Sammenligning af scanningskvalitet ved terrestrisk laserscanning

Transkript

1 Sammenligning af scanningskvalitet ved terrestrisk laserscanning Opgavetype: 4. sem. afgangsprojekt Uddannelse: Kort- og landmålingstekniker Titel: Sammenligning af scanningskvalitet ved terrestrisk laserscanning Forfatter: Anja Ballegaard Westermann Vejleder: Rune Andersen Uddannelsessted: VIA University College, Campus Horsens, Teknisk-Merkantil Højskole Dato: 11. juni 2014

2 Titelblad VIA University College Campus Horsens TEKNISK-MERKANTIL HJSKOLE Sammenligning af sanningskvalitet ved terrestrisk laserscanning Anja Ballegaard Westermann (BKHS43K-S14: ) Rapporttitel: Vejleder: Forfatter: Dato og underskrift: Studienummer: Oplag: Sidetal (á 2400 anslag): Sammenligning af scanningskvalitet ved terrestrisk laserscanning Rune Andersen Anja Ballegaard Westermann 11. juni digitalt 20 Titelblad Generel information: All rights reserved ingen del af denne publikation må gengives uden forudgående tilladelse fra forfatteren. BEMÆRK: Dette projekt er udarbejdet som en del af uddannelsen til kort- og landmålingstekniker alt ansvar vedrørende rådgivning, instruktion eller konklusion fraskrives

3 Sammenligning af sanningskvalitet ved terrestrisk laserscanning Anja Ballegaard Westermann (BKHS43K-S14: ) Forord Denne rapport er en del af Kort- og landmålingsteknikeruddannelsens afsluttende eksamen, under emnet Sammenligning af scanningskvalitet ved terrestrisk laserscanning, hvor to 3D laserscanningsinstrumenter, hhv. Leica ScanStation C10 og Trimble TX5 3D Laser Scanner, sammenlignes ud fra en konkret opgave. Afgangsprojektet er stillet af virksomheden Hvenegaard Landinspektører A/S, under ledelse af Leif Frederiksen og med teknisk konsulenthjælp fra Egil Søbye, som begge har hjulpet til med søsætning af projektet, samt vejledning og opmåling undervejs i forløbet. Uden dem, var projektet ikke sat i værk. Dertil har der været sørget for møde med Faro/ ATS ved Marko Matilainen og løbende konsulentsamtaler, for sikring af testopsætningen, samt ved ændringer i forløbet. Tak til Leica Geosystems A/S for udlån af Leica ScanStation C10 samt efterfølgende hurtig og effektiv databearbejdning af 3D laserscanningsdata. Tak til VIA UC Campus Horsens for lån af Trimble TX5 3D Laser Scanner samt nødvendigt udstyr. Dertil ønsker jeg også at takke Vejleder Rune Andersen, samt konsulenthjælp fra Lars F. Matthiesen og Lisbeth Kejser i den indledende fase. En stor tak skal også lyde til Tarup-Davinde I/S samt Naturskolen Åløkkestedet, for lån af terræn samt nøgle til lokaler og strømforsyning i området. Abstract The problem statement was laid out by Hvenegaard Landinspektører A/S, as a part of the final exam project at the surveyor education. The subject was stated: Comparison of scan quality by terrestriallaser scanning. This report shows that the choice of 3D laser scanning equipment has to depend on the need, use and scan quality, that is demanded for the assignments given. Two 3D laser scanners has been tested: Trimble TX5 3D Laser Scanner, which is the smaller package, and what is needed for many assignments. Leica ScanStation C10 is more of a surveyor built 3D laser scanner, equipped for accurate measurement and liability though also more expensive in cost. Forord og abstract 2

4 Sammenligning af sanningskvalitet ved terrestrisk laserscanning Anja Ballegaard Westermann (BKHS43K-S14: ) Indholdsfortegnelse 1. Indledning med problemformulering Afgrænsning Valg af metode Rapportens struktur 4 2. Projektbeskrivelse Formål Målgruppe Mål Egne læringsmål Produktmål 5 3. Projektbearbejdelse Handlingsplan Tidsplan og -registrering Logbog 7 4. Indledende arbejde Instrumenter & software Strategi og planlægning Lokation Opstillingspunkter Afsætning og kontrollerende indmåling D laserscanning Reference- og testpunkter Targetstørrelse Tidsramme Sammenfatning Dataindsamling Rekognoscering Netmåling med totalstation Centrumpunkt for targets Prismekonstant Testens udførelse Test af Trimble Test af Leica Ændring af test-parametre Fikspunkter Parameteropsætning D laserscanning: Leica Genopsætning af reference- og testpunkter D laserscanning: Trimble Sammenfatning Databearbejdning Netmålinger Første netmåling Anden netmåling Trimble SCENE Tid Funktioner Driftssikkerhed Valg af punktsky Udlæsning af koordinatsæt MicroStation V8i Trimble Leica Sammenfatning Dataformidling Analyse og sammenligning Normalfordeling Scanningskvalitet Afstand Æstetik Placering af targets Anskaffelsespris Vurdering Præsentationsvideo Sammenfatning Egenindsats Planlægning Testens udførelse Tid Konklusion 25 Billedliste 26 Kildeliste 27 Bilagsfortegnelse 28 Indholdsfortegnelse 3

5 Sammenligning af sanningskvalitet ved terrestrisk laserscanning Anja Ballegaard Westermann (BKHS43K-S14: ) 1. Indledning med problemformulering I forbindelse med afgangsprojektet, på uddannelsen til Kort- og Landmålingstekniker, 4. semester, har jeg fået tildelt et konkret projekt under emnet: Sammenligning af scanningskvalitet ved terrestrisk laserscanning. Opgaven er stillet af virksomheden Hvenegaard Landinspektører A/S, Odense afdeling, herefter benævnt Hvenegaard. Hos Hvenegaard ønsker man at udvide instrumentparken med en 3D laserscanner, for fremtidig hurtigere løsning af 3D laserscanningsopgaver. Til dette ønskes primært scanningskvaliteten afdækket, hvor to mærker tages i betragtning: Leica og Trimble. Testen indbefatter en netmåling med totalstation, til kontrol af punktskyernes nøjagtighed. For at afdække projektets faglige formål, bliver der opsat kriterier til, hvad der kræves for ensartethed i testen. Det ønskes undersøgt, hvilke udfordringer instrumenterne har, i forhold til afstand og detaljeringsgrad i form af støj og grynethed sammenstillet med scanningsopløsning og vejrforhold. Testen er opsat med følgende faktorer: scanningskvalitet, scanningshastighed, brugervenlighed og pris samt vurdering af anvendelsesområde. Både instrument og tilhørende software indgår heri. 1.1 Afgrænsning For 3D laserscanningsopgaven ønskes en mindre bygning med relevante detaljer, i et større, åbent udendørsområde. Testen klarlægger ikke programmers fulde funktionalitet, da det er den rå scanningskvalitet der ønskes afdækket, for minimering af yderligere databearbejdning. Kun den kvalitetsmæssige bedste, sammensatte punktsky, fra hvert instrument i samme afstand, udvælges, og viderebearbejdes for videre analyse, sammenligning og vurdering. 1.2 Valg af metode Projektet vil tage udgangspunkt i rå 3D laserscanningsdata, hvor der analyseres og sammenlignes på punktskyer for de to instrumenter fra forskellige afstande. Samtlige punktskyer ønskes undersøgt for nøjagtighed og scanningskvalitet. Afstande og nøjagtigheder kontrolleres ved udarbejdelse af målebane med totalstation. 1.3 Rapportens struktur Rapporten er opbygget efter Rapportguiden for KLT-uddannelsen (KLT-lærerteamet, 2013) og udelukkende i digital udgivelse med tilhørende digital teknisk rapport. Øvrige bilag forefindes i rapporten. 1. Indledning med problemformulering 4

