Geotrim Oy varautuu siihen, että koronaviruksen mahdollinen laajamittainen leviäminen tulee vaikuttamaan koko yhteiskunnan toimintaan. Toistaiseksi pyrimme jatkamaan liiketoimintaamme normaalisti koronaviruksen aiheuttamista poikkeusolosuhteista huolimatta. Myyntihenkilöstö on tavoitettavissa, tukipuheluihin vastataan ja huolto toimii normaalisti. Tavaraa on varastossa ja myös toimitukset tapahtuvat normaalisti.
Toimimme kuitenkin THL:n ohjeiden mukaan ja asiakkaittemme ehdoilla. Noudatamme toimistollamme THL:n ohjeita viruksen leviämisen ehkäisyssä. Emme kättele ja huolehdimme hyvästä käsihygieniasta. Sairastaessa jäämme matalalla kynnyksellä kotiin. Mahdollisuuksien mukaan suosimme etätyön tekemistä. Kannustamme asiakkaitamme toimimaan samalla tavalla.
Vältämme turhia tapaamisia, käytämme mahdollisuuksien mukaan virtuaalikokouksia ja siirrämme asiakkaiden toivomuksesta sovittuja koulutuksia. Loput fyysiset Trimble Express -tapahtumat peruutetaan, niiden sijaan tullaan pitämään Trimble Express -webinaari torstaina 26.3 klo 12-15.
Seuraamme tiiviisti koronavirus-tilannetta ja tulemme tiedottamaan mahdollisista muutoksista toiminnassamme. Meihin voi ja saa olla yhteydessä.
Geoslamin matkassa osa 3: Harmaasta maailmasta värikäs
Pistepilvien värit helpottavat ihmisen silmiä tunnistamaan kohteita pisteiden joukosta. Yksivärinen pistepilvi näyttää usein ihmiselle tasaiselta massalta. Tähän massaan saadaan ymmärrystä, kun siihen lisätään hieman väriä. GeoSLAM-laserkeilaimissa pistepilveen saadaan värejä laskennallisten varjojen, intensiteetin ja videon avulla (kuva 1). Näistä värjäystavoista intensiteetti ja videon avulla toteutettu värjäys esittävät pistepilven maastossa olevien materiaalien pohjalta.
Kuva 1. a) Intensiteetillä värjätty pistepilvi, b) osittain värjätty pistepilvi sekä c) laskennallisilla varjoilla värjätty pistepilvi.
Intensiteetti kuvaa materiaalin heijastuskykyä. Vaaleista pinnoista heijastuu paljon laserkeilaimen säteitä ja ne näkyvät vaaleina intensiteettiarvoina. Tummista kohteista heijastuvuus on heikompi ja intensiteettiarvo on myös tummempi. Tällä tavalla värjätty pistepilvi saadaan ZEB HORIZON -laserkeilaimella. Videon avulla värjätty pistepilvi yhdistää videon väriarvot pistepilveen. Tässä apuna käytetään laserkeilaimen keräämää tietoa kameran sijainnista ja videon kuvausajasta. Tämä onnistuu kaikilla GeoSLAM:in laserkeilaimilla, kun niihin on liitetty ZEB CAM -kamera. Lisäksi GeoSLAM tarjoaa laskennallisilla varjoilla värjätyn pistepilven. Tässä värit muodostuvat laserkeilaimen sijainnin ja kohteen havainnointi kulman perusteella.
ZEB CAM tarjoaa mahdollisuuden värjätä GeoSLAM-laserkeilaimen pistepilviä todellisilla väreillä. Tänään selvitämme miten sinun tulee kerätä aineistosi, jotta saat mahdollisimman hyvän pistepilven värjäyksen aikaiseksi. Värjätyn pistepilven kerääminen eroaa tavallisesta GeoSLAM-laserkeilaamisesta, koska kamera ei havainnoi yhtä suurta aluetta kuin laserkeilain (kuva 2). Tästä syystä värjäyksen lopputulos on osittainen.
Kuva 2. Ylhäältä päin kuvattuna laserkeilaimen havainnointialue (sinisellä) ja kameran havainnointialue (keltaisella). Laserkeilain havainnoi ympäristöään 270 asteen kulmassa, kun kameran kulma on vain 120 astetta. Kulmat eroavat myös pystysuunnassa laserkeilaimen 360 asteen kulmasta kameran 95 asteeseen.
Kuva 2. Ylhäältä päin kuvattuna laserkeilaimen havainnointialue (sinisellä) ja kameran havainnointialue (keltaisella). Laserkeilain havainnoi ympäristöään 270 asteen kulmassa, kun kameran kulma on vain 120 astetta. Kulmat eroavat myös pystysuunnassa laserkeilaimen 360 asteen kulmasta kameran 95 asteeseen
Miten saan parhaimman osittaisen värjäyksen GeoSLAM pistepilvelleni?
Kameran ja laserkeilaimen havainnointikulmien eron vuoksi täytyy värillisen pistepilven tuottaminen huomioida jo aineiston keruussa. Ensimmäiseksi kannattaa tarkistaa, että ZEB CAM on kytketty johdolla laserkeilaimeen. Johdon puuttuessa saadaan video kuvattua, mutta kameran sijainti jää saamatta. Tämän seurauksena videolla ei voida automaattisesti värjätä pistepilveä, koska kuvauspaikkoja ei pystytä yhdistämään pistepilveen. ZEB REVO RT -laserkeilainta käyttäessä näet yhdistetyn laitteen näytön oikeassa yläkulmassa oranssin kamerasymbolin, kun kamera on kytketty oikein.
Värjätyn aineiston kerääminen on paras aloittaa tarkastelemalla kohdetta ja sen rakennetta värien ja arkkitehtuurin osalta. Kun olet kartoittanut kohteen voit suunnitella reitin, jonka aikana pystyt keräämään aineistot kaikista tarkastelun aikana listatuista erityisen tärkeistä kohteista. Tärkeiden kohteiden sijainnit voivat vaikuttaa, miten haluat suunnitella mittausreitin tai kohteen väriarvojen tallentamisen. Käydään seuraavaksi läpi värjätyn aineiston keruun huomiot ja mahdolliset toimet tärkeiden kohteiden havainnoinnista.
