Geotrim Oy:n tuotetarjonta on hiljattain täydentynyt Correlator3D-ohjelmistolla, joka on tarkoitettu fotogrammetriseen pistepilvi-, ortomosaiikki- ja 3D-mallituotantoon. Tuote istuu hyvin Geotrimin profiiliin, koska se on kehitetty puhtaasti geospatiaalisen mallinnuksen lähtökohdista maanmittausalan ja muiden ympäristöteknologioiden ammattilaisille. Huolimatta siitä, että ohjelmisto on helppokäyttöinen, käyttäjällä on laajat mahdollisuudet vaikuttaa prosessointiin ja lopputuotteiden laatuun. Kaikki käyttäjät sovelluksesta riippumatta arvostavat huomattavan nopeaa prosessointia ja joustavaa lisenssipolitiikkaa. Correlator3D on kaikille drone-, ilma- tai satelliittikuvia prosessoiville organisaatioille tutustumisen arvoinen tuote.

Correlator3D ei välttämättä ole monille tuttu ohjelmisto, mutta sen kehittäjä, kanadalainen SimActive Inc., on perustettu jo vuonna 2003, lähes kymmenen vuotta ennen sen tutumpia kilpailijoita. SimActiven historia juontaa juurensa miehitettyyn ilmailuun ja suuren formaatin ilmakuvakameroihin ja yritys toi ensimmäisenä markkinoille tehokkaasti GPU-prosessointia hyödyntävän ilmakolmiointi- ja 3D-moottorin, jotka nopeuttivat prosessointia moninkertaisesti. Tuotetarjontaa laajennettiin tämän jälkeen tukemaan satelliittikuvia ja vuonna 2013 UAV-kalustolla kerätyn kuva-aineiston prosessointiin. Vielä nykyäänkin SimActive on innovaatioiden eturintamassa ja referenssi, johon fotogrammetriaohjelmistojen suorituskykyä verrataan.

Ohjelmiston valintaan kannattaa panostaa

Oikean ohjelmiston valinta fotogrammetriseen prosessointiin voi tuntua hankalalta. Mennäkö massan mukana ja valita kollegan tai tutun käyttämä ohjelmisto, vai tehdä valinta omista lähtökohdista. Useita näkökulmia on syytä ottaa huomioon, koska ohjelmiston valinnalla on vaikutusta koko tuotantoketjuun. Valintaa helpottaa, kun pitää valintaprosessissa mielessä seuraavat viisi valintakriteeriä: prosessointinopeus, lopputuotteiden laatu, ohjelmiston skaalautuvuus, prosessoinnin automatisointi ja muokkausmahdollisuudet. Näitä kriteereitä voi kukin arvottaa omien prioriteettien mukaisesti.

Prosessointinopeus mahdollistaa validoinnin kuvauskohteessa

Minkä tahansa projektin osalta aika on tärkeä tekijä. Correlator3D on suunniteltu käsittelemään jopa 400 Mpix ilmakuvia ja UAV-aineistojen prosessointi kilpailijoihin verrattuna onkin huomattavan nopeaa ja ero kasvaa suurilla kuvamäärillä. Ohjelmiston käyttöön riittää kuitenkin normaali työasema ja se pystyy hyödyntämään tarjolla olevia resursseja optimaalisella tavalla. Mikäli kuitenkin käytettävissä on tehokas näytönohjain, prosessointi tehostuu entisestään merkittävästi. Correlator3D ei kuitenkaan rohmua koneen resursseja omaan käyttöön, vaan fotogrammetrisen prosessoinnin aikana esimerkiksi toimistosovellusten käyttöä voi jatkaa tietokoneella sujuvasti.

Esimerkkinä (Kuva 1) 300 kuvan á 20 Mpix prosessointi valmiiksi lopputuotteiksi tyypillisellä työasemalla kestää noin puoli tuntia, kun verrokkiohjelmistoilla aikamenekki voi olla jopa useita tunteja. Nopean prosessoinnin ansiosta datan validointi pienempien projektien osalta on mahdollista tehdä jopa itse kuvauskohteessa.

