Kun puhutaan laserkeilainten teknisistä ominaisuuksista, käytetään erilaisia termejä kuten keilausnopeus, kerättyjen pisteiden määrä/sekunti, pistepilven tarkkuus, kohina tai kulmatarkkuus. Mitä nämä eri termit tarkoittavat ja millä on aidosti merkitystä lopputuloksen kannalta? Tässä blogissa keskitytään laserkeilausnopeuteen. Blogin toisessa osassa käydään läpi laserkeilaimen tarkkuuteen liittyviä termejä ja niiden merkitystä.

Laserkeilain tulee valita käyttökohteen ja tarpeen mukaan eikä kannata miettiä niinkään millä laitteella on parhaimmat tekniset ominaisuudet. Jos halutaan nopeaa laserkeilausta eikä tarkkuus ole suurin kriteeri, voi sopivin laite olla mobiili- eli liikkuva laserkeilain. Kun taas halutaan suurempaa tarkkuutta, silloin kannattaa valita staattinen eli maalaserkeilain.

On hyvä muistaa, että mitä enemmän pisteitä kerätään suuremmalla tarkkuudella, sitä enemmän keilaukseen menee aikaa ja aineiston datamäärä kasvaa, mikä taas hidastaa aineiston loppukäsittelyä. Aina ei siis ole paras ratkaisu valita keilainta, joka kerää eniten pisteitä eikä aina ole paras ratkaisu käyttää keilaimen tarkimpia asetuksia.

Laserkeilaimen keilausnopeus

Keilausnopeudella on merkittävä vaikutus laitteen tehokkuuteen, tarkkuuteen ja sovellusmahdollisuuksiin. Oikean keilausnopeuden valitseminen riippuu kohteesta, käyttötarkoituksesta ja tarpeista.

Mitä tarkoitetaan nopeudella, kun puhutaan laserkeilaimista? Yleisesti nopeudella tarkoitetaan laserkeilaimen kohdentaman lasersäteen liikkumisnopeutta, kun se skannaa ympäristöä ja kerää tietoja pistepilven muodossa. Tämä nopeus määrittää sen, kuinka nopeasti laserkeilain voi kattaa tietyn alueen ja kerätä kolmiulotteista tietoa ympäristöstään.

Usein nopeudella tarkoitetaan sitä paljonko pistepilvipisteitä keilain pystyy keräämään sekunnissa, mutta tässä on kyse myös keilaimen tehosta ja laadusta nopeuden lisäksi. Trimblen X7-keilaimen nopeus on 500 kHz eli se pystyy keräämään puoli miljoonaa pistettä sekunnissa ja X9-keilain puolestaan pystyy keräämään miljoona pistettä sekunnissa. On hyvä muistaa, että enemmän ei aina ole parempi eli automaattisesti paras laite jokaiseen käyttötarpeeseen ei ole laite, joka kerää eniten pisteitä sekunnissa. Enemmän pisteitä > isompi määrä dataa > hitaampi käsitellä.

Trimblen laserkeilaimissa pystytään keilausasetuksia muuttamaan, jolloin esim. keilausaika muuttuu. Enemmän pisteitä ja tarkemmat kuvat tarkoittavat pidempää keilausaikaa. Kuvassa 1 nähdään Trimble X9-keilaimen keilauksen kestoa, pistetiheyttä, kerättyjen pisteiden määrää ja tiedostokokoa, kun skannausasetuksia muutetaan.

Kuva: Trimble X9, keilausparametrit

Mikä merkitys laserkeilaimen keilausnopeudella on?

Tärkeä seikka on käyttöaika ja tehokkuus. Nopeampi keilausnopeus mahdollistaa suuremman alueen kattamisen lyhyemmässä ajassa, mikä lisää laitteen tehokkuutta ja vähentää tarvittavaa aikaa datan keräämiseen. Erityisesti suurten alueiden kartoituksessa nopea keilausnopeus voi olla erittäin hyödyllistä.

Toinen merkittävä vaikutus nopeudesta on tarkkuus. Keilausnopeus voi vaikuttaa pistepilven tarkkuuteen ja tiheyteen. Liian nopea keilausnopeus voi johtaa pistepilven harvempaan tiheyteen ja siten pienempään tarkkuuteen, kun taas hitaampi keilausnopeus voi tuottaa tiheämmän ja tarkemman pistepilven. Käyttökohteesta riippuen on tasapainotettava nopeuden ja tarkkuuden välillä.

Laserkeilauksen nopeuteen vaikuttaa myös muut tekijät kuin keilaimen absoluuttinen keilausnopeus. Huomioon otettavia asioita ovat laitteen alkuvalmistelut ennen keilauksen aloittamista, keilaimen tasaaminen sen jälkeen, kun sitä on liikuteltu sekä pistepilvien rekisteröiminen työmaalla.

