin käytetyn laitteiston ja mittauksen tarpeen mukaan. Ilmalaserkeilaus itse asiassa yhdistää kolmea eri tekniikkaa – GPS-paikannusta, inertiapaikannusta ja laseretäisyysmittausta – ja varsinainen mittaustulos saadaan vasta yhdistämällä nämä kolme aikaleimoin varustettua komponenttia toisiinsa.

Etäisyysmittauksen tuloksena saadaan jokaisesta lähetetystä laserpulssista takaisinheijastunut signaali. Tavanomaiset keilaimet (discrete echo scanner) antavat tuosta signaalista käyttäjälle rajoitetusti tietoa, esimerkiksi ns. ensimmäisen ja viimeisen kaiun. Metsäisellä alueella ensimmäinen kaiku tulkitaan puuston latvukseksi ja viimeinen kaiku maan pinnaksi. Näin maan pinnan muoto on mahdollista mitata myös kasvuston peittämällä alueella. Täyden aaltomuodon skannerilla (full waveform scanner) saadaan rajoittamaton määrä tietoa paluusignaalin luoteesta ja mahdollisten kaikujen määrästä digitoimalla koko signaali. Varsinainen mitta-aineiston käsittely tapahtuu aina jälkiprosessointina, mutta toisaalta aineistosta on mahdollista saada paljon hienovaraisempia maastonpiirteitä. Varsinkin rinnealueilla etu lopputuloksen laadussa voi olla huomattava.

Ilmalaserkeilauksen yhtenä peruslopputuotteena voidaan pitää yksityiskohtaista maastomallia, mutta myös koko pistepilviaineistolla on arvoa. Pistepilvi soveltuu pohja-aineistoksi lukuisilla eri sovellusaloilla kuten infrasuunnitteluun, tulvamallinnukseen, ympäristötutkimukseen, maisemantutkimukseen, metsäntutkimukseen ja kulttuuriperinnön hoitoon ja tutkimukseen.

UUTTA TEKNIIKKAA

RIEGLin V-sarjan laitteissa digitaalinen palautussignaalin käsittely mahdollistaa jopa 36 mittauspisteen reaaliaikaisen erottelun yhdestä mittauspulssista aikaisemman yhden pisteen asemasta.

RIEGLin Q -sarjan ilmalaserkeilaimissa digitoitu pulssi tallennetaan kokonaisuudessaan, jolloin jälkilaskennassa saadaan erotelluksi rajoittamaton määrä mittauspisteitä yhdestä pulssista.

MIKÄ ON MONIKAIKULASER?

Monipistelaser perustuu pulssilaseriin (Time of Flight) eli pulssin edestakaisen kulkuajan mittaukseen. Monikaikutekniikassa (Online Waveform Analysis) palautunut signaali digitoidaan, jolloin siitä pystytään erottamaan useita kaikuja. Jos mittauspulssi osuu vähintään koko säteen poikkipinnan kokoiseen tasomaiseen pintaan, pinnasta saadaan yksi kaiku. Kaiun muoto riippuu pinnan materiaalista, väristä ja pehmeydestä. Kun mittauspulssi osuu osittain eri pintoihin, palautuva kaiku on muodoltaan epämääräinen tai muodostuu useammasta toisistaan eroteltavista, eri muotoisista kaiuista.

MITTAUSPULSSIN REAALIAIKAINEN TULKINTA

Digitoimalla koko palautuva signaali, saadaan kaiut erotelluksi toisistaan. Jokaista osakaikua verrataan kaikukirjastoon, jolloin erimuotoiset kaiut saadaan tulkituksi matemaattisesti eri kaavoilla laskettuna. Samalla lasketut pisteet saadaan luokitelluiksi sekä mittausjärjestyksensä että laatunsa perusteella.

MITÄ HYÖTYÄ ON MONIPISTELASERISTA?

Kun verrataan monipistelasertekniikkaa normaaliin pulssilaseriin suurimmiksi eduiksi muodostuvat: mittaustarkkuus, peitteisen alueen mittausmahdollisuus ja pisteiden luokittelu jatkokäsittelyn pisteaineiston siivouksen (editoinnin) nopeuttamiseksi.

Mittaustarkkuus paranee koska nyt voidaan eri materiaaleista mitatut mittauspisteet laskea kullekin materiaalille ominaista palautuvan pulssin muotoa käyttäen.

Tavallaan peitteisiä alueita on myöskin sisätiloja ja putkistoja mitattaessa. Osa mittauspulssista osuu pilarin tai putken reunaan, osa jatkaa seuraavaan pintaan. Sama mittauspulssi voi ”hipaista” monta pintaa kunnes se on kokonaan heijastunut takaisin. Pistepilvissä näkyy aineiston käsittelyä vaikeuttavia ”ilmapisteitä” ja pistesuihkuja pylväiden ja putkien reunoissa. Monipistetekniikassa edellä mainittuja pisteitä ei juurikaan esiinny vaan muodostuu erillisiä pisteitä jokaiseen ”hipaistuun” pintaan. Lisäksi luokittelu mahdollistaa automaattisen editoinnin.

Ulkona mitattaessa, heinät, pensaat, puunoksat jne estävät kokonaisen säteen tunkeutumisen varsinaiseen haluttuun mittauspintaan jolloin laskettu mittauspiste ei ole halutulla pinnalla vaan jossain ensimmäisen ja viimeisen kosketuspinnan välissä. Monipistetekniikassa peitteisessä pinnassa tulostuu eri kosketuspinnoista omat luokitellut pisteensä, jolloin myös halutulle oikealle pinnalle tulostuu luokiteltu piste.