6 Sammenligning af sanningskvalitet ved terrestrisk laserscanning Anja Ballegaard Westermann (BKHS43K-S14: ) 2. Projektbeskrivelse Til afgangsprojektet har jeg bedt Hvenegaard om et teknisk projekt, af lidt større karaktér. Det har været mit ønske til afgangsprojektet at vise, jeg er i stand til at løse enhver given konkret, praktisk opgave, en virksomhed måtte stille sin medarbejder, indenfor Kort- og Landmålingsteknikerens beskæftigelsesområder. Projektet skulle fra virksomhedens side stilles senest medio maj måned, for at give en realistisk tidsramme for afgangsprojektets afvikling. Det givne projekt er således: Sammenligning af scanningskvalitet for Leica ScanStation C10 og Trimble TX5 3D Laser Scanner ved terrestrisk laserscanning. 2.1 Formål Projektets primære formål er at afdække hvilken løsning, der bedst vil dække Hvenegaard s behov, herunder klarlægge scanningskvaliteten, for minimering af efterfølgende databearbejdning, samt punktskyens nøjagtighed. Projektet skal ende ud i en teknisk rapport. 2.2 Målgruppe Hvenegaard er den primære målgruppe, da det er en konkret, praktisk opgave stillet herfra. Leica er en sekundær målgruppe, idet virksomheden stiller Leica-instrument og -software til rådighed for test. 2.3 Mål Målet er at fuldføre projektet med alle dets delelementer indenfor den givne tidsramme, med et troværdigt, gennemarbejdet og veldokumenteret resultat, der dækker projektets formål og målgruppe. Den personlige målsætning for projektet, er at færdiggøre uddannelsen indenfor dennes formål ( herunder fuldende min viden, færdigheder og kompetencer i henhold hertil hvor afgangsprojektet primært vedrører Kompetencer s punkt 1-5: Den uddannede kan 1) lede, projektere, planlægge og udføre komplekse bygge- og anlægsopgaver, selvstændigt og i samarbejde med andre professionelle, 2) identificere eget videns- og læringsbehov og tilegne sig ny viden og omsætte denne i praksis i forhold til professionen, 3) håndtere kommunikation mellem brugere, bygherrer, rådgivere, projekterende og udførende om teknisk projektering, udbud og gennemførelse af komplekse bygge- og/ eller anlægsopgaver, 4) håndtere administrative opgaver og projektstyring inden for bygge-/anlægsområdet, 5) håndtere samfundsmæssige og teknologiske aspekter i udformning og bearbejdning af byggeprojekter, ( Herudover opnå færdighed til, rutineret at kunne arbejde med rå 3D laserscanningsdata og databearbejdning af punktskyer Egne læringsmål Opnå viden om scanningsopløsning, afstand og øvrige forhold der påvirker scanningskvaliteten. Kunne planlægge og opsætte en test af 3D laserscannere, herunder fastlæggelse af opstillingspunkter og targets. Kunne analysere, sammenligne og vurdere punktskyer i forhold til hinanden. Kunne analysere, sammenligne og vurdere punktskyer til netmåling med totalstation for kontrol af nøjagtighed. Være hovedansvarlig for et projekts forløb, med en professionel tilgang. Være i stand til at inddrage projektleder og konsulent i løsningen af projektet, for samarbejde og sikring af projektets retning og slutresultat, om nødvendigt, korrigere projektet i tide Produktmål Præsentationsvideo af sammensat punktsky 2. Projektbeskrivelse 5

7 Sammenligning af sanningskvalitet ved terrestrisk laserscanning Anja Ballegaard Westermann (BKHS43K-S14: ) for hvert instrument. Udarbejde en teknisk rapport til brug for målgruppen. Belyse forskelle mellem 3D laserscanningsinstrumenter på baggrund af målebane udarbejdet med totalstation. Belyse forskelle mellem 3D laserscanningssoftware. Visualisation af analyser og sammenligninger for scanningskvalitet. 2. Projektbeskrivelse 6

8 Sammenligning af sanningskvalitet ved terrestrisk laserscanning Anja Ballegaard Westermann (BKHS43K-S14: ) 3. Projektbearbejdelse Afgangsprojektets fulde længde svarer til ca. ni ugers forløb, for den skriftlige del. Da jeg har valgt at afvente et konkret projekt stillet af Hvenegaard, er mit forløb reduceret til ca. fire ugers skriftligt forløb. Det er derfor af væsentlig signifikans, at have få men enkle værktøjer til styring af tid og bevaring af overblik samt at projektarbejdet tilrettelægges og gennemføres hensigtsmæssigt i henhold til problemstillingen. Værktøjerne skal tilsammen muliggøre yderligere analyse af egen indsats ved projektets afsluttende fase. 3.1 Handlingsplan I projektets indledende fase, er der opsat en Handlingsplan (Bilag: 1. Handlingsplan), for umiddelbar styring af projektet og opsætning af de problemstillinger, der ønskes belyst samt eventuelt ekstra idéer, i tilfælde af overskudstid. Handlingsplanen arbejder umiddelbart ud fra semesterorienteringens indhold for afgangsprojektet ( herunder: dataindsamling, databearbejdning og dataformidling af stedfæstet information. 3.2 Tidsplan og -registrering Med handlingsplanen som udgangspunkt, er der opsat en tidsplan, med mulighed for tidsregistrering i samme regneark, Tidsplan og -registrering (Bilag: 2. Tidsplan- og registrering). Til hvert overordnede punkt, er der afsat en estimeret tid. De ca. fire ugers forløb, helligdage inkluderet, svarer til 160 timers fuldtidsarbejde 7,5 timer pr. dag. Disse er fordelt på hovedpunkterne: indledende arbejde, dataindsamling, databearbejdning og dataformidling. Derudover kommer afsat tid til rapport samt bilagsfremstilling mv., som til projektet hører til interessetid, idet dette er en ekstern del af den konkrete opgave. 3.3 Logbog For en mere detaljeret udførelse af tidsregistreringen, er en Logbog (Bilag: 3. Logbog), der nærmere beskriver hvilket arbejde der er udført. 3. Projektbearbejdelse 7

9 Sammenligning af sanningskvalitet ved terrestrisk laserscanning Anja Ballegaard Westermann (BKHS43K-S14: ) 4. Indledende arbejde Opgaven er stillet, ved et projektmøde, arrangeret af Projektansvarlig, Leif Frederiksen, og med deltagelse af Teknisk konsulent, Egil Søbye, som begge arbejder med det tekniske område indenfor erhvervet som Kort- og Landmålingstekniker. På mødet er projektet blevet introduceret, diskuteret og igangsat, med mig som hovedansvarlig for opgavens forløb i forbindelse med afgangsprojektet. Herefter er der taget henvendelse til Vejlejer, Rune Andersen, samt konsulenterne Lisbeth Kejser og Lars F. Matthiesen, for vurdering af opgaven som afgangsprojekt, samt senere reservation af udstyr på VIA University College Campus Horsens, herefter benævnt VIA. 4.1 Instrumenter & software Til udførelse af testen er der brug for instrumenter og software fra mærkerne Leica og Trimble. Egil Søbye, står for den umiddelbare kontakt til Leica Geosystems A/S, og jeg selv til VIA. Leica Geosystems A/S leverer, jf. aftale med Egil, en Leica ScanStation C10, herefter benævnt Leica, med Leica Cyclone 8.1 software. Softwaren er med 10 dages licens. Illustration 4.a: Leica ScanStation C10. Igennem VIA er der reserveret en Trimble TX5 3D Laser Scanner, herefter benævnt Trimble, med Trimble SCENE 5.2 software. Softwaren er med 30 dages licens. Illustration 4.b: Trimble TX5 3D Laser Scanner. Idet de to 3D laserscannere differentierer sig, ved den opløsning og kvalitet/afstand de kan levere punktskyer i, udføres testen efter laveste fællesnævners bedste opsætning. Trimble har en maximal opløsning på 1,534 mm punktsafstand på 10 meter ( hvilket svarer til 1,534 cm punktafstand på 100 m maksimal rækkevidde er 120 m og minimal rækkevidde er 0,6 m ( Når vi ønsker den bedste opløsning og kvalitet, vil vi scanne med punkter/sek ( Når parametrene for 3D laserscanningen opsættes på Leica, er det muligt selv at definere bl.a. punktafstand på 100 meter. Denne registreres i meter og med maksimalt tre decimaler. For at have en opsætning svarende til Trimble, skal punktafstand derfor defineres som 0,015 m. Distancen sættes i øvrigt til 100 meter for samtlige 3D laserscanninger maksimal rækkevidde er 300 m og minimal rækkevidde 0,1 m ( Marko Matilainen, fra det svenske firma ATS, har fremvist den nye Faro Laser Scanner Focus3D X 330, som er en nyere, udbygget version af den, hos VIA, reserverede Trimble. Fremvisningen har været årsag til yderligere vurderinger i opsætning af referencepunkter og testpunkter til testen af de to 3D laserscanningsinstrumenter. 4. Indledende arbejde 8