Aineiston keräämistavalla on merkitystä
Aineiston kerääminen kannattaa suorittaa hitaasti kävelemällä ja ajatella videon kuvaamista samalla tavalla kuin ottaisi valokuvia kohteesta. Tästä syystä kannattaa kamera pitää mahdollisimman vakaana eli vältellä nopeita liikkeitä, jotta kuva pysyy terävänä. Parhaimman värjäyksen varmistamiseksi kannattaa pysähtyä minuutin välein noin viideksi sekunniksi. Tällöin saat varmemmin vakaan ja kattavan kuva-aineiston. Lisäksi tärkeiden kohtien kohdalla voi pysähtyä ja osoittaa kameralla kohdetta kohden. Tällöin saadaan tärkeistä kohdista tarpeeksi kuvamateriaalia sen värjäämiseksi.
Huomioi myös siirtymiset pysähdyksien jälkeen, jotta saat kattavan aineiston myös jatkettuasi matkaa. Tämä onnistuu vaikka kääntymällä hitaasti ympäri. Näin ollen voidaan tarkemmin kuvatut kohteet sitoa myös värjätyllä aineistolla muuhun aineistoon. Tämä toimii myös tilasta toiseen siirtyessä. Tällöin on parasta pysähtyä oviaukkoon ja osoittaa laserkeilaimelle pyörähtämällä molemmat tilat. Älä kuitenkaan liikuta kameraa liian nopeasti, jotta värjäys onnistuu.
Mittauksen aikana täytyy kameran lisäksi huomioida SLAM-paikannus, jotta kuvat saadaan paikannettua varmasti oikeisiin kohtiin. Tämä onnistuu muodostamalla lenkkejä mittausreitille, jolloin kävelet samasta kohdasta toisen kerran. Näin ollen SLAM-paikannus voi tarkentaa tulosta, havaittuaan samat piirteet uudelleen. Lenkkien tekeminen on erityisen tärkeää esimerkiksi kapeilla käytävillä. Näiden värjäämisessä on parasta luoda lenkkejä käytävän sisällä ja kuvata tasapuolisesti molemmat käytävän reunat.
On myös tärkeää huomioida kohteen valaistus samoin kuin valokuvatessa. Oikealla valaistuksella varmistat hyvän värjäyksen lopputuloksen. Ulkona mitatessa hyvä valaistus saadaan tasaisen pilvisenä päivänä kuvatessa. Tällöin pilviverho hajottaa auringon valon suuremmalle alueelle ja kohde saa tasaisen valotuksen. Mikäli kuvaat kirkkaana päivänä, muodostuu suuria valotuseroja kuten varjoja ja kirkkaita valo kohtia. Näistä voi syntyä kohinaa lopulliseen pistepilveen.
Miltä kameralla värjätty pistepilvi näyttää?
Kävimme keräämässä osittain värjätyn aineiston korttelin julkisivusta joulukuun alun ainoana sateettomana päivänä. Mittaajan mieliksi päivä oli kirkas, mutta se näkyy myös tuloksissa. Kokeilimme siellä kahta erilaista aineiston keräystapaa (kuva 3). Molemmissa tavoissa kokeilimme millainen värjäys saadaan, mikäli kävelimme hitaasti lyhyillä pysähdyksillä. Ensimmäisessä tavassa kiertelimme julkisivun edessä muodostamalla useita pienempiä suljettuja kierroksia. Kierrosten aikana osoitimme kameralla koko ajan julkisivua sekä kohtisuorasti että hieman vinosti. Toisella tavalla kerätessä muodostimme vain yhden suljetun lenkin. Osoitimme kameralla myös koko ajan julkisivua, mutta kauempana ollessa pyrimme saamaan videota myös rakennuksen yläosista.
Kuva 3. Värjätty julkisivu ja sen edustalla tehty mittauspolku. Nuolet osoittavat kameran suuntauksen aineiston keruun aikana
Menetelmien välillä voidaan havaita pieniä eroja osittaisen värjäyksen osalta. Lopputulos on parempi, kun tehdään lenkkejä mittauksen aikana. Nämä lenkit mahdollistavat kuvien paremman sovituksen ja lisäävät samalla kuvamateriaalin määrää. Näin ollen julkisivun värien muutokset ovat selkeitä pistepilvessä. Kuvausajankohdan kirkas päivä näkyy pistepilvessä kohinana esim. seinässä on oikealla vaaleankeltainen kohta auringon vuoksi ja sinisiä pisteitä ikkunoiden heijastusten vuoksi. Näistä huolimatta aineistosta voi erottaa eri värit julkisivussa sekä niiden vaihtumiskohdat.
Olemme kokeilleet osittaista värjäystä myös Temppeliaukion kirkossa. Siellä sopivassa valaistuksessa ja oikealla mittausreitillä saatiin onnistuneita osittaisia pistepilven värjäyksiä (kuva 4). Osittaisella pistepilven värjäyksellä voidaan tunnistaa kohteita, joiden tunnistaminen ei onnistuisi ilman värejä. Tällaisia kohteita ovat esimerkiksi Temppeliaukion kirkossa kallioseinän rakenne, josta voidaan tunnistaa erilaisia kivikoostumuksia. Pistepilven värjäyksen osittaisuus voidaan havaita, kun lähestytään kattoa. Mitä korkeammalle seinässä edetään sitä vähemmän pistepilvessä on väriarvoja. Tämä johtuu siitä, että emme kuvanneet seinien yläosia aineiston keruun aikana. Vaikka aineistossa ei ole värejä näillä alueilla, on sitä mahdollista tarkastella värittömänä pistepilvenä.
Kuva 4. Osittain värjätty pala Temppeliaukion kirkon seinästä. Seinästä voi tunnistaa kallion värien vaihdokset kuten sen, että vasemmassa laidassa kallio oli tummanharmaa ja muualla punertava.
Miten värjään aineiston kokonaan?
