Mätning av bergsyta med totalstation, terrester laserskanning och UAS-baserade system : en jämförelse av volymberäkningsresultat, tidsåtgång och kostnader

Abstract

Detta examensarbete undersökte skillnader i beräknad volym, tidsåtgång och kostnader mellan konventionell mätning med totalstation, terrester laserskanning, flygburen laserskanning samt flygburen fotogrammetri. Analysen gjordes som en volymberäkning för ett bergsområde.

Analysen utfördes på ett område vid Stormossen som tidigare använts som grustag. På området byggdes fixpunkter som användes för inmätning av stödpunkter för den terrestra laserskanningen och markstödpunkter för drönarflygningarna. För projektet användes två olika drönare. Från de fotogrammetriska mätningarna skapades två olika punktmoln från vardera drönaren. Totalt användes sju olika modeller i jämförelsen.

Resultatet presenterar skillnader i volym, tidsåtgång och kostnad för samtliga metoder. Den terrestra laserskanningen användes som referens i denna undersökning. De flygburna metoderna har förhållandevis lika volym jämfört med den terrestra laserskanningen. Den konventionella mätningen med totalstation har den största skillnaden i volym jämfört med de övriga metoderna. Skillnader i tidsåtgång beror på mängden inmätta punkter vilket syns tydligt i de större molnen. Terrester laserskanning är den klart dyraste metoden medan övriga metoder är förhållandevis jämna i pris.

Tämä opinnäytetyö tutki eroja tilavuudessa, ajankäytössä ja kustannuksissa takymetrillä tehtävän perinteisen menetelmän, maalaserkeilauksen, ilmasta tehtävän laserkeilauksen sekä ilmasta tehtävän fotogrammetrian välillä. Analyysi tehtiin tilavuuslaskelmana kallioalueelle.

Analyysi suoritettiin Stormossenin alueella, jota oli aiemmin käytetty soranottoalueena. Alueelle rakennettiin kiintopisteitä, joita käytettiin maalaserkeilauksen tukipisteiden ja drone-lennätysten tukipisteiden mittaamiseen. Projektissa käytettiin kahta eri dronea. Molempien lennokkien kuvista luotiin kaksi eri pistepilveä eri prosessointiparametreillä. Tutkimuksessa käytettiin yhteensä seitsemää eri maastomallia kalliopinnasta.

Tulokset esittävät erot tilavuudessa, ajankäytössä ja kustannuksissa kaikille menetelmille. Maalaserkeilausta käytettiin tutkimuksessa vertailukohtana. Ilmasta tehtävillä menetelmillä saadaan lähes samanlainen tilavuus kuin maanlaserkeilauksella. Takymetrimittauksella saatiin suurin tilavuusero, verrattaessa muihin menetelmiin. Ero ajankäytössä riippuu mitattujen pisteiden määrästä, mikä näkyy selvästi suuremmissa pistepilvissä. Maalaserkeilaus on selvästi kallein menetelmä, muiden menetelmien ollessa hinnaltaan lähes samalla tasolla.

This thesis investigated the differences in volumes, time consumption, and costs between a conventional measurement with a total station, terrestrial laser scanning, airborne laser scanning, and airborne photogrammetry. The analysis was conducted as a volume calculation for a bedrock area.

The analysis was performed in an area at Stormossen, which had previously been used as a gravel pit. Control points were built in the area and used for surveying support points for the terrestrial laser scanning and ground control points for the drones. Two different drones were used for the project. From the photogrammetric measurements, two different point clouds with different parameters were created from each drone. A total of seven different models were used in the comparison.

The results present differences in volume, time consumption, and cost for all methods. Terrestrial laser scanning was used as a reference. The airborne methods have very similar volume compared to terrestrial laser scanning. The conventional measurement with the total station has the largest volume difference compared to the other methods. Differences in time consumption depend on the number of measured points, which is clearly visible in the larger point clouds. Terrestrial laser scanning is the most expensive method, while the other methods are relatively similar in price.