10 Sammenligning af sanningskvalitet ved terrestrisk laserscanning Anja Ballegaard Westermann (BKHS43K-S14: ) Testen skal ikke blot vurdere på instrumenternes performance, men også vurdere hvilke minimumskrav der må stilles, for afdækning af Hvenegaard s behov. 4.2 Strategi og planlægning For optimal sikring af ensartethed i testens udførelse, af de to 3D laserscanningsinstrumenter, er der først lagt en overordnet strategi, hvor der, planlægningsmæssigt, herefter skal tages følgende i betragtning: Lokation º º Område -- Ude eller inde -- Afstand og terræn º º Testobjekt -- Detaljer -- Størrelse i fht. tidsramme for projekt Opstillingspunkter º º Afsætning º º Kontrollerende indmåling º º 3D laserscanning -- Afstand til testobjekt -- Instrumentets rækkevidde -- Opløsning, kvalitet og tid Reference- og testpunkter º º Targettype og størrelse º º Placering -- Sikring af ensartethed -- Opmåling Tidsramme º º Dataindsamling -- Netmåling med totalstation -- 3D laserscanning Batterilevetid -- Databearbejdelse Datamængde -- Dataformidling Præsentationsmateriale Lokation Det er blevet besluttet, ikke at udføre en indendørstest, idet vi udenfor har mulighed for at få en fuld test af udstyret, herunder også hvor godt 3D laserscannerne klarer de udendørsforhold, der vil opstå under testning af instrumenterne. Dertil kræver testning af instrumenterne et stort areal, idet vi også ønsker at teste udstyret i fht. afstande. Inden den lokationsbestemmende rekognoscering er igangsat, har vi fundet følgende idéer, der skal ses nærmere på: Højby Kirke, Sanderum Kirke og tårnet på pladsen ved Tarup-Davinde grusgravene. Ved rekognoscering står det dog klart, at der, ved begge kirker, ikke kan testes på afstande, som der er behov for, ved denne test. Tårnet ved grusgravene er dog tilgængeligt, på fladt terræn og uden for mange objekter. Det er muligt at arbejde hele vejen rundt om tårnet, og området er offentligt tilgængeligt. Illustration 4.c: Tårnet på pladsen ved Tarup- Davinde grusgravene, beliggende sydøst for Odense. Selve tårnet er i en overskuelig størrelse for projektet, og har de nødvendige detaljer der skal til, for at vurdere støj, nøjagtigheder osv. Specielt gelænderet bør give et udslag, som kan sammenlignes de to 3D laserscannere imellem Opstillingspunkter Til testen er der to løsningsmuligheder i fht. 3D laserscanning af tårnet. Testen kan foregå diagonalt eller lige på bygningens sider. Til denne test vælger vi at 3D laserscanne bygningen lige på dens sider. På denne måde kan vi også få et indtryk af, hvorledes et træ vil påvirke punktskyen. 4. Indledende arbejde 9

11 Sammenligning af sanningskvalitet ved terrestrisk laserscanning Anja Ballegaard Westermann (BKHS43K-S14: ) I afsætningen af opstillingspunkterne, ønsker vi at afsætte for hver 10. meter, således det er muligt ved rekognoscering, at bedømme hvilke punkter, der skal udpeges, for optimale testforhold. Opstillingspunkterne fremgår af afsætningsplanen (Bilag: 4. Afsætningsplan), som er fastlagt i MicroStation V8i, ved indhentning af FOT-data fra Kortforsyningen ( og ortofoto gennem Lifa-modulet i MicroStation V8i. Der er til opstillingspunkterne benyttet kortprojektion UTM32 ETRS89, idet FOT-data downloades i dette system. Kortprojektionen UTM32 ETRS89 er valgt, på trods af en afstandskorrektion på max. 40 cm/km, og for den valgte lokation ca. 30 cm/km ( Grunden til dette valg ligger i, der på lokationen arbejdes med en maksimal afstand på 100 meter til testobjektet, og afstande ydermere kontrolleres ved netmåling med totalstation, så der opnås sande værdier på opstillingspunkterne. Ud fra afsætningsplanen, er det muligt at lave en fuld 3D model af bygningen i op til 40 m afstand. Langs ridebanen er der afsat punkter op til 120 m, der, som tidligere nævnt, er den maksimale rækkevidde for Trimble Afsætning og kontrollerende indmåling Ved den efterfølgende afsætning af opstillingspunkterne må punkt afsættes 1,5 m væk fra ridebanen, idet opstilling i disse punkter ellers vil være umulig. Punkterne er ikke afsat idet terrænforhold ikke gør dette muligt. Herefter er samtlige punkter indmålt med RTK- GNSS Leica GX1230, for kontrol og sikring af placeringer. Efter indmålingen aftales det i øvrigt, at benytte opstillingspunkterne afsat i 20 m, 40 m, 60 m, 80 m og 100 m, som herefter fremgår af det udarbejdede måleblad (Bilag: 5. Måleblad). Opstillingspunkterne er afmærket ved et søm i jorden markeret med gul markeringsspray. Efterfølgende er de udvalgte opstillingspunkter markeret med rød markeringsspray. Til testen benyttes der trefod, for placering af 3D laserscanner i den korrekte afstand til tårnet. Opstillingens præcise nøjagtighed er her knap så relevant, idet fokus her er på afstanden til tårnet, og flere opstillinger sammenkobles ved referencepunkterne D laserscanning Da Trimble er laveste fællesnævner, er testen opsat primært efter denne. Dette også med baggrund i det materiale der er tilgængeligt for Leica, er begrænset i detaljering om oplysninger af mere tekniske tal. Den maksimale afstand til tårnet, efter afsætning af opstillingspunkterne, er reduceret til 100 m, hvilket ligger indenfor den maksimale rækkevidde, som er afhængig af instrumentopsætningen Reference- og testpunkter Sammenkobling af punktskyer fra Trimble laserscanningen foregår ved flade- og kugletargets. Ved lån af Trimble medfølger der standard fladetargets i 15x15 cm, samt tre medium og to store kugletargets. Fladetargets vil vi udelukkende benytte til sammenligning til netmålingen med totalstationen, og skal således ikke fungere til sammenkobling af punktskyer disse opsættes derfor som testpunkter på tårnet, med en prik på muren, for at angive placering af targetcentrum. Forekommer der ikke regn i dataindsamlingsperioden, vil fladetargets ikke nedtages mellem disse. Illustration 4.d: Forstørret fladetarget (t.v.) og standard fladetarget (t.h.). 4. Indledende arbejde 10