Aina intensiteettiarvot tai osittainen värjäys ei riitä. Jos haluat koko GeoSLAMillä kerätyn pistepilven värjätyksi, ratkaisusi on laajentaa ZEB HORIZON -laitteesi ZEB Discovery -laitteeseen. Tällöin HORIZON yhdistetään 360 asteen kameran kanssa yhdeksi kokonaisuudeksi, jota voi kantaa selässä (Kuva 5). Tällä yhdistelmällä saadaan värjätty pistepilvi kattamaan suuremman osan pistepilvestä.
Kuva 5. ZEB Discovery yhdistää 360 asteen kameran ZEB HORIZONin pistepilveen.
ZEB Discoveryllä mitatessa kameran ja laserkeilaimen välillä ei ole havainnointikulmaeroa. Tästä syystä tavallisen GeoSLAM mittauksen mukaiset suljetut kierrokset riittävät kattavan aineiston saamiseksi. Mittauksen aikana on kuitenkin suositeltavaa edetä kävelynopeutta hitaampaa nopeutta ja välttämään äkillisiä käännöksiä. Kuten muihinkin GeoSLAM laserkeilaimiin, vaikuttaa valaistus myös ZEB Discoveryn värjättyyn pistepilveen. Vältä siis suuria valaistuseroja.
Jotta saat ZEB-CAM pistepilvesi harmaista värillisiksi, sinun tulee huomioida se jo aineistoa kerätessäsi. Aineiston keruun yhteydessä on tärkeää valita ajankohta, jolloin valaistus on mahdollisimman tasainen. Lisäksi mittauksen aikana täytyy huomioida kameran kuvauskulma ja edetä hitaasti välillä pysähdellen, jotta saadaan tarkkoja valokuvia kaikista tärkeistä kohteista. Tee myös mahdollisimman monta suljettua lenkkiä mittauksen aikana, jotta takaat kattavan videoaineiston sekä tarkan kuvien paikannuksen. Näiden toteutuessa saadaan hyvin värjättyjä GeoSLAM pistepilviä.
NCC:llä siirrytään askel askeleelta kohti edistyneempää työmaadokumentointia. Riku Laiho, Head of VDC (Virtual Design and Construction), ja Aku-Matti Kauppinen, projekti-insinööri, ovat valjastaneet Matterport Pro2 3D-kameran apuvälineekseen jo useammalla työmaalla. Tällä kertaa Matterport pääsi työmaalle Jakomäessä, jossa Jakomäen sydän -palvelurakennus rakentuu allianssissa kaupungin, suunnittelijoiden ja NCC:n yhteistyönä. Palvelurakennus tulee sisältämään alueen peruskoulun, päiväkodin, nuorisotalon sekä kansalaistoimintaa.
Aku-Matti Kauppinen ja Matterport Jakomäen palvelurakennuksen pääportailla.
Matterport 3D-kamera pääsi NCC:n matkaan erään kehityshankeen myötä, jolloin kaivattiin työkalua tekemään 360 asteen dokumentointia työmaalta. Tämän hankkeen jälkeen Matterport-kamera on ollut mukana useilla työmailla sen käytön helppouden vuoksi. Sillä saa kätevästi lähtötiedot kartoitettua. Tämä toteutettiin myös Jakomäen liikuntasalissa samalla, kun suunnittelijat olivat tekemässä omaa katsaustaan. Malliin myös palattiin muutamia kertoja ja se nopeutti suunnittelun etenemistä. Sen takia ei tarvinnut seisauttaa suunnittelua, jotta joku ehtisi käydä paikan päällä tarkistamaan pienen yksityiskohdan. Asia voitiin tarkistaa suoraan työpöydän ääressä eikä aikaa hukattu odotteluun.
Jakomäessä Matterport-kamera pääsi myös mukaan lattialämmitysputkien dokumentoinnissa ja laadunvalvonnassa. Kun putket oli saatu paikoilleen tuotettiin tiloista Matterport malli. Tällä tavalla dokumentoinnissa vältetään tarve kuvata satoja yksityiskohtaisia kuvia kohteesta, jotka tarvisi kansioida ja nimetä vielä tunnistettavasti oikeisiin tiloihin liittyen. Matterport-kameran kuvat näyttävät tarkkojen yksityiskohtien lisäksi tunnistettavasti kuvauskohteen ympäristön. Tästä syystä Matterportin malli pääsi myös mukaan lattialämmitysputkien jälkeen tehtävien muutosten suunnittelussa. Samalla varmistettiin ettei lämmitysputket jää tulevien väliseinien alle.
Kuvakaappaukset Matterport-mallista sekä sisältä että koko lattiapinnasta lattialämmitysputkien asennuksen jälkeen.
Matterport-kamera valmiin projektin esittelyssä
NCC on käyttänyt Matterport-kameraa myös valmiin projektin esittelyssä. Tämä on suunnitteilla myös Jakomäessä, jotta tulevat opiskelijat voisivat tutustua kouluun jo ennen rakennuksen virallista avautumista. Matterport tarjoaa mahdollisuuden esitellä tiloja virtuaalisesti, joten satojen koululaisten työmaavierailulle ei tarvitse toteuttaa suuria suunnitelmia. Rakennus voidaan mallintaa turvallisesti ja nopeasti. Lopullinen malli voidaan jakaa selaimessa ja siellä voi jopa liikkua virtuaalisesti Samsung Gear VR tai Google Cardboard Headset:n avulla.
Nämä ovat vasta ensimmäisiä askeleita Matterportin ja NCC:n yhteisellä matkalla. Yhdessä he etsivät jatkuvasti uusia käyttötarkoituksia Matterport 3D-kameralle.
Tänä vuonna juhlitaan VRS-palvelua. 2020 tulee kuluneeksi 20 vuotta siitä, kun Etelä-Suomeen rakennettiin Geotrimin toimesta ensimmäinen VRS-teknologiaan perustuva tukiasemaverkkojärjestelmä, joka alkuun tunnettiin GPSnet.fi-nimisenä. Geotrim mahdollisti tarkat reaaliaikaiset ja jälkilaskentaan perustuvat satelliittimittaukset koko Suomeen, kun verkko laajeni valtakunnalliseksi v. 2005.