Lopputuotteiden laadussa ei ole tehty kompromisseja

Lopputuotteiden laatu on niiden käyttäjälle yleensä merkittävin tekijä. Visuaalinen näyttävyys ei tarkoita automaattisesti sitä, että lopputuotteiden geometrinen tarkkuus on hyvä. Koska Correlator3D on alusta lähtien tehty geospatiaaliseen käyttöön, tuotekehityksessä korkea prioriteetti on luonnollisesti ollut prosessoinnin ja sitä myötä lopputuotteiden laadulla.

Laadun kannalta ilmakolmioinnin merkitys on kriittinen. Ilmakolmioinnin lopputuloksena saadaan kameran kalibrointiparametrit sekä kuvan ulkoinen orientointi eli kuvan sijainti ja asento kuvaushetkellä. Laskennan kaikki muut vaiheet perustuvat ilmakolmiointiin. Vaikka prosessi on täysin automaattinen, Correlator3D -käyttäjä pystyy halutessaan vaikuttamaan ilmakolmioinnin lopputulokseen ja auttamaan ohjelmaa huonolaatuisen tai vaikeissa olosuhteissa otetun kuva-aineiston laadun parantamiseen. Ilmakolmioinnin lopputuloksen ja laadun analysointia helpottaa kattavat raportit ja visualisoinnit.

Skaalautuvuuden ansiosta ominaisuudet eivät lopu kesken

Ajan myötä tarpeet voivat muuttua ja alun perin tehty ohjelmistoinvestointi voi osoittautua riittämättömäksi. Hyvä skaalautuvuus varmistaa, että ohjelmisto vastaa myös tuleviin tarpeisiin. Jo UAV-käyttöön tarkoitettu Correlator3D:n perusversio tukee rajoittamatonta kuvamäärää aina yksittäisen kuvan 50 Mpix kuvakokoon asti. Ohjelmistoa voi laajentaa tukemaan suuren formaatin kameroita ja edelleen satelliittikuvia (Kuva 2).

Correlator3D skaalautuu myös prosessoinnin osalta. Mikäli käytettävissä on useampi Correlator3D-lisenssi, voidaan prosessointi hajauttaa samassa verkossa olevien työasemien kesken ja järjestelmä automaattisesti ohjaa prosessin toiselle työasemalle, mikäli yhteys katkeaa ja ottaa työaseman taas käyttöön yhteyden palauduttua. Prosessoinnin etenemistä eri työasemilla voidaan monitoroida reaaliajassa. Fyysisten työasemien lisäksi Correlator3D tukee pilvipalvelussa olevia virtuaalikoneita.

Automaattinen työnkulku helpottaa ruuhka-aikoina

Kiireisinä aikoina on tärkeää pystyä automatisoimaan tuotantoprosessia. Correlator3D:n automaattisen työnkulun ansiota koko projektin tai sen tiettyjen osien prosessointi voidaan automatisoida. Käyttäjällä on kuitenkin mahdollisuus hallita käsittelyä ja mukauttaa jokaista käsittelyvaihetta haluamallaan tavalla.

Automatisoitu työnkulku (Kuva 3) voidaan ajaa ohjelman käyttöliittymän kautta, tai se voidaan tallentaa halutuilla asetuksilla ja parametreilla komentotiedostoksi projektikansioon, josta se ajetaan automaattisesti tai komentoriviltä.

Ammattilaiset arvostavat monipuolisia muokkausmahdollisuuksia

”Black box” -tyyppinen ohjelmistoratkaisu harvoin tyydyttää edistyneempää käyttäjää. Vaikka Correlator3D:n työnkulku voidaan pitkälti automatisoida, säilyy käyttäjällä aina mahdollisuus vaikuttaa eri vaiheiden lopputulokseen asetuksilla ja manuaalisella muokkauksella. Esimerkkinä ilmakolmioinnin osalta käyttäjällä on mahdollisuus manuaalisesti editoida vastinpisteitä ja mitata niitä tarvittaessa lisää. Pintamallia ja maastomallia voidaan muokata interaktiivisesti ja ortomosaiikin luonnissa käyttäjällä on mahdollisuus muokata kuvien väritasapainoa ja niiden välisiä saumakohtia ja tuottaa mahdollisimman korkealuokkainen lopputuote.