12 Sammenligning af sanningskvalitet ved terrestrisk laserscanning Anja Ballegaard Westermann (BKHS43K-S14: ) Trimble kugletargets og Leica cirkulærtargets skal benyttes i sammenkobling af punktskyer, og indgår også i netmåling med totalstation, ved indmåling med Trimble prisme, for analyse af 3D laserscannernes nøjagtighed og sikring af ensartethed i testen. Disse opsættes som referencepunkter, og skal så vidt muligt begrænses i antal, da der til Leica kun er medfulgt fire cirkulærtargets. Leica kan ikke umiddelbart anvende Trimble/ Faro-fladetargets, men pga. det skakternede mønster på fladetargets, er det muligt efterfølgende at lokalisere midten af disse i den medfølgende software. Testen her vil derfor også vise, om Leica kan opsamle Trimble/Faro-fladetargets Targetstørrelse Trimble SCENE 5.2 behøver, for genkendelse af fladetargets, fire punkter i hver kvadrant ( Dette kriterie, har jeg valgt at sætte til ni punkter i hver kvadrant tillagt samme afstand til kvadrantens side, for senere sikring af genkeldelse. Idet punktafstand på 100 m for Trimble er 1,534 cm, skal hver kvadrant som minimum være (1,534 cm * 4 punktafstande) = 6,136 cm. Standard fladetargets burde således kunne benyttes. Kvalitetsfaktoren Trimble benytter, gav mig dog en tvivl, hvorfor jeg har produceret egne fladetargets i 27x27 cm, idet dette kan printes på A3 papir. Hver kvadrant er således 13x13 cm og giver et mønster på sammenlagt 26x26 cm. Analyse af punktskyerne vil afsløre hvorvidt forstørrelsen var nødvendig. Illustration 4.f: Fladetarget med ni punkter pr. kvadrant. Kugletargets er det derimod sværere at forstørre, i dette tilfælde bruger jeg dermed kun de to store kugletargets, og må således flytte på dem under scanningen. Dette burde der i teorien være tid til, med den valgte scanningsopsætning, idet denne tager knap to timer for et fuldt scan ( Kugletargets placeres på faste, opsatte fikspunkter i libelle. 4. Indledende arbejde Tidsramme Illustration 4.e: Øverst et Trimble-kugletarget og nederst Leica cirkulærtarget. Det må forventes, at der benyttes mange resourcer, tidsmæssigt, til dataindsamlingen

13 Sammenligning af sanningskvalitet ved terrestrisk laserscanning Anja Ballegaard Westermann (BKHS43K-S14: ) pga. den høje scanningstid og den oplyste batterilevetid på hhv. op til 5 timer for Trimble ( og > 3,5 timer for Leica ( Udgangspunktet er, at begge instrumenter er driftssikre og brugervenlige. Netmålingen sker forud for dataindsamlingen, efter opsætning af reference- og testpunkter, således disse også opmåles, ligesom opstillingspunkter opmåles, for at disse er medtaget i det lokale koordinatsystem, testen udføres i. Alt efter resttid til databearbejdning og udarbejdelse af præsentationsmateriale, kan det overvejes, at kontakte virksomheden Leica for at sammenkoble punktskyer fra Leica instrumentet. Dog skal der som minimum udføres en mindre sammenkobling, for fornemmelse af brugervenligheden i softwaren, til sammenligning med software fra Trimble. 4.3 Sammenfatning Det er fastlagt at teste instrumenterne Leica ScanStation C10 med Leica Cyclone 8.1 software samt Trimble TX5 3D Laser Scanner med Trimble SCENE 5.2 software. Udførelsen bliver efter laveste fællesnævners bedste parameteropsætning for 3D laserscanningen, for Trimble betyder det en opløsning 1/1 kvalitet 4x, og for Leica afstand 100 m og punktafstand 0,015. Under den indledende rekognoscering er tårnet på pladsen ved Tarup-Davinde grusgravene valgt som testlokation. Opstillignspunkter er herefter afsat, for hver 10. meter lige på tårnets fire bygningssider. Herefter er opstillingspunkterne kontrolindmålt, for sikring af afsætningen og idet nogle punkter måtte flyttes i fht. afsætningsplanen. Enkelte er herefter udpeget til test, med maksimal afstand i 100 m. Både afsætning og kontrolindmåling er foretaget med RTK-GNSS Leica GX1230 i kortprojektion UTM32 ETRS89. Der planlægges så få som muligt. Trimble/ Faro-fladetargets benyttes som testpunkter for nøjagtighed til netmåling med totalstation, og Trimble-kugletargets samt Leica-cirkulærtargets som sammenkoblingspunkter til punktskyerne. Tidsmæssigt må det antages, at selvom databearbejdning ofte kan vise sig længerevarende, vil dataindsamling også kræve en betydelig mængde tid. Det antages at processen lettes ved instrumenternes driftssikkerhed og brugervenlighed. 4. Indledende arbejde 12 Reference- og testpunkter er taget i overvejelse, både type, antal og størrelse i fht. afstand.

14 Sammenligning af sanningskvalitet ved terrestrisk laserscanning Anja Ballegaard Westermann (BKHS43K-S14: ) 5. Dataindsamling Processen i dataindsamlingen er planlagt således, der først udføres en rekognoscering, herefter netmåling for senere kontrol til punktskyerne, som efterfølges af 3D laserscanninger. 5.1 Rekognoscering Det er planlagt at opføre fire referencepunkter samt fire testpunkter på hver side af testobjektet sammenlagt 16 testpunkter. Disse placeres, ved rekognosceringen, som det fremgår af fikspunktsskitserne (Bilag: 6. Fikspunktsskitser for rekognoscering) udført i hånd under rekognosceringsprocessen og herefter rentegnet. Til opsætning af referencepunkter, er der udarbejdet specielle plateauer udført i træ med markeringer på. Disse opsættes i libelle, og skal indgå i netmålingen. 5.2 Netmåling med totalstation Til udførsel af netmålingen, er der til formålet anvendt en Leica Nova MS50 multistation, der måler med en præcision på 1 mm + 1,5 ppm til prisme og på 2 mm + 2 ppm til enhver overflade ( For overbestemmelse af netmålingen, udføres der fire frie opstillinger, som indbyrdes også benyttes til bestemmelse af hvert opstillingspunkt. Illustration 5.b: Hver opstilling er forhåndsopstilt med stativ og fodstykke, for bestemmelse af opstillingspunkt. Til formålet benyttes der fire stativer monteret med fodstykke i libelle, således et Leica minprisme på holder med optisk lod, og multistation kan flyttes herimellem under netmålingen. 5. Dataindsamling 13 Illustration 5.c: Holder med optisk lod (t.v.) og Leica mini-prisme (t.h.). Prismehøjde: 0,197 m. Illustration 5.a: Fast, opmålt referencepunkt i libelle. Her, under anden netmåling. Reference- og testpunkter vil indgå i netmålingen, for senere kontrol af 3D laserscanninger.