Näistä ajoista satelliitteja on tullut taivaalle lisää, verkon teknologia ja palvelumuodot ovat kehittyneet ja monipuolistuneet. Nykyään Trimnet VRS -palvelulla on tuhansia käyttäjiä niin julkisella kuin yksityiselläkin sektorilla.
Haluamme viettää VRS-juhlavuotta yhdessä käyttäjien kanssa. Siksi järjestämme vuoden aikana kuvakilpailun, johon kaikki VRS-käyttäjät voivat osallistua!
Kuvakilpailussa ei kisailla kameroiden hienoudella, vaan kuvien tunnelmalla. GNSS-mittaamisella on monenlaisia sovellusalueita ja käyttäjämme tekevät mittauksia toinen toistaan mielenkiintoisemmissa paikoissa ja olosuhteissa. Nyt kannattaa napata työmaalta kuvia, tallentaa ”VRS-hetkensä” ja lähettää kuvat mukaan kilpailuun. Julkaisemme otoksia pitkin vuotta kotisivuillamme ja sosiaalisessa mediassa, jotta hienot kuvat eivät jäisi pöytälaatikkoon vaan saavat laajemmankin yleisön.
Kisa on voimassa 31.8.2020 asti ja päävoittaja julkistetaan VRS-päivässä syyskuussa. Pääpalkintona on komea kaukoputki tarvikkeineen tähtien ja satelliittien tarkkailuun. Toivomme runsasta osanottoa!
Maanrakennuslasereista puhuttaessa tarkoitetaan yleensä ulkokäyttöön tarkoitettuja lasereita, jotka on tarkoitettu tasojen, linjojen ja kallistusten mittaamiseen.
Kestävyys
Sopivaa maanrakennuslaseria valitessa kannattaa ottaa muutama asia huomioon. Olosuhteet ovat monesti haastavia ja Suomen vaihteleva sää kuumasta märkään ja pakkaseen vaatii laitteilta kestävyyttä. Tärkeimpiä asioita onkin huomioida miten hyvin laite kestää pölyä, kosteutta ja märkää. Joskus työmaalla laite voi saada iskuja tai tippua maahan ja maanrakennuslaserin tulisikin kestää myös pieniä kolhuja. Laitteen riittävä IP-luokitus ja valmistajan lupaama takuu kertovat paljon laitteen kestävyydestä.
Kallistusalueet
Maanrakennuslaserissa on yleensä kallistus yhteen tai kahteen suuntaan. Usein yhden suunnan kallistus riittää perustöihin, mutta kahden suunnan kallistus on hyvä lisä ja mahdollistaa myös vaativampia maanrakennustöitä. Kallistusalueet, jotka ilmaistaan prosentteina, vaihtelevat eri valmistajien laitteissa. Ennen hankintaa kannattaa miettiä minkä tyyppisiä töitä pääasiassa tekee ja hankkia laite sen mukaan.
Automaattisuus
Laitteen muista teknisistä ominaisuuksista automaattitasaus ja tasausvaroitus alkavat olla jo itsestään selviä ominaisuuksia maanrakennuslaserilta ja hyvästä laitteesta sellaiset löytyvätkin.
Toiminta-alue
Laserlähettimen toiminta-alue on tärkeä ominaisuus, joka on myös hyvä huomioida. Spectra Precision GL412 ja GL422 -maanrakennuslaserien toiminta-alue on 800 m. Vaativampiin töihin löytyy laser, jolla toiminta-alueeksi tulee jopa 1 km.
Tarkkuus
Tarkkuus on tietysti tärkeää, kun puhutaan lasereista ja mittaamisesta. Laserin tarkkuus ilmaistaan yleensä mm/100 m eli paljonko laitteen laserin tarkkuus saa heittää tuolla matkalla. Joskus puhutaan myös kaarisekunneista. Spectra Precision -maanrakennuslasereilla tarkkuustaso on useimmissa kojeissa 5 mm/100 mm ja vaativamman luokan laitteella päästään tasoon 4 mm/100 m. 5 mm/100 metrille vastaa 10:tä kaarisekuntia.
Vastaanotin
Maanrakennuslaser tarvitsee myös jonkinlaisen vastaanottimen. Vastaanottimia löytyy koneeseen tarkoitettuja, ns. lattavastaanottimia ja kombivastaanottimia, jonka voi kiinnittää joko lattaan tai magneetilla koneeseen. Hyvässä vastaanottimessa on kaksipuolinen numeronäyttö millimetriasteikoilla ja erilaisilla tarkkuustasoilla, mikä näyttää säteen matkan/korkoeron vastaanottoalueen keskitasoon verrattuna. Vastaanottimen pitää myös kestää pölyä, märkää ja pieniä kolhuja. Radioyhteys on hyvä lisäominaisuus, mikä mahdollistaa esimerkiksi kahden vastaanottimen liittämisen pariksi, jolloin toista vastaanotinta voi käyttää etänäyttönä.
Virtalähde
Hyvä ominaisuus maanrakentamisen lasereille on akkujen kestävyys. Työmailla ei aina ole mahdollisuutta ladata akkuja kesken työpäivän, joten laitteen akun pitää kestää. Hyvänä lisänä on, jos laitteen akut voi tarvittaessa korvata tavallisilla alkaliparistoilla, jos akku sattuu loppumaan kriittisellä hetkellä eikä latausmahdollisuutta ole lähettyvillä.
Huoltomahdollisuus
Joskus työmailla sattuu vahinkoja ja laitteet voivat hajota, jolloin laite tarvitsee ammattihuoltoa. Laserit olisi hyvä myös kalibroida valvotuissa olosuhteissa vähintään vuosittain. Löytyykö laitteelle huolto läheltä? Kysymyksestä jo varmaan arvaakin, että Geotrimiltä löytyy oma huolto Vantaalta, joka on Spectra Precisionin valtuuttama korkean luokituksen huolto.
Oletko käyttänyt maalaserkeilainta metsäinventoinnissa? Tuntuuko sen metsään pystyttäminen ja kantaminen liian työläältä sekä aikaa vievältä? Voit vähentää vaivaa kokeilemalla GeoSLAM ZEB HORIZON -mobiililaserkeilainta. Sen kanssa ei tarvita kolmijalkaa, koska kevyttä keilainta pidetään kädessä. Tällä tavalla nopeutat koealueen laserkeilausta ja vältät painavan laserkeilaimen ja kolmijalan kantamisen metsään.