Kun Trimblen X7- tai X9-keilain käynnistetään, se tekee aina automaattisen itsetasauksen. Laite siis ”suoristaa sisäisesti” itsensä aina ±10° kaltevuudella, mikä tarkoittaa suomeksi, ettei laitteen tarvitse olla täysin suorassa. Riittää kun tarkistaa silmämääräisesti, että keilain on 10 asteen kaltevuudella suorassa. Tämä säästää aikaa, kun laitetta liikutellaan.

Pistepilven rekisteröinti

Pistepilvien rekisteröinti työmaalla keilauksen yhteydessä tapahtuu automaattisesti FieldLink-ohjelmistolla. Ohjelmisto rekisteröi erilliset keilausasemat toisiinsa ja muodostaa niistä yhtenäisen pistepilven. Rekisteröinti tapahtuu tunnistamalla yhteisiä pintoja kuten seiniä eri keilausasemista, joiden avulla ne voidaan yhdistää. Trimblen keilaimissa on lisäksi sisäinen inertiaominaisuus, mikä tarkoittaa, että keilain ”ymmärtää” mihin suuntaan se liikkuu kohteessa, kun sitä siirretään. Trimblen automaattinen rekisteröinti on aito rekisteröinti eikä esirekisteröinti, joka pitää vielä erikseen rekisteröidä tietokoneella. FieldLinkissä automaattinen rekisteröinti voidaan siirtää sellaisenaan eteenpäin jatkokäsittelyyn. Tämä säästää aikaa työmaalla ja nähdään heti keilauksen valmistuttua, onko keilaus onnistunut ja ovatko pistepilvet rekisteröitävissä yhteen.

Lisätietoa:

Tuomas Anttila
Myyntipäällikkö

0207 510 608
tuomas.anttila (at) buildingpointfinland.fi

Tutustu:

Trimble X9

3D-laserkeilain

(4.11.2021)

Uusi EU-droneasetus astui voimaan vuoden 2021 alussa ja sen siirtymäaika loppuu noin 50 vuorokauden kuluttua. 

Uusi asetus tulee merkittävästi vaikuttamaan dronea kartoitus- ja muuhun työhön asutulla alueella käyttävien lento-operointiin, laitteisiin ja lupiin. Nykytiedon mukaan nämä operoinnit menevät uuden säätelyn Erityinen-luokkaan (Specific). Erityinen-luokassa operaattorilupien myöntäminen tapahtuu Traficomin toimesta SORA-riskiarviointimenettelyn kautta, ellei operointiin soveltuvaa ennalta määriteltyä riskiluokitusta ole olemassa (PDRA).
Laitevalmistaja Nordic Drones Oy:llä, jonka GeoDrone-kartoituskopterin myyjänä Geotrim toimii Suomessa, on jo uuden droneasetuksen vaatimuksia ja omia testilentoja varten Erityinen-luokan operaattorilupa tiheästi asutetun alueen ulkopuolelle.

Uusi laki edellyttää operaattorilta ja drone-järjestelmältä myös maariskin hallintaa.  

Erityinen-luokan operaattorilupa ei kuitenkaan perusmuotoisena mahdollista tiheästi asutulla alueella operointia. Se edellyttää esimerkiksi dronen kanssa integroidun laskuvarjojärjestelmän käyttöönottoa ja sen toimintakyvyn osoittamista.

Nordic Drones on yhteistyössä suomalaisen VectorSave-laskuvarjovalmistajan kanssa kehittänyt GeoDrone-integraation ja tehnyt kesän aikana lähes 20 ASTM 3322-18 standardin mukaista testilentotilannetta ja varjolaukaisua ilman yhtään virhetilannetta.

Operaattorilupa kaupunkialueilla lentämiseen hakuvaiheessa

Geotrimin drone-asiantuntija Eero Vihavainen on yhdessä Aviagoupin Jarno Koposen kanssa valmistellut ja jättänyt Traficomille Suomen ensimmäisen kaupunkioperointiin tähtäävän operaattorilupahakemuksen, jonka tarkoituksena on mahdollistaa GeoDronella tapahtuvan kaupunkikartoituksen jatkuvuus. Tähän hakemukseen on yhdistetty maariskinhallinta Nordic Drones Oy:n GeoDrone 6 -kopterin laskuvarjointegraation avulla.

Geotrim Oy:n oma operaattorilupahakemus on ensimmäinen vaihe kohti vaativaa kaupunkioperointia. Lupaprosessin kautta tavoitteena on myös luoda hyväksytty koulutusjärjestelmä ja asiakkaille tarjottava palvelukokonaisuus, jotta koulutuskokonaisuus yhdessä GeoDrone 6 -kopterin ja laskuvarjointegraation kanssa palvelisi ja edistäisi asiakkaiden tarpeita kaupunkikartoitukseen. Hakemus on Traficomilla käsittelyssä, joten pyrimme tiedottamaan aiheesta heti, kun uutta tietoa on saatavilla.