15 Sammenligning af sanningskvalitet ved terrestrisk laserscanning Anja Ballegaard Westermann (BKHS43K-S14: ) Testpunkter opmåles ved laser til centrum af fladetargets. Opstillingspunkter opmåles med Leica rundt prisme på prismestok, med en prismehøjde på 1,300 m Centrumpunkt for targets For en senere kontrol af Z-værdien, indgår samtlige reference- og testpunkter, samt opstillingspunkter, i netmålingen ved måling med registreret prismehøjde. Da Trimble benytter samme udstyr som FARO ved 3D laserscanning, antages det, at centrumpunkt for targets her er 0,149 m, ved brug af høj magnet, idet centrumspunkt for targets er 0,137 m ( tillagt magnethøjde, målt med tommestok til 0,012 m. Referencepunkter opmåles med Trimble prisme på magnet, med en prismehøjde på 0,149 m. Centrumpunkt for Leica cirkulærtarget på magnetfod, er med tommestok målt til 0,185 m. Samtlige fire medfølgende cirkulærtargets er målt, med samme resultat. Kote-differencen er hermed +0,036 m for Leica cirkulærtargets på magnetfod Prismekonstant Prismekonstanten for Trimble prisme er -34 mm, som det fremgår af Illustration 5.d jf. materiale tilsendt af Marko Matilainen, fra det svenske firma ATS (Bilag: 7. Scan Reference System). Illustration 5.d: prismekonstant = -34 mm. Ved netmåling med Leica Nova MS50, vælges Leica rundt prisme med prismekonstant 0 mm, dermed ved måing til Trimble prisme, idet Leica prismekonstant 0 mm svarer til -34,4 mm ( 5.3 Testens udførelse Til dokumentation af 3D laserscanningstests for hvert instrument, er der udarbejdet et dokument hertil, hvor dato, klokkeslet, parameteropsætning og vejrforhold bl.a. indgår for hver opstilling Test af Trimble Trimble er først i test, hvor funktionaliteten af WLAN-funktion samtidig afprøves i starten med god succes. Der opstår dog problemer undervejs, således der kan logges på WLAN, men denne ikke opdateres. Samtidig viser det sig, at batterisymbolet, ikke viser korrekt batterimængde, hvilket to gange resulterer i en 3D laserscanning, som afbrydes pga. batterimangel. Den dannede.fls-fil er ikke tilgængelig for Trimble SCENE 5.2, idet instrumentet ikke har afsluttet de nødvendige tilknyttede filer. Det afprøves herefter, om en 3D laserscanning kan stoppes undervejs, og stadig indlæses i Trimble SCENE 5.2. Dette er muligt, men der tages ikke billeder, hvorfor resultatet er mangelfuldt medmindre kun en punktsky ønskes. Testen her er foretaget i skyfrit vejr, med temperaturer på C og vind på gennemsnitlig 6,5 m/s. Instrumentets egen temperatur er her konstant over 42 C, og oftest nær det gule felt på 49 C. Vinden viser sig i øvrigt kraftig nok, til at vælte kugletargets på høj magnet. Parameteropsætningen er opsat til, hvad instrumentet maksimalt kan yde. Den generelle oplevelse er, at systemet presses på en sådan måde, at det fryser, og batteriet må fjernes, for genstart af systemet. Dette med risiko for ødelæggelse af eksisterende filer på SD-kortet, hvorfor der undervejs i 3D laserscanningsforløbet filoverføres til anden enhed, for sikring af data. 5. Dataindsamling 14

16 Sammenligning af sanningskvalitet ved terrestrisk laserscanning Anja Ballegaard Westermann (BKHS43K-S14: ) Test af Leica Med de erfaringer der er blevet gjort med Trimble under de første scanninger, genovervejes testopsætningen, og Leica undersøges derfor for nogle af de fejl, der er oplevet med Trimble. Det er relevant for ændring af testen, at undersøge, hvorvidt det er muligt at gennemføre testen med de forhåndsvalgte scanningsparametre, som for Leica er punkttæthed 0,015 m på distance 100 m, da instrumentet måler med 50 kpt/sec ( com/...) mod 122 kpt/sec for Trimble. Der er for Leica mulighed for, at udvælge et begrænset område for 3D laserscanningen, før igangsætning af en 3D laserscanning med Leica, men da mange opstillinger har for stor en vinkel, for at medtage alle targets, vil scanningstiden ikke nedsættes væsentligt. Undersøgelsen bekræfter, at testens scanningsparametre må justeres, da en fuld 3D laserscanning med Leica, i denne opsætning, tager 298 min. Derudover er der udført en test, hvor batteriet i Leica, løber tør før afslutning af en 3D laserscanning. Efter genstart af instrumentet, kan scanningsfilen, ligesom øvrige scanningsfiler, tilgåes gennem instrumentet. Det har ikke været muligt at teste dette på computeren, men det antages at være en mulighed, idet 3D laserscanningen netop er tilgængelig på instrumentet, modsat Trimble, som ikke kunne tilgåes via instrument eller computer Ændring af test-parametre På baggrund af de erfaringer, der er blevet gjort under de første 3D laserscanninger, besluttes det, at ændre test-parametrene i hht. overholdelse af tidsplan og mindske risikoen for dataindsamling fremadrettet giver problemer driftsikkerhedsmæssige problemer Fikspunkter punktsskitse). Som det fremgår, 3D laserscannes der nu kun fra to af bygningens sider, hvilket reducerer antallet af opstillinger, og dermed giver en væsentlig tidsbesparelse, ikke blot i dataindsamlingsfasen, men også for den senere databearbejdning. Referencepunkt T1 udgår, idet dette ikke kan indgå i 3D laserscanninger fra opstilling 11 og 13. Et nyt referencepunkt dannes i punktet T5, som ikke indgår i netmålingen, men udelukkende benyttes til sammenkobling af 3D laserscanninger i databearbejdningsprocessen. T5 placeres på hjørnet af rækværket med markeringer herpå, til placering af targets Parameteropsætning Opløsningen for 3D laserscanningerne ændres også, idet scanningstiden for en 3D laserscanning med Leica, er dobbelt eller derover i fht. Trimble. Det vil derfor ikke være realistisk for projektet, at fortsætte i fuld opløsning. Parameteropsætningen for Trimble bliver således 1/2 (3,068 mm/10 m) 4x (122 kpt/sec), hvilket er en halvering af opløsningen i fht. første test-opsætning, men en mere realistisk parameteropsætning til konkrete opgaver i en virksomhed. Targetstørrelse for fladetargets skal således være minimum: 3,068 * 4 = 12,272 cm, på begge leder, pr. kvadrant, hvilet de forstørrede fladetargets opfylder. Scanningstiden for Trimble nedsættes fra 116 min. til 31 min. for én fuld 3D laserscanning. Det vurderes samtlige opstillingspunkter hermed kan 3D laserscannes på én dag inklusiv opladning af batteri. For at Leica matcher Trimble s opsætning, defineres et favoritscan med en punktafstand på 0,031 m i distance 100 m. Scanningstiden for Leica nedsættes fra 298 min. til 71 min. for én fuld 3D laserscanning. Det vurderes samtlige opstillingspunkter hermed kan 3D laserscannes på to dage, hvor der medbringes ekstra batteri til løbende opladning. 5. Dataindsamling 15 Til formålet opdateres fikspunktsskitsen for opstillings- og referencepunkter ud fra første netmålings data (Bilag: 8. Opdateret fiks- Den nye parameteropsætning benyttes for samtlige opstillinger, hvorefter en fuld scan-

17 Sammenligning af sanningskvalitet ved terrestrisk laserscanning Anja Ballegaard Westermann (BKHS43K-S14: ) ningsopløsning udføres, i en begrænset vinkel, fra opstillingspunkt 15 og D laserscanning: Leica 3D laserscanningen med Leica er udført over to dage, som det fremgår af dokumentationen (Bilag: 9. Scanningsdokumentation: Leica), med forholdsvist stabilt vejr gennem hele forløbet. Samtlige opstillingspunkter er udført med en 0,031 m punktafstand på distance 100 m, og opstillingspunkt 23 samt 15 er dertil udført med 0,015 punktafstand på distance 100 m i begrænset vinkel på ca. 36, således scanningstid er blevet væsentligt begrænset for disse to 3D laserscanninger. Ved valg af en begrænset vinkel, 3D laserscannes kun det valgte område. Opstilling med Leica over kendt punkt, er nemt og kan gøres præcist, idet instrumentet har indbygget laserlod. Illustration 5.e: Laserlod over kendt punkt. Med det ekstra medbragte batteri, udover to interne batterier, og oplader, var det muligt, uden pause, at udføre 3D laserscanninger gennem en hel dag. Gennemsnitsforbruget var for den lavere opløsning på ca. 55% for ét internt batteri, hvor der i instrumentet er mulighed for to interne batterier. Leica er dertil udstyret med intern hukommelse, således lagring af data, er mulig på denne. Den efterfølgende dataoverførsel er dog tidskrævende til USB, hvorfor det ved meget store mængder af data, vil være en fordel at sætte til overførsel udenfor arbejdstid Genopsætning af reference- og testpunkter Tarup-Davinde grusgravene er et offentligt område, hvor nogle foreninger har tilhørsforhold, og mange arrangementer afholdes. Da der, pga. uforudsete komplikationer i testforløbet, er mistet meget tid for udførelse af 3D laserscanningerne, må targets, efter test med Leica, fjernes fra pladsen pga. et større arrangement på området. Dermed må 3D laserscanninger med Leica holdes op mod den første udførte netmåling, og en anden netmåling må udføres til brug for Trimble efter arrangementets afholdelse. Den anden netmåling, til brug for 3D laserscanning med Trimble, bestemmes ved brug af tre frie opstillinger og med samme test-parametre som tidligere beskrevet, undtagen for opmåling til referencepunkter. Da en forholdsvis let vind kan vælte et stort kugletarget på høj magnet, vælges det i stedet, at opmåle referencepunkter med et Leica miniprisme på holder med optisk lod i prismehøjde 0,197 m. Da Trimble benytter samme udstyr som FARO ved 3D laserscanning, antages det, at centrumpunkt for targets her er 0,196 m, ved brug af fodstykke ( Kote-differencen er hermed -0,001 m for Trimble kugletargets D laserscanning: Trimble 3D laserscanning med Trimble er udført over én dag, som det fremgår af dokumentationen (Bilag: 10. Scanningsdokumentation: Trimble), også her med stabilt vejr, men dog varmere grundet den lavere vindhastighed. Der mangler enkelte informationer omkring vejrforhold i dokumentationen, da der på dagen var problemer med opdatering af DMI s vejrapp. Samtlige opstillingspunkter er udført med en 1/2 opløsning og i kvalitet 4x, og opstillingspunkt 23 samt 15 er dertil udført med opløsning 1/1 i kvalitet 4x i begrænset vinkel på hhv. 58 og 25, således scanningstid er blevet væsentligt begrænset for disse to 3D laser- 5. Dataindsamling 16