GeoSLAM ZEB HORIZON
on aikaisemmin blogissamme esiintyneen ZEB-REVO:n ulkokäyttöön paremmin sopiva rinnakkaismalli. Molemmat laitteet kulkevat kätevästi kädessä mittauksen aikana. ZEB HORIZON eroaa sisarestaan muun muassa mittausetäisyyden ja pistepilven intensiteetin osalta (kuva 1). Mittausetäisyys on 100 m. Nämä ominaisuudet auttavat metsäinventoinnissa puulajien tunnistamisessa. Lisäksi laitteen nopeus mahdollistaa useiden hehtaarien koealueiden kartoittamisen minuuteissa.
Kuva 1. ZEB HORIZON ja sen tuottama intensiteettipistepilvi metsästä.
Kuinka kerään pistepilven ZEB HORIZON -laserkeilaimella metsäkoealasta?
Saapuessasi koealalle saat ZEB HORIZON -laserkeilaimen käyttövalmiiksi hetkessä. Tämä vaatii vain yhden kaapelin kytkennän laserkeilaimen ja tallennusyksikön välille, niin laite on käyttövalmis. Aineiston keruun aloittamiseksi aseta laserkeilain maahan tai sopivan kiven/kannon päälle ja käynnistä se. Tällöin laserkeilain alustaa mittauksen ja kertoo käyttäjälle valmiutensa vilkkuvien valojen avulla.
Merkkivalon muututtua vihreäksi (muutamassa sekunnissa) ja laserkeilaimen keilaimen pyöriessä on laserkeilain valmis mittaukseen. On siis aika nostaa laserkeilain käteen ja lähteä kävelylle. Voit valita kulkemasi reitin vapaasti, mutta varmista pistepilven kattavuus mutkittelemalla puiden väleissä. Tällainen reitti mahdollistaa puiden runkojen havainnoinnin mahdollisimman kattavasti, joten lopulliset pistepilvestä mitatut arvot ovat luotettavampia.
Seuraavassa kuvassa 2 on tekemämme metsäretken aikana HORIZON:illa kerätty pistepilvi. Aloitimme mittauksen ison kiven vierestä ja kiertelimme kuvan mukaisesti puiden väleissä. Kierros lopetettiin samaan paikkaan mistä se oli aloitettu, jossa yhden painikkeen painalluksella lopetetaan mittaus. Lopuksi irrotetaan kaapeli laitteiden väliltä ja pakataan kaikki osat kantolaukkuun. Tämän noin minuutin mittaisen kierroksen aikana kierreltiin noin 30 metrin mittainen lenkki metsässä. Pistepilvestä mitattujen metsäalueen ulkomittojen perusteella se mahdollisti noin 5000 neliömetrin suuruisen alueen kartoittamisen.
Kuva 2 Vasemmalla on koko noin 5000 neliömetrin kokoinen koeala korkeuden mukaan värjättynä. Keskellä olevasta lähikuvasta voidaan havaita mittausreitti puiden lomassa. Sama reitti esiintyy oikealla, mutta tällä kertaa ylhäältä päin kuvattuna. Tässä pistepilvestä on poistettu puiden latvat ja maan pinta.
Kuinka saada mobiililaserkeilaimen pistepilvestä irti puuparametreja?
Toimistolle saavuttua siirretään kerätty pistepilvi pois laserkeilaimesta yhdistämällä muistitikku tallennusyksikköön. Aineisto rekisteröidään lopulliseksi pistepilveksi GeoSLAM HUB-ohjelmistossa. Tiedoston voi raahata ohjelmistoon, jolloin se aloittaa automaattisesti aineiston rekisteröinnin. Tämän jälkeen voit tallentaa pistepilven halutussa formaatissa.
Pistepilven muuttamien puuparametreiksi vaatii kolmannen osapuolen ohjelmiston käyttöä. Puuparametrit voidaan mitata missä tahansa pistepilviohjelmistossa, jossa on mittaustyökalu. Tällöin parametrit täytyy määrittää manuaalisesti, mikä ei ole tehokasta. Tähän ratkaisuksi ohjelmistoissa on kehitetty automatisointeja myös maan tasalta kerättyjen pistepilvien puuparametreille. Näistä esimerkki ohjelmistoina: Trimble Business Center (TBC), GreenValley International LiDAR360, Laserdata sekä avoimen lähdekoodin 3DForest.
Riippumatta ohjelmasta automaattinen puuparametrien irrottaminen vaatii pääpiirteittäin samat vaiheet. Ensimmäisessä vaiheessa kannattaa poistaa suurimmat virheet ja kohinat. Näitä voi syntyä oksien liikehdinnästä ym. mittauksen aikaisista ympäristön muutoksista. Tämä onnistuu oikeilla työkaluilla käden käänteessä. Siivottu pistepilvi luokitellaan kasvillisuuteen ja maanpintaan. Tämä toteutetaan automaattisesti ohjelmistosta riippuen tason tai alimpien pisteiden avulla. Luokitellun pistepilven kasvillisuus luokitellaan vielä yksittäisiksi puiksi (kuva 3), jotta niiden puuparametrien määrittäminen helpottuu. Tässä kohtaa Trimble Business Center eroaa muista ohjelmistoista, koska TBC ei luokittele puita omiksi luokiksi vaan hyödyntää suoraan kasvillisuuden luokkaa. Ennen kuin päästään varsinaisiin puuparametreihin määritetään vielä puiden runkojen paikat. Tämä toteutetaan automaattisesti yksittäisten puuluokkien avulla. Tätäkään vaihetta ei tarvita TBC:ssä, koska automatiikka tunnistaa kaikki puuparametrit samaan aikaan.
Kuva 3. Vasemmalla on 3DForest-ohjelmistolla luokiteltu pistepilvi pinkiksi maan pinnaksi ja punaiseksi kasvillisuudeksi. Oikealla on samalla ohjelmistolla luokitellut puut omiksi pistepilvi luokiksi.