Monipuoliset lisenssivaihtoehdot tekevät ohjelmistoon tutustumisen helpoksi

Tässä blogissa on mainittu vain pieni osa Correlator3D.n ominaisuuksista. Paras tapa tutustua Correlator3D-ohjelmistoon on prosessoida sillä oma kuva-aineisto, mahdollisesti aineisto, joka on jo prosessoitu jollakin toisella ohjelmistolla. Näin pystyy parhaiten vertailemaan lopputuotteiden laatua ja prosessoinnin työnkulkua ja nopeutta.

Monipuolinen lisenssitarjonta tekee Correlator3D-ohjelmistoon tutustumisen helpoksi. Ilmainen kahden viikon testilisenssi on helppo tapa tutustua ohjelmiston. Sen jälkeen voi valita, ottaako käyttöön joko kuukausi- tai vuositilaukseen perustuvan määräaikaisen lisenssin, pysyvän lisenssin yhdelle koneelle tai joustavan kelluvan verkkolisenssin. Correlator3D:n kerran valinneet eivät enää katso vaihtoehtoisia ratkaisuja!

RGB-kameralla on vankka asema perussensorina UAV-maanmittaussovelluksissa. Sen valta-asema tuskin lähivuosina tulee horjumaan, mutta LiDAR-tekniikan hyödyntäminen kiinnostaa yhä useampia. Uusien laitevaihtoehtojen myötä ominaisuudet ovat entistä monipuolisempia, kokoluokka pienempi ja hintataso sellainen, joka mahdollistaa investoinnin kaikille mittaustyötä tekeville. Vuodesta 2021 voi hyvinkin tulla UAV/LiDAR-teknologian läpimurtovuosi.

Kameratekniikka yhdistettynä fotogrammetriseen työnkulkuun on joustava menetelmä 3D-tiedon tuottamiseen dronetekniikalla. Käytettäessä laadukasta kameraa ja objektiivia valokuvista tuotettujen 3D-lopputuotteiden laatu on myös korkea. Laadukkaatkin kamerasensorit ovat kohtuullisen edullisia ja niillä tuotetut valokuvat monikäyttöisiä ja helposti omaksuttavia. Mihin siis LiDAR-teknologiaa tarvitaan?

LiDAR-tekniikka dronemaailmassa ei ole uusi asia ja kaupallisia tuotteita on ollut saatavana jo pitkään. Järjestelmien painoluokka on vaatinut operointiin järeän kokoluokan dronen ja siitä huolimatta operointiaika on jäänyt lyhyeksi. Myös hintataso on tehokkaasti karsinut potentiaalisia ostajakandidaatteja, huolimatta menetelmän eduista.

Kamera ja LiDAR täydentäviä tekniikoita

Kamera ja laserkeilain eivät ole kilpailevia menetelmiä, vaan molemmilla on omat vahvuutensa ja usein paras lopputulos saadaan hyödyntämällä molempia tekniikoita. LiDAR:in vahvuuksia on useita, joista usein mainitaan sen kyky tunkeutua puuston ja aluskasvillisuuden läpi, jolloin myös peitteisellä alueella saadaan kova maanpinta luotettavasti luokiteltua samalla kun puusto yhdessä muiden kasvillisuuden seassa olevien kohteiden ohella tulee mallinnettua.

LiDAR ei vaadi valoa, jolloin operointi on mahdollista kaikissa valaistusolosuhteissa eivätkä yhtenäiset tekstuurittomat pinnat aiheuta ongelmia. Väylämäiset kohteet, kuten johtokäytävät, jokiuomat ja tieväylät, ovat ideaaleja LiDAR-operoinnin kannalta, koska tiedonkeruu onnistuu jopa yhdellä lentolinjalla lentämällä väylän päältä ainoastaan yhteen suuntaan.

Työnkulun osalta prosessointi on huomattavan nopeaa, nopeimmillaan valmis luokiteltu pistepilvi on käytettävissä tunnin sisällä lennon jälkeen ja pistepilven laadunvarmistus on mahdollista tehdä jopa reaaliajassa lennon aikana keilaimeen liitetyn datalinkin välityksellä, mutta joka tapauksessa viimeistään heti laskeutumisen jälkeen.