18 Sammenligning af sanningskvalitet ved terrestrisk laserscanning Anja Ballegaard Westermann (BKHS43K-S14: ) scanninger. Ved valg af en begrænset vinkel scannes også modsatte side af det ønskede område, hvilket kommer til udtryk, når data indlæses i softwaren. Den ændrede scanningsvinkel i fht. Leica, ses som et resultat af hvordan denne vinkel opsættes i systemet. Det er i øvrigt nødvendigt for Trimble at have udført en fuld 3D laserscanning, før der kan vælges en begrænset vinkel, idet der her vælges udfra et preview. En vinkel kan også vælges uden først at udføre en fuld 3D laserscanning, men i så fald, vælges denne i blinde uden preview. Opstilling med Trimble over kendt punkt, kan nemt gøres med en trefod, dog er opstillingen hermed ikke nøjagtig. Der er under 3D laserscanningen i stedet monteret et snorlod, for præcis opstilling, med forbehold for grove fejl ved montering af snorlod metoden er dermed ikke sikret for nøjagtighed. Illustration 5.f: Snorlod over kendt punkt. Der er kun medfuldt ét internet batteri til Trimble, hvorfor der ca. halvvejs i 3D laserscanningsforløbet, måtte holdes pause, mens instrumentet kunne lade op til de resterende opstillinger. Der er ca. brugt 14% batteri pr. opstilling, med den lavere scanningsopsætning. Et ekstra batteri med oplader er her at foretrække, således der ikke skal afsættes unødvendig tid til opladning. Det har været nødvendigt at kontrollere batteristatus gennem menuen, for eksamt %-sats, idet der under de første 3D laserscanninger var problemer med ikon for batteristatus. se, og data lagres derfor direkte til USB under 3D laserscanningen. 5.4 Sammenfatning Under rekognoscering af området, er der opsat test- og referencepunkter, som herefter er opmålt med Leica Nova MS50 multistation ved netmåling. Ved netmåling er der taget højde for bl.a. centrumpunkt for targets samt prismekonstant ved måling til Trimble prisme. Herefter er der udført en test af Trimble, som har givet nogle udfordringer i form af driftssikkerhed og systemfejl. Dette primært lokaliseret til problemer i fht. varmt vejr og direkte sol samt visning af batteristatius. Kugletargets har i øvrigt været placeret på høj magnet, hvilket desværre viste sig, kunne vælte i vindhastighed på ca. 6,5 m/s. Det vælges herefter at teste Leica, hvor derikke findes de samme udfordringer, som for Trimble, til gengæld er scanningstiden for Leica mere end den dobbelte i fht. Trimble pga. den bedre kvalitet på 50 kpt/sec, for Leica, mod 122 kpt/sec, for Trimble. Det vælgers herefter at ændre test-parametrene, således scanningsopløsning nedsættes til det halve, samt antallet af opstillinger reduceres væsentligt, således nu kun to af tårnets sider 3D laserscannes, mod før samtlige fire sider. Herefter udføres testen med Leica over to dage, hvorefter fikspunkter må nedtages pga. andre arrangementer på testarealet. Før test af Trimble, er det derfor nødvendigt at genopsætte test- og referencepunkter, samt udføre en ny netmåling. Denne udføres som den første, men med ændring i opmåling til referencepunkter, idet kugletargets i stedet vælges at monteres på fodstykke i stedet for høj magnet, således der ikke er risiko for disse vælter under 3D laserscanningsforløbet. Test af Trimble udføres heretfer over én dag. 5. Dataindsamling 17 Trimble er ikke udstyret med intern hukommel-

19 Sammenligning af sanningskvalitet ved terrestrisk laserscanning Anja Ballegaard Westermann (BKHS43K-S14: ) 6. Databearbejdning Idet meget tid er gået til under dataindsamlingen, er det besluttet at lade Leica Geosystems A/S udføre databearbejdningen for 3D laserscanninger med Leica. Leica Cyclone 8.1 bliver derfor ikke testet, som en del af projektet. Der er opsat ønsker (Bilag: 11. Leica punktskyer) i fht. hvad der ønskes tilbageleveret fra Leica Geosystems A/S. Dertil her virksomheden fået leveret den opdaterede fikspunktsskitse, samt dokumentation for 3D laserscanningen sammen med data på USB. 6.1 Netmålinger De eksporterede.obs-filer er gennemset og tilrettede, for beregning med SDL 6.1. Testen af punktskyerne udføres, som tidligere nævnt, i lokalt koordinatsystem, således der ikke er hensyntagen til afstandskorrektion. Udgangssigterne fra opstillingspunkterne ønskes indenfor instrumentets fejlgrænse, som er 2,5 * middelfejlen. Udgangssigter er her kun til prisme, hvorfor grovfejlsgrænsen på afstandsafvigelsen er 2,5 mm, idet de 1,5 ppm ikke medtages i beregningerne pga. de korte afstande. Afstandsafvigelser større end dette, må klassificeres som grove fejl Første netmåling Af resultatfilen (Bilag: 12. NETMÅLING_ _LOK) fra første netmåling, fremgår det, at den eneste afstandsafvigelse, større end grovfejlsgrænsen, er med en afvigelse på 5 mm i opstillingspunkt til udgangssigte T3, øvrige afstandsafvigelser ligger indenfor den opsatte grovfejlsgrænse. Fejlen kan være forårsaget i placeringen af prismet på referencepunktets plateau Anden netmåling Af resultatfilen (Bilag: 13. NETMÅLING_ _LOK) fra anden netmåling, fremgår det, opstillingspunkt 5002 har afstandsafvigelser, større end grovfejlsgrænsen til udgangssigterne 5001, T3 og T2 på hhv. 4 og 5 mm. Opstillingspunkt 5001 har afstandsafvigelser, større end grovfejlsgrænsen til udgangssigtet 5002 på 6 mm. Øvrige afstandsafvigelser ligger indenfor den opsatte grovfejlsgrænse. Fejlene kan være forårsaget af sjuskede opstillinger for opstillingspunkterne 5001 og 5002, samt for løs opsætning af plateauerne ved referencepunkterne T2 og T Trimble SCENE 5.2 Dataindlæsning i Trimble SCENE 5.2 er forholdsvist simpelt, idet der oprettes et projekt, hvortil der kan trækkes scannings-mapper direkte fra stifinder, over i workspace. Herefter indlæses filerne og eventuelt sammensættes ved, i dette tilfælde, kugletargets. Med billederne, instrumentet tager lige efter, 3D laserscanningsprocessen kan punktskyen i øvrigt farvelægges for bedre æstetisk udtryk. Eventuelle unødvendige punkter slettes og en samlet punktsky dannes, hvorefter denne eventuelt kan eksporteres til fx MicroStation V8i ved brug af udklipskasse. Til eksport vælges formatet.pod, da.dxf er meget tungt og langsommeligt at indlæse i MicroStation V8i Tid Processen i dens helhed er således meget simpel, men dog noget tidskrævende, idet arbejde med punktskyerne er langsommelig og ændringer skal gemmes for hvert trin i processen, hvilket ligeledes er tidskrævende. Tidsaspektet kan naturligvis nedsættes ved scanning med en lavere opløsning. Antallet af opstillinger der skal sammensættes langsommeliggør også processen, da det samlede antal punkter øges væsentligt Funktioner Dertil er det muligt at transformere punktskyen til et ønsket koordinatsystem i Trimble SCENE 5.2, hvilket er den foretrukne løsning, idet den samlede punktsky bør transformeres ved registrerede referencepunkter, som, ved Trimble, er i form af kugletargets. Disse har ved eks- 6. Databearbejdning 18