Varsinaiset puuparametrit eli rungon halkaisija rinnan korkeudella, puun korkeus ja latvuston mitat saadaan myös automaattisesti, mutta monissa ohjelmistoissa voi tulosta manuaalisesti muokata. Tämä auttaa luotettavampien tulosten saamisessa, koska ohjelmistojen työkalut eivät aina tunnista kaikkia puita oikein. Monissa ohjelmistoissa rungon sijainnin ja maanpinnan perusteella määritetään rinnan korkeudella puun rungon halkaisija. Voit myös itse säätää rinnankorkeuden lukuarvoa tarpeen vaatiessa. Puiden korkeuksien ja latvuston mittojen määrittäminen onnistuu suoraan pistepilvien avulla.
Testasimme ohjelmistoja kuvassa 2 esitetyllä GeoSLAM ZEB HORIZON pistepilvellä. Näiden testien pohjalta ohjelmistot ovat helppokäyttöisiä ja niihin löytyy monipuolisesti ohjeita (mm. TBC, 3D-Forest ja LiDAR360). Harmiksemme huomasimme ettei avoimen lähdekoodin 3D-Forest -ohjelmistossa tällä hetkellä toimi puun latvuksen mittojen määrittäminen. Muut puuparametrit saatiin ohjelmistolla, kun aineistosta poistettiin puita ja jäljelle jäi kuvan 3 puut. Ohjelmistoista saadaan lopulliset puuparametrit ulos esimerkiksi taulukkona, yksittäisiin puuluokkiin pohjautuen. Tai arvoja voi tarkastella ohjelmistossa, jolloin pysyy visuaalinen ja numeerinen tieto samassa paikassa. Kuvassa 4 on esimerkki tulos GreenValley International LiDAR360 -ohjelmiston vaiheista ja puuparametreista.
Kuva 4 a) Rinnan korkeudelta poikkileikkaus pistepilvestä ja algoritmin laskemat halkaisijat puille. b) Tuloksia on mahdollista tarkastella puukohtaisesti. c) Metsä luokiteltuna yksittäisiin puihin d) Lopullinen taulukko metsän puuparametreista.
Metsien koealoista saadaan tehokkaasti muodostettua numeerisia arvoja GeoSLAM ZEB HORIZON -laserkeilaimen pistepilven ja pistepilviohjelmistojen avulla. Tällöin aikaa ei hukata kantamalla metsään painavia laitteita tai aineiston keräämiseen käytettäviä ylimääräisiä minuutteja. Itse pistepilvi saadaan helposti muutettua numeroiksi hyödyntämällä kolmannen osapuolen ohjelmistoa. Näistä saadaan automaattisesti puuparametrit. Mikäli automatiikka havainnoi parametrin virheellisesti, on ohjelmistoissa selkeät visuaaliset käyttöliittymät manuaalisia korjauksia varten. Helpota elämääsi ja valitse uuden sukupolven laserkeilain avuksesi.
Nyt voit ohjata koko laserkalustoa matkapuhelinsovelluksella. Spectra Precisionin uusi ST805-appi mahdollistaa lasereiden ohjauksen matkapuhelimella ja helpottaa työmaiden mittauksia. Sovelluksen avulla ohjaat ja hallinnoit kaikkia laserin toimintoja ja ominaisuuksia.
ST805 on ladattavissa ilmaiseksi Googlen Play -kaupasta. iphone-versio on tulossa myöhemmin. Sovelluksen lisäksi tarvitset Spectran uuden ST805-signaalitoistimen.
Spectra Precision ST805
Signaalitoistin
ST805 Signaalitoistin
ST805-radiosignaalitoistin mahdollistaa laserin ohjaamisen nykyistä paljon pidemmän matkan päästä. Bluetoothin avulla pystyt jopa tuplaamaan nykyisen kauko-ohjaimen kantaman.
Radiosignaalitoistin pidentää huomattavasti radioyhteyden kantamaa, jopa tuplaa sen. Signaalitoistin asetetaan laserin ja matkapuhelimen/kauko-ohjaimen väliin.
Laite toimii seuraavien Spectra-lasereiden kanssa: LL300S, HV302, HV302G, GL412N, GL422N, GL612N, GL622N, GL622IR, UL633N, DG613, DG613G ja DG813.
Kuvassa vasemmalla Jyväskylän kaupungin Ari Heinonen ja oikealla VideoDronen perustaja Juhani Mikkola. Pöydällä GeoDrone X4L.
Keski-Suomesta löytyy mahdollisesti Suomen parasta drone-osaamista. Osaamisen takana on VideoDronen perustaja Juhani Mikkola ja Jyväskylän kaupungin mittauspäällikkö Ari Heinonen. Jyväskylän kaupunkia pidetään edistyksellisenä UAS-teknologian osaajana. Kaupunki elää rohkeasti aikaansa edellä. Teknologiahenkisyys ei tule kaupungin uusimpia hankkeita seuranneille yllätyksenä. Kaupungin 3D-kartan toteuttamisessa on hyödynnetty UAS-teknologiaa. Mallia pidetään jatkuvasti ajan tasalla. Tämä onnistuu moitteettomasti VideoDronen GeoDrone X4L- dronen avulla, jonka jälleenmyyjänä Suomessa toimii Geotrim. Drone-kuvausta Jyväskylän kaupunki on käyttänyt hyvin aktiivisesti viime vuosien aikana.
Jyväskylän kaupungin mittauspäällikkö Ari Heinonen tutustui Intergeo-messuilla droneen ensimmäistä kertaa. Hän kiinnitti huomiota siihen, että droneja käytettiin maanmittaustarkoituksiin. Niillä hankittu aineisto oli laadullisesti hyvin korkeatasoista. Pian Intergeo-messujen jälkeen Heinonen selvitti mitä droneja oli tarjolla ja minkä tasoista aineistoa niillä sai kerättyä. Jyväskylän kaupungilla drone-hankkeeseen kiinnostuttiin. Vuonna 2014 rahaa saatiin budjetoitua drone-hankintaa varten.