Lisätietoa

Geotrim Oy, Eero Vihavainen, +358406877410, eero.vihavainen@geotrim.fi

Geotrim Oy:n tuotetarjonta on täydentynyt kahdella uudella 3D-mittausjärjestelmällä: Kesän aikana on saapunut Trimble MX9 -mobiilikartoitusjärjestelmä ja UAV-tarjontaan on tullut pystysuoraan nouseva ja laskeva (VTOL) kiinteäsiipinen saksalaisen Quantum-Systemsin valmistama Trinity F90+ -drone.

Trimble MX9 edustaa tehokkuudellaan ja helppokäyttöisyydellään mobiilikartoitusjärjestelmien uusinta sukupolvea ja on nopeasti asennettavissa erilaisiin ajoneuvoihin, kiskokalustoon tai vaikka veneeseen. Asennusteline kiinnitetään kattotelineeseen, johon sensoriyksikkö asennetaan pikakiinnityksellä. Sensoriyksikön lisäksi järjestelmään kuuluu kontrolliyksikkö sekä virtayksikkö. MX9:n operointiin riittää tabletti tai tietokone sekä selain. Erillistä tiedonkeruusovellusta ei tarvita.

Sensoriyksikön ydin on kaksi tehokasta laserkeilainta, jotka yhdessä tuottavat maksimissaan kaksi miljoonaa pistettä sekunnissa. Näitä täydentävät 360° panoraamakamera sekä kolme viistokameraa, jotka tuottavat visuaalista kuva-aineistoa ympäristöstä ja mahdollistavat pistepilven värjäyksen. Sensoreiden georeferoinnista ja asennon määrityksestä huolehtii alan referenssi, Applanixin AP60 GNSS/IMU-järjestelmä.

Trimble MX9 -mobiilikartoitusjärjestelmä taipuu moneen: suunnittelun lähtötietojen keruuseen, väylien ja väyläinfran dokumentointiin, tarkemittauksiin, kaupunkimallinnukseen ja moneen muuhun. Nopeasti asennettavana se on helposti käyttöön otettavissa pieniinkin projekteihin.

Trimble MX9 on käytettävissä vaihtoehtoisilla tavoilla. Käyttökoulutuksen jälkeen on mahdollista toteuttaa omatoiminen tiedonkeruuprojekti ja siihen liittyvän prosessointi tai vaihtoehtoisesti Geotrimin yhteistyökumppani, Tripodi Finland Oy, toteuttaa projektin avaimet käteen -periaatteella: tiedonkeruusta valmiiksi lopputuotteiksi.

Kiinteäsiipinen Trinity F90+ drone nousee ja laskee pystysuoraan, joten operointi ei vaadi yhtä paljon tilaa kuin perinteiset kiinteäsiipiset ratkaisut. Pitkän suunnittelutyön lopputuloksena kehitetty optimoitu siipigeometria tarjoaa hämmästyttävän 14:1 liitosuhteen, jonka ansiosta Trinity kuluttaa matkalennossa vain vähän virtaa ja maksimi lentoaika on aina vähintään 90 minuuttia.

Pitkä lentoaika yhdistettynä suureen lentonopeuteen (max 20 m/s) mahdollistaa isojen alueiden kuvauksen yhdellä lennolla. Yhdellä lennolla voidaan kuvata jopa 700 ha:n alue, joten Trinity soveltuu mainiosti kartoitussovellusten lisäksi geologisiin sovelluksiin sekä maa- ja metsätaloussovelluksiin, joissa usein on tarve kuvata suuria alueita.

Trinityn sensorivalikoima on kattava: Sonyn UMC ja täyden kennon RX1R II -kamerat ovat vaihtoehtoisia RGB-sensoreita ja tuottavat laadukasta kuva-aineistoa. Maa- ja metsätaloussovelluksiin soveltuvat puolestaan RedEdge-MX ja MicaSense Altum -multispektrikamerat. Hyötykuormakotelo on kustomoitavissa, joten muita sensoreita voi käyttää hyötykuorman maksimipainon sallimissa rajoissa.

Trinity F90+:n täydellinen laitekokoonpano sisältää dronen lisäksi mm. QBase 3D -lennonsuunnitteluohjelman, radiolinkin, radio-ohjaimen ja jopa ADS-B-vastaanottimen muun lentoliikenteen seurantaan. Trinity on aina varustettu PPK-tekniikalla, joten kuva-aineiston georeferointi ei edellytä laajaa signalointia. Koko järjestelmä kulkee mukana kätevässä kuljetuslaukussa.

Lisätietoa: Sakari Mäenpää, puh. 040 7171 347