20 Sammenligning af sanningskvalitet ved terrestrisk laserscanning Anja Ballegaard Westermann (BKHS43K-S14: ) portering til MicroStation V8i ikke et centrumpunkt, for test af nøjagtighed skal en anden metode derfor benyttes. Ved transformation af en punktsky i Trimble SCENE 5.2, skal koordinater i øvrigt transformeres gennem et landmålingsprogram, hvilket der ikke har været tilstrækkelig tid til i databehandlingsforløbet. Havde softwaren været i stand til, at transformere ved indtastning af koordinater for udvalgte, registrerede referencepunkter, med efterfølgende opdatering af punktskyen, ville denne løsning være klart at foretrække Driftssikkerhed Under arbejdet med punktskyerne er der fundet problemer i forbindelse med eksporterings-funktionen. Fremkommer dialogboksen for eksportering ikke, skal den samlede punktsky slettes, og en ny dannes. Herefter er det muligt at eksportere, men har ikke været lykkedes fuldt, idet eksporteringen i dette tilfælde tog flere timer. Muligheden for, filen kan være blevet beskadiget i dannelsesprocessen, tænkes at ligge til grund for dette software-problem. Dette problem fandt sted på to individuelle computere, hvor punktskyerne i begge tilfælde blev indlæst fra grundfilerne Valg af punktsky 3D laserscanningen fra de to 20 m opstillingspunkter, 11 og 15, har givet det bedste resultat, kvalitetsmæssigt, til videre bearbejdelse i MicroStation V8i. Nøjagtighederne for den samlede punktsky fremgår af de to skærmbilleder, taget i Trimble SCENE 5.2 (Bilag: 14. Nøjagtighed for 20 m punktsky). Her fremgår det, at største spænding er i referencepunkt T3 på 17,8 mm og mindste i referencepunkt T2 på 8,1 mm. Referencepunktet T4 ligger i for stor en afstand fra opstillingerne til at kunne registreres, hvorfor dette udgår fra 20 m punktskyen. Som resultat i sammenkobling af de to 3D laserscanninger, er middelværdien for de to punktskyer på 9,1 mm Udlæsning af koordinatsæt For analyse og sammenligning af punktskyens nøjagtighed, findes koordinatsæt gennem dialogboksen Egenskaber for hvert target. Idet der i 20 m punktskyen eksisterer to koordinatsæt for referencepunkterne T2 og T3, benyttes her den beregnede middelværdi for hhv. X- og Y-koordinaterne (Bilag: 15. Beregning af referencepunkter). Samtlige afvigelser fra den beregnede middelværdi er her på under 1 mm, pånær for X-koordinaten for referencepunktet T2. Z-koordinaten medregnes ikke, da Micro- Station V8i ikke kan udføre transformering i Z-aksen. Her indsættes i stedet Z-koordinaten fra netmålingens punktfil. Test kan dermed kun foregå ved analyse af X- og Y-koordinater. Det er valgt ikke at beregne koordinaten for referencepunkt T5, da dette ikke indgår i netmålingen, og derfor kun har været til brug for sammenkobling af punktsyer i Trimble SCENE MicroStation V8i Et projekt for hvert datasæt oprettes som 3Dseed-fil, for muliggørelse af data i 3D rum. Punktfil, fra SDL-beregningen i lokalt koordinatsystem, for den relevante netmåling, samt punktfil for fikspunkter i punktskyen indlæses med funktionen LANDIND i Lifa-modulet. Ved en Helmert Transformation (Bilag: 16. Helmert transformation), med skaleringsfaktor 1, føres de to datasæt sammen hvor opstillinger og referencepunkter benyttes til formålet, således afvigelser efterfølgende kan analyseres på testpunkter Trimble Efter manuel udlæsning af koordinatsæt for X- og Y-koordinater i opstillings-, reference- og testpunkter, er disse opsat i en punktfil (Bilag: 17. Punktfil: Trimble, 20 m punktsky). Det er valgt at frasortere referencepunktet T2, pga. den beregnede afvigelse Leica 6. Databearbejdning 19

21 Sammenligning af sanningskvalitet ved terrestrisk laserscanning Anja Ballegaard Westermann (BKHS43K-S14: ) Af de modtagne filer fra Leica Geosystems A/S, indgår en fil indeholdende koordinater, automatisk udlæst, for 20 m punktskyen. Her erstattes Z-koordinater ligeledes med koordinater fra netmålingen, og en punktfil udarbejdes (Bilag: 18. Punktfil: Leica, 20 m punktsky). 6.4 Sammenfatning Som følge af tidsbekneb til projektet, er det besluttet at lade Leica Geosystems A/S udføre databehandlingen for 3D laserscanninger med Leica. Dermed testes Leica Cyclone 8.1 ikke i projektet. Begge netmålinger er disse beregnet i SDL 6.1 i lokalt koordinatsystem, og analyseret for grove fejl, foraf anden netmåling indeholder væsentligt flere end første netmåling. Data fra 3D laserscanninger med Trimble er bearbejdet i softwaren Trimble SCENE 5.2. Dette er meget tidskrævende, og der er ydermere oplevet problemer med eksport-funktionen. Dertil ønskes der mulighed for direkte, og uden foregående beregninger, at indtaste koordinatsæt til targets, for placering af punktskyen i et givent koordinatsystem. Deruover er Trimble SCENE 5.2 meget brugervenligt og oplevelsen er et forholdsvist simpelt program til håndtering af 3D laserscanningsdata. For analyse af nøjagtighed mellem punktsky og netmåling for hhv. Trimble og Leica oprettes 3Dseed-filer i MicroStation V8i. Udlæste data fra punktskyerne opsættes i punktfiler og indlæses ved brug af LANDINDfunktionen i Lifa-modulet. Herefter udføres en Helmert Transformation. Der kan kun analyseres på X- og Y-koordinater, da MicroStation V8i ikke kan transformere i Z- aksen. 6. Databearbejdning 20