Heinonen oli kuullut suomalaisesta drone-valmistajasta, joka sattumoisin oli samalta paikkakunnalta. Demokuvauspäivä oli tavallista tuulisempi. Säästä huolimatta demo pidettiin. Drone pysyi ilmassa. Dronen kestävyys ja aineiston laatu vakuuttivat Ari Heinosen. Näin Jyväskylän kaupungista tuli VideoDronen ensimmäinen maanmittausasiakas.
Mistä VideoDrone sai alkunsa?
VideoDronen kehitys lähti Juhani Mikkolan autotallista. Ensimmäiset ilmakuvat dronella Mikkola otti keväällä 2011. Silloin toiminta oli harrastusmuotoista. Mikkola lennätti dronea omaksi ilokseen. Laitteita kehitettiin koko ajan paremmiksi. Mikkolan nälkä kasvoi syödessä. Ikään kuin huomaamatta Juhani Mikkola alkoi tehdä ilmakuvausta laskutustyönä toiminimellä.
Suunnitteluvaiheessa oleva drone.
Varsinainen käänne tapahtui 9.7.2013. Silloin Vihtavuoressa oli vaaratilanne. Tilannekuvan saamiseksi käytettiin ensimmäistä kertaa dronea. Seuraavalla viikolla alkoi Juhani Mikkolan puhelin käymään kuumana. Moni halusi tietää, mistä kyseistä dronea voi ostaa. Silloin Mikkolalla kypsyi ajatus tehdä harrastuksesta kaupallista dronen valmistusta. VideoDrone Finland Oy perustettiin lokakuussa 2013.
VideoDronen toiminta on kehittynyt voimakkaasti. ”Valmistamme nykyään kopterit ja kameratelineet, sekä integroimme muiden valmistamia hyötykuormia. Pix4D prosessointiohjelmistossa toimimme Suomen jälleenmyyjänä ja kouluttajana. Osa ohjelmistoista on myös omaa tuotantoa tai yhteistyössä ohjelmistoyritysten kanssa tehtyä,” Juhani Mikkola kertoo. Geotrimistä tuli GeoDrone X4L:n jälleenmyyjä Suomessa vuonna 2015 ja näin VideoDrone pystyi entistä paremmin keskittymään tuotekehitykseen.
Dronen käyttö on helppoa, kunhan siihen perehtyy ja hankkii koulutuksen. Jokainen VideoDronen asiakas saa luovutuksen yhteydessä päivän koulutuksen dronen käyttöön. Maanmittaukseen tarkoitettu GeoDrone X4L kuuluu Geotrimin valikoimaan ja drone-koulutuksen saa luonnollisesti myös Geotrimiltä toimituksen yhteydessä. Lisäksi asiakkaalle suositellaan turvallisuuteen ja lainsäädäntöön liittyvän verkkokurssin käymistä. Verkkokurssin tarjoaa Insta ILS. Drone on kone ja vaatii toimiakseen myös huoltoa. Huoltoa suositellaan vähintään kerran vuodessa tai 100 tunnin välein. Huollossa vaihdetaan kuluvat osat, tehdään ohjelmistopäivitykset sekä tarkastetaan laitteiston kunto. Lentolaite on syytä säilyttää kuivassa, lämpimässä tilassa, ja drone hyvin puhdistettuna.
Juhani Mikkola suosittelee myös, että monen drone-kuvaajan sijaan olisi vain yksi kuvaaja. Vaikka kuvaaminen on helppoa, tulee kuvausvarmuus vasta kokemuksen kautta. Esimerkiksi Jyväskylän kaupungilla drone-kuvaamisesta vastaa Ari Heinonen. Näin taataan myös se, että GeoDrone on jatkuvassa käytössä. Yhden kuvaajan etuna on myös parempi prosessin hallinta. Kun tiedetään miten aineisto kerätään, osataan suunnitella drone-kuvaaminen tarkasti.
Mihin kaikkeen Jyväskylän kaupunki käyttää GeoDrone X4L -kopteria?
Alun perin Jyväskylän kaupunki käytti GeoDrone X4L -kopteria pohjakarttojen ylläpitoa varten. Ari Heinosen mukaan ”perinteisin tavoin pohjakartan ylläpito olisi myös toiminut, mutta se olisi vaatinut huomattavasti enemmän resursseja. Esimerkiksi maastomittausryhmä lähetetään paikan päälle mittaamaan ja myös mobiilikartoitus vaihtoehtoja oli jo silloin, mutta tehokkuus on toista luokkaa GeoDronella. GeoDrone investointina maksoi itsensä takaisin jo ensimmäisen vuoden aikana. Sillä saa tehostettua omaa toimintaansa niin paljon, että on aikaa keskittyä muihin hommiin. Toki drone-prosessi pitää olla kunnossa, että drone-kuvaukset saadaan tehtyä.”
Jyväskylän kaupunki käyttää nykyään GeoDronea myös muihinkin käyttötarkoituksiin kuten yhdyskuntasuunniteluun, asemakaavoitukseen, metsäpalveluihin, ympäristönsuojeluun, viestintään, markkinointiin sekä matkailuun. Käyttötarkoituksia on loputtomasti.
Yksi mielenkiintoisimmista dronen kuvaustapauksista tuli vastaan viime talvena, kun tykkylumi teki tuhojaan laajoilla metsäalueilla, jotka olivat yli 200m maastokorkeudessa Jyväskylän metsäalueilla.
Metsätalousinsinööriltä olisi mennyt huomattavan paljon aikaa liikkumiseen vaikeakulkuisilla alueilla, ryteikössä, upottavassa lumessa ja isoja korkeuseroja sisältävässä maastossa.
Ari Heinosen mukaan kaikki vahingoittuneet puut saatiin nopeasti tunnistettua. GeoDronella kerätty aineisto on erittäin tarkkaa ja pistepilvestä pystyi helposti tunnistamaan puut, joista latvat olivat katkenneet. GeoDronen aineiston avulla Jyväskylän kaupunki pystyi suunnittelemaan reitti- ja raivaussuunnitelman. Hyvän reitti- ja raivaussuunnittelun ansiosta vahingoittuneet puut saatiin poistettua Jyväskylän metsistä kesän puoleenväliin mennessä. Ajansäästön ja turvallisuuden lisäksi Jyväskylän kaupunki säästi tällä operaatiolla paljon kustannuksia.
