YellowScan LiDAR-drone — milloin tarvitaan LiDAR eikä kamera?

Posted on by Geotrim

Droonimittaus on viime vuosina yleistynyt nopeasti, ja useimmissa kohteissa RGB-kamera tuottaa riittävän tarkan tuloksen kohtuullisella vaivalla. Mutta on tilanteita, joissa kamera yksinkertaisesti ei pääse sinne, minne pitää. Silloin YellowScan LiDAR-drone astuu kuvaan. Tämä artikkeli käy läpi, milloin ilmalaserkeilaus on oikea valinta fotogrammetrian sijaan ja mitä se käytännössä tarkoittaa suomalaisessa mittausympäristössä.

Kohteet, joissa kamera ei riitä

Fotogrammetria toimii erinomaisesti avoimilla alueilla: pelloilla, rakennustyömailla, louhoksilla ja muilla kohteilla, joissa maanpinta on selvästi näkyvissä. Ongelma syntyy heti, kun kasvillisuus tulee kuvaan. Kamera tallentaa sen, mitä se näkee, eli latvuston pinnan. Maanpinta jää piiloon.

Tiheässä metsässä, pensaikkoisessa maastossa tai ruovikkorannoilla RGB-pohjainen pistepilvi kertoo puuston muodosta, muttei anna mitään tietoa siitä, mitä latvuston alla on. Jos tavoitteena on digitaalinen maastomalli DTM, metsäinventointi tai tulva-alueen korkeusmallinnus, kamera ei yksinkertaisesti riitä. Sama haaste toistuu sähkölinjojen ja putkistojen tarkastuksissa, joissa rakenne kulkee puuston seassa.

Miten YellowScan LiDAR-drone kerää dataa

LiDAR-keilain lähettää laserpulsseja, jotka kimpoavat takaisin sekä latvustosta että sieltä läpäisseistä pulsseista, jotka osuvat maanpintaan. Näin yhdestä lennosta syntyy pistepilvi, joka sisältää tietoa usealta eri korkeustasolta samanaikaisesti.

YellowScan Mapper painaa noin 1,5 kilogrammaa ja integroituu useisiin eri UAV-alustoihin. Georeferointi tapahtuu suoraan Applanix GNSS/IMU-yksikön avulla, joten erillistä GCP-maastomerkkiverkostoa ei normaaliolosuhteissa tarvita. Aineiston jälkilaskentaan käytetään POSPac UAV -ohjelmistoa, joka sisältyy järjestelmän hintaan. Tuloksena on georeferoitu pistepilvi, joka on käyttövalmis heti prosessoinnin jälkeen.

LiDAR-datan tarkkuus verrattuna fotogrammetriaan

Tarkkuuden vertailu ei ole yksiselitteistä, koska se riippuu kohteesta. Avoimella alueella RTK-drone ja hyvä kamera voivat tuottaa senttimetriluokan tarkkuuden, joka vastaa LiDAR-mittausta. Ero syntyy kasvillisuuden alla.

LiDAR-keilain läpäisee tiheänkin puuston, koska osa laserpulsseista kulkeutuu oksien välistä maahan asti. Fotogrammetriassa tämä ei ole mahdollista, koska kuva tallentaa vain sen, mitä objektiivi näkee. Metsäinventoinnissa LiDAR tuottaa automaattisesti puiden korkeuden, latvuspeiton ja tilavuusarvion pistepilvestä, kun taas kameradatasta vastaavat tiedot ovat epäluotettavia tai mahdottomia laskea. Rakennustyömaalla tai louhoksella ero kaventuu huomattavasti, jolloin RGB-fotogrammetria on usein riittävä ja kustannustehokkaampi valinta.

Tyypilliset käyttökohteet Suomessa

Suomessa on noin 22 miljoonaa hehtaaria metsämaata, ja metsänomistajat, metsäyhtiöt sekä viranomaiset tarvitsevat jatkuvasti ajantasaista tietoa puuston tilasta. Metsäinventointi dronella on yksi selkeimmistä LiDAR-käyttökohteista: koko metsäkuvio kartoitetaan yhdellä lennolla, ja pistepilvestä voidaan automaattisesti tunnistaa puiden lukumäärä, korkeus ja tilavuusarvio.

Muita tyypillisiä kohteita Suomessa ovat maanmittaus haastavassa maastossa, louhokset ja kaivosalueet, joissa kasvillisuus reunustaa mittausaluetta, sekä myrsky- ja tuhoaluekartoitukset, joissa nopea tilannetieto on kriittistä. Sähkö- ja vesihuollon infrastruktuuri kulkee usein metsäisessä maastossa, jossa LiDAR-droonimittaus tuottaa johtokäytävien geometrian selvästi luotettavammin kuin kamerakuvaus. Suomen vaihtelevat vuodenajat eivät estä mittaamista, sillä YellowScan-järjestelmä toimii myös talviolosuhteissa.

LiDAR-droonin valinta osaksi mittauskalustoa

LiDAR-drone ei korvaa kameraa, vaan täydentää sitä. Järkevä lähestymistapa on miettiä kohde ensin: jos maanpinta on näkyvissä ja väri-informaatio on tärkeää, RGB-fotogrammetria on nopeampi ja edullisempi. Jos kasvillisuus peittää maanpinnan tai tarvitaan DTM latvuston alta, LiDAR on ainoa toimiva vaihtoehto.

UAV-alustana voidaan käyttää useita eri vaihtoehtoja. Isommilla alueilla kiinteäsiipinen Patria GEO yhdistettynä YellowScan-keilaimen kanssa muodostaa tehokkaan järjestelmän metsäinventointiin ja laajamittaiseen maanmittaukseen. Kompaktimpi multikopteri sopii pienempiin ja vaativampiin kohteisiin, joissa lentoreitit ovat mutkikkaampia.

Geotrim on YellowScanin virallinen jälleenmyyjä Suomessa. Tuotepäällikkö Sakari Mäenpää auttaa valitsemaan oikean järjestelmän kohteen ja käyttötarpeen mukaan. Ota yhteyttä ja käydään läpi, sopiiko LiDAR-drone seuraavaan projektiin.

Aiheeseen liittyvät artikkelit