Rakennuksen vesikaton mittaus multikopterikuvausta käyttäen

Abstract

Tämän insinöörityön tarkoituksena oli tutkia multikopterikuvauksella rakennuksen vesikatosta tuotetun pistepilven soveltuvuutta inventointimallin mittausaineistoksi sekä selostaa multikopterikuvauksen työprosessi alkuvalmisteluista aina kolmiulotteisen mallin luomiseen asti. Insinöörityö on tehty yhteistyönä Helsingin kaupungin rakennusviraston Arkkitehtuuriosaston kanssa.

Mittauskohteena toimi Puotinharjussa sijaitseva Helsingin kielilukio. Kuvauksessa käytettiin Helsingin rakennusviraston DJI S800 EVO -multikopteria ja siihen kiinnitettyä SONY NEX7 -minijärjestelmäkameraa. Kuvien prosessointi pistepilveksi tehtiin Autodesk ReCap 360 -ohjelmistolla. Vertailun luomiseksi rakennus mitattiin myös Leican P20 ja HDS6000 -laserkeilaimilla. Vertailupohjaa haettiin myös kuvaamalla kohde DJI Phantom -multikopterilla ja siihen kiinnitetyllä GoPro Hero4 Black -kameralla.

Valokuvista prosessoitujen pistepilvien soveltuvuutta inventointimallin mittausaineistoksi tutkittiin tulkitsemalla pistepilvistä rakennuksen nurkkapisteitä ja eri kohteita katolta. Mittauksia verrattiin laserkeilaimilla mitattuun pistepilveen erojen löytämiseksi. Lopuksi verrattiin saatuja tuloksia kansallisen Yleiset tietomallivaatimukset YTV 2012 -ohjeistuksen tarkkuusvaatimuksiin.

Multikopterikuvauksella tuotetun pistepilven tarkkuuteen vaikuttavat paljon kameran laatu ja tarpeeksi kattava kuvapeitto. Mallinnusvaiheessa mahdollisimman hyvään tarkkuuteen päästään tarkastelemalla yksittäisten pisteiden sijaan laajempia useiden pisteiden muodostamia kokonaisuuksia. Työssä päästiin lähes kaikilta osin YTV 2012 -ohjeistuksen määrittelemiin tarkkuuksiin.

The purpose of this Bachelor’s thesis was to find out how multicopter photography can be used for 3D surveying of building rooftops. An additional goal was to describe the the survey process from start to finish.

The target building for the study was a school in Puotinharju, Helsinki. The imaging was done with a DJI S800 EVO drone and Sony NEX7 digital camera. For reference data the building was also measured with Leica P20 and HDS6000 laser scanners. The final year project also included a comparison with images taken with Sony NEX7 and GoPro Hero4Black digital cameras.

The main comparison was conducted by modelling the same objects from different point clouds. The modelled objects were then compared with the objects modelled from the laser scanned point cloud to assess any spatial differences. The observed differences were then compared with the national accuracy requirements for BIM-models.

In conclusion the point cloud precision depends heavily on the quality of the digital camera and sufficient image overlap. The key point in the modelling process is to analyse the spatial accuracy from several points rather than from a single point. Almost all results met the national accuracy requirements.