GeoDronen PPK, eli Post Processing Kinematic, mahdollisti sen, että myös ilman tukipisteitä saatiin metsätuhoista mahdollisimman tarkkaa tietoa kerättyä dronella. PPK osoittautui tässä projektissa ratkaisevaksi tekijäksi ja aineiston tarkkuuteen pystyi luottamaan, kun kuvattiin valtavia alueita metsää. Koska PPK:ssa kuvien tarkka sijaintitieto saadaan jälkilaskennan jälkeen, kuvauksessa ei tarvita häiriöaltista radioyhteyttä, vaan laitteisto tallentaa sisäiseen muistiin mikrosekuntien tarkkuudella kuvanottohetken ja GNSS-datan.
Lainsäädäntö muuttuu. Miten käy drone-kuvaamiselle tulevaisuudessa?
Drone-lennättäminen muuttuu ensi vuoden heinäkuusta lähtien entistä säädellymmäksi. Tämä johtuu uudesta EU-asetuksesta. Sen mukaan jokaisen drone-lennättäjän on suoritettava Traficomin verkkopalvelussa järjestettävä verkkokurssi ja -tentti sekä rekisteröitävä drone-käyttäjäksi. Tämä asetus koskee sekä uusia että kokeneita drone-kuvaajia. Myös maksimilentokorkeus laskee 150 metristä 120 metriin.
Juhani Mikkola ja Ari Heinonen ovat yksimielisiä siinä, että uusi EU-asetus lisää turvallisuutta entisestään ja on hyvä asia. Ammattimaiset drone-kuvaajat ovat hyvin perillä droneen liittyvistä lainsäädännöistä jo nyt ja noudattavat näitä. Drone-harrastelijoille drone-kuvaamiseen liittyvä lainsäädäntö saattaa tulla kuitenkin täysin yllätyksenä.
Juhani Mikkolan mukaan turvallisuudesta voi ja pitää huolehtia: ”Olennaista kuvaamisessa on tunnistaa riskit etukäteen ja välttää niitä. Eli ole kunnolla valmistautunut, selvitä lainsäädäntö, tiedä mitä teet ja sitten tämän jälkeen päätät, voitko suorittaa lennon vai et. Se on myös pidettävä mielessä, että drone on aina väistämisvelvollinen.”
Mikkolan mukaan 5G muuttaa drone-ilmailua entisestään. ”Siihen suuntaan näytetään menevän, että lennonjohto olisi tietoinen kaikista ilmassa olevista droneista, lentokoneista ja muista ilmailukoneista. Näitä järjestelmiä rakennetaan ja testataan par ‘aikaa. Se milloin nämä järjestelmät ovat valmiita ei tiedetä vielä tarkasti. Suunta on kuitenkin selvä”, Mikkola toteaa.
Vinkit turvalliseen drone-lennättämiseen
Heinonen käyttää paljon UAV Forecast- ennustetta lentosään varmistamiseen. On tärkeää varmistaa turvalliset olosuhteet. Sääennusteesta Ari Heinonen pystyy tunnistamaan ne tuulet ja puuskat, jotka haittaisivat drone-kuvaamista. Myös jäätävällä kelillä kuvaaminen on riski.
Juhani Mikkola tarkentaa: ”Jäätävällä kelillä, eli kun kosteus on 100% ja ollaan pakkasen tuntumassa, niin silloin potkurin lapoihin kertyy jäätä, jolloin drone menettää nostokykynsä. Nostokyvyn menetys tapahtuu erittäin nopeasti. VTT:n kylmälabrassa näin kävi 1 minuutissa 40 sekunnissa, 100% kosteudessa ja pakkasta miinus viisi astetta. Tässä ajassa dronen tehosta 20% oli hävinnyt. Tämä ei vielä sinänsä ole ongelma, sillä dronesta löytyy tehoreserviä, mutta sitten kun jää irtoaa potkurin lavoista, niin se ei irtoa tasaisesti molemmin puolin, jolloin se alkaa ravistamaan konetta. Tärinä on se, mikä ”tappaa” koneen aika nopeasti.”
rimble® R12 GNSS-vastaanotin saa tehonsa uudesta ProPoint™ GNSS -tekniikasta, jonka ansiosta mittaaja voi mitata enemmän pisteitä useammassa kohteessa kuin koskaan ennen. Erityisesti haastavissa GNSS-ympäristöissä R12-vastaanotin auttaa säästämään aikaa maastossa ja vähentää perinteisten menetelmien tarvetta.
Täysin uusinta tekniikkaa edustava Trimble ProPoint GNSS tuo käyttäjälle joustavan signaalien hallinnan, joka auttaa vähentämään signaalihäiriöiden vaikutuksia ja tarjoaa kaikkien GNSS-konstellaatioiden toiminnot. Haastavissa GNSS-ympäristöissä kuten puiden lähellä sekä rakennetussa ympäristössä, Trimble R12:n suorituskyky on yli 30% edeltäjiään parempi useissa eri tekijöissä, mukaan lukien maanmittaustasoisen tarkkuuden saavuttamisessa, sijainnin tarkkuudessa ja mittauksen luotettavuudessa.
R12 sisältää R10:stä tutun SurePoint-kaltevuuskompensoinnin ja XFill:n katkeamattoman mittauksen.
Laserlähettimen toiminta-alue on tärkeä ominaisuus, joka on myös hyvä huomioida. Spectra Precision GL412 ja GL422 -maanrakennuslaserien toiminta-alue on 800 m. Vaativampiin töihin löytyy laser, jolla toiminta-alueeksi tulee jopa 1 km.
Tarkkuus on tietysti tärkeää, kun puhutaan lasereista ja mittaamisesta. Laserin tarkkuus ilmaistaan yleensä mm/100 m eli paljonko laitteen laserin tarkkuus saa heittää tuolla matkalla. Joskus puhutaan myös kaarisekunneista. Spectra Precision -maanrakennuslasereilla tarkkuustaso on useimmissa kojeissa 5 mm/100 mm ja vaativamman luokan laitteella päästään tasoon 4 mm/100 m. 5 mm/100 metrille vastaa 10:tä kaarisekuntia.