YellowScan on erikoistunut UAV/LiDAR -teknologiaan

Ranskalainen YellowScan on alan pioneeri, joka on kehittänyt UAV/LiDAR-laiteteknologiaa yli kymmenen vuoden ajan. Yrityksen palveluksessa on yli viisikymmentä alan ammattilaista, joista huomattavan suurella osalla on maanmittaritausta. Yhtiö kehittääkin tuotteita nimenomaan maanmittauksen tarpeisiin asiakaslähtöisesti. YellowScanin Ranskassa toimiva tytäryhtiö L’Avion Jaune (Keltainen lentokone) hyödyntää YellowScanin teknologiaa ja tarjoaa maanmittauksen konsulttipalveluita, joten YellowScanilla on jatkuva yhteys käytännön tekemiseen.

YellowScanin tuotevalikoima on kattava ja kaikki laitteet ovat integroituja kokonaisuuksia, joissa samoihin kuoriin on integroitu LiDAR-sensori, paikannustekniikka, akku ja prosessointiyksikkö. GNSS/IMU on kriittisessä roolissa pistepilven laadun kannalta ja YellowScan luottaakin ratkaisuissaan Applanixin-teknologiaan, joka on alan ehdoton de facto -standardi.

Mullistaako YellowScan Mapper markkinat?

Portfolion viimeisin tulokas YellowScan Mapper esiteltiin lokakuussa 2020 ja ensimmäinen tuotantoerä valmistui juuri ennen joulua. Mapper on perinteikäs nimi YellowScanin historiassa, sillä juuri ensimmäinen YellowScanin julkaisema tuote vuonna 2014 oli nimeltään Mapper ja nyt julkaistu versio edustaa tämän tuotelinjan kolmatta sukupolvea.

YellowScan Mapper on ensiesittelystään lähtien herättänyt suurta mielenkiintoa, koska laitteen hinta-laatusuhde on uudella tasolla. Mapperin keilainsensori on Livox Horizon, jonka tuottaman pistepilven tarkkuus on 3 cm, kohina 2 cm ja mittaustaajuus 240 000 pistettä sekunnissa. Optimi lentokorkeus on 70 m, mutta operointi on mahdollista aina 120 metriin saakka. Pistetiheyteen vaikuttaa lentokorkeuden ohella lentonopeus, ja esimerkiksi 70 metrin korkeudella ja 10 m/s nopeudella keilattaessa pistetiheydeksi saadaan noin 200 pistettä/m² ja 10 ha suuruisen alueen keilaus on tehty kolmessa minuutissa.

Pistepilven suorasta georeferoinnista huolehtii Applanix APX-15 GNSS/IMU, joka tukee kaikkia GNSS-järjestelmiä ja tuottaa senttitarkan GNSS- ja asentotiedon 200 Hz taajuudella. Lentoradan jälkilaskenta tehdään POSPac-ohjelmistolla hyödyntämällä Trimnet-verkon korjausdataa.

Kuvat ja LiDAR-pistepilvi samalla lennolla

Järjestelmää voidaan täydentää kameramoduulilla, jota varten Mapperissa on valmis paikka. Sony APS-C 20.1 megapikselin kamera mahdollistaa fotogrammetrisen kuvauksen yhdessä keilauksen kanssa saman lennon aikana. Kuvia voidaan käyttää ortokuvan tuottamiseen tai pistepilven värjäämiseen. Paikannusjärjestelmä tuottaa myös kuville tarkat koordinaatit ja orientoinnin, joten sivupeittoa voidaan kasvattaa normaaliin kuvauslentoon verrattuna.

YellowScan Mapper on paketoitu kompaktiksi ja säänkestäväksi kokonaisuudeksi, jolla voidaan operoida myös talviolosuhteissa jopa -20°C:n lämpötilassa. Keilaimen paino on 1,5 kg, joten operointiin ei tarvita järeää dronea ja yhdessä esimerkiksi GeoDrone 6:n kanssa päästään reilusti yli puolen tunnin lentoaikoihin.

YellowScan Mapper yhdessä GeoDrone 6:n kanssa muodostaa tehokkaan työkalun ympäristön mallintamiseen,

Vaikka Mapper edustaa valmistajan lähtötason UAV-keilainta, sen ominaisuudet riittävät käytännössä useimpiin tarpeisiin mukaan lukien rakennetun ympäristön mallintaminen, infrarakentaminen, metsätalous ja ilmajohtoihin liittyvät sovellukset.

UAV/LiDAR-blogisarjan seuraavissa osissa tutustutaan tarkemmin lennonsuunniteluun, operointiin, prosessointiin ja käyttösovelluksiin.