22 Sammenligning af sanningskvalitet ved terrestrisk laserscanning Anja Ballegaard Westermann (BKHS43K-S14: ) 7. Dataformidling For udarbejdelse af materiale, og opnåelse af viden, til dataformidling, analyseres og sammenlignes data først. 7.1 Analyse og sammenligning Det ønskes at analysere hver begge sammensatte 20 m punktskyer for nøjagtighed til netmålingen, ved normalfordeling, og herefter sammenligne de to. Derefter sammenlignes instrumenterne på scanningskvaliteten, herunder i forhold til afstand, detaljeringsgrad og æstetik Normalfordeling De benyttede koordinater er udlæst fra Micro- Station V8i, efter udført Helmert Transformation, og indsat i regneark for beregning (Bilag: 19. Beregning af nøjagtighed). Før videre beregning, er der udfra de beregnede afvigelser udarbejdet en normalfordelingskurve (Bilag: 20. Normalfordelingskurve), der viser nøjagtigheden for hvert instrument, for at undersøge, hvorvidt middelværdien kan benyttes. Af normalfordelingskurven fremgår det imidlertid tydeligt, der ikke er den ønskede klokkeform for hverken Trimble eller Leica, datasættet er dermed ikke normalfordelt, og medianen beregnes i stedet. Denne er i dette tilfælde dobbelt så høj for Trimble sammenlignet med Leica. Dertil skal der tages højde for punkttætheden, som på 20 m er 6,136 mm for Trimble. Da observationerne, for Trimble, ikke er normalfordelte centreret omkring medianen, kan det konkluderes, at disse ikke udelukkende er behæftet med tilfældige fejl. Jf. middelfejlen fra Helmert transformationen og punkttætheden for 3D laserscanningen, kan grovfejlsgrænsen fastsættes til: +/- 2,5 x (6,882 mm + (6,136 mm : 2)) = +/- 24,875 mm, for Trimble 20 m punktsky. Grovfejlsgrænsen overskrides dermed for testpunkt T109, T110 og T112 i Y-afvigelsen. En grov fejl kan fx være ved opstilling med snorlod. Hvis snorloddet ikke har været centreret i forhold til 3D laserscanneren, kan det forklare afvigelserne til testpunkterne. Generelt er Y-afvigelser på testpunkter meget høje for Trimble. Observationerne for Leica ligger rimeligt normaltfordelte omkring medianen, det konkluderes derfor, for Leica, at disse udelukkende er behæftet med tilfældige fejl. Herefter beregnes spredningen, for at undersøge 3D laserscanningernes usikkerhed. Denne er for Trimble meget høj, over 10 mm, og for Leica indenfor hvad der kan forventes ved en punkttæthed på 6,2 mm, for Leica, da (6,2 mm : 2) > 2,82 mm Scanningskvalitet Ved en 90% reflekterende overflade, kan Trimble udføre 3D laserscanninger med en rækkevidde på op til 120 m i en kvalitet på op til 122 kpt/sec ( for Leica er rækkevidden op til 300 m og kvaliteten 50 kpt/sec ( Disse parametre har især stor betydning for scanningskvaliteten Afstand For synliggørelse af dette, er de udførte 3D laserscanninger fra opstillingspunkt visualiseret ved bilag for hhv. 20 m punktsky (Bilag: 21. Punktskyer, 20 m), 40 og 60 m punktsky (Bilag: 22. Punktskyer, m), 80 m punktsky (Bilag: 23. Punktskyer, 80 m) samt 100 m punktsky (Bilag: 24. Punktskyer, 100 m). Skærmbilleder til brug for bilagene er for Trimble taget fra Trimble SCENE 5.2, og for Leica fra MicroStation V8i. For 20 m punktskyerne, ses der en væsentlig forbedring af kvaliteten for Trimble i de to opløsninger. Det har desværre ikke været muligt at få fat på den højtopløselige fil for Leica til sammenligning. På trods af en anelse støj, 7. Dataformidling 21

23 Sammenligning af sanningskvalitet ved terrestrisk laserscanning Anja Ballegaard Westermann (BKHS43K-S14: ) ses det dog, at Leica i den lavere opløsning, er mere detaljeret, også i sammenligning til højopløsningsscannet fra Trimble. Ved 40 og 60 m punktskyerne ses en væsentlig forringelse fra 20 m punktskyerne dog er Leica i stand til at bibeholde detaljeringsgraden i samtlige af bygningens dele, således der stadig fremkommer vigtige detaljer. Trimble mister hurtigt detaljeringsgrad, og dertil forekommer der også kraftig støj på 60 m punktskyen. Ses der på 80 og 100 m punktskyerne kan tårnet nu ikke længere genkendes ved 3D laserscanninger med Trimble. Det kan hermed konstateres, at der ved denne test, kun var mulit at udføre en rimelig 3D laserscanning på op til 40 m, hvilket svarer til kun 1/3 af instrumentets rækkevidde. For Leica ses et andet resultat. Her er der påbegyndt tab af detaljer i 80 m punktsky ved 3D laserscanning med lavere opløsning, til gengæld viser kvaliteten sig for den højopløselige 3D laserscanning på 100 m, at befinde sig et sted mellem 40 og 60 m punktskyer for Leica. I den lavere opløsning kan Leica begå sig i samtlige afstande, idet formen bibeholdes, kun detaljeringsgraden forringes i lettere grad Æstetik For en nærmere sammenligning af scanningskvaliteten, er der i 20 m punktskyen ved den lavere opløsning taget skærmbilleder fra Bentley Pointools V8i (Bilag: 25. Sammenligning af scanningskvalitet). Skærmbillederne sammenlignes mod et almindeligt foto. Af dette kan der konkluderes at Trimble generelt har problemer med grynethed i forbindelse med detaljeringsgrad, men dog gengiver farver bedst. For Leica viser der sig en fremragende detaljeringsgrad, også på rækværk og murede vægge, desværre med en anelse støj og en lidt for grøn tone i farvegenkaldensen. punkter i MicroStation V8i, kan det konkluderes, at der for Trimble, ved den lavere opløsning, ikke må forekomme store kugletargets mere end 30 m fra opstillingen, hvis en god nøjagtighed skal sikres. Umiddelbart lyder tilbagemeldingen fra Leica Geosystems A/S på nogenlunde samme afstandsproblemer, idet punkttætheden bliver for stor i fht. afstanden Anskaffelsespris Hvenegaard har modtaget tilbud (Bilag: 26. Tilbud) for forskellige mærker og varianter af instrumenter til 3D laserscanningsbrug. Herunder også til de to varianter, der er testet gennem dette projekt. Priser er eksklusiv moms og i danske kroner. Der bør ved anskaffelsen tages højde for den primære anvendelse i virksomheden, herunder forventninger og behov, samt den nøjagtighed og kvalitet, der ønskes i det materiale, der leveres til kunden. Dertil skal det påpeges, gennem de erfaringer der er gjort, at Leica leverer et 3D laserscanningsinstrument og software, der er nærmest landmåling, hvorimod Trimble og FARO må anses for 3D laserscanningsinstrumenter, umiddelbart udviklet mere for 3D laserscanningsindustrien, end for landmålingsbranchen. 7.2 Vurdering Den overordnede vurdering af de to instrumenter gennemgåes nærmere i den tekniske rapport (Bilag: 27. Sammenligning af scanningskvalitet ved terrestrisk laserscanning) udarbejdet i forbindelse med projektet. Den tekniske rapport er, pga. tidsmangel, blevet udarbejdet som en foreløbig version, der primært fungerer som en vurderende rapport, for basale overvejelser i forhold til anskaffelse af et 3D laserscanningsinstrument. 7. Dataformidling Præsentationsvideo Placering af targets Ved måling mellem opstillings- og reference- Det har kun været muligt at udarbejde en præsentationsvideo for Trimble (Digitalt bilag:

24 Sammenligning af sanningskvalitet ved terrestrisk laserscanning Anja Ballegaard Westermann (BKHS43K-S14: ) Præsentationsvideo_Trimble20m.avi). Trimble SCENE 5.2 giver mulighed for skift mellem kamerapositioner, der manuelt kan tilføjes. Videoen er således ikke flydende i sit udtryk. 7.4 Sammenfatning Datasættene for hhv. Trimble og Leica, er analyseret og sammenlignet for nøjagtighed, fejlgrænser og scanningskvalitet. Ved sammenligning af scanningskvaliteten, er der højdetagen for afstandes påvirkning af 3D laserscanningsresultat, æstetisk udtryk samt placering af targets. Leica har i processen vist sig bedre end Trimble på flere måder: driftssikkerhed, landmålingsbetonet, nøjagtighed, detaljeringsgrad og æstetisk udtryk. Trimble derimod er et hurtigt instrument, til løsning af mere simple opgaver, og prisen tilsvarende lav. Både instrument og software er brugervenligt, men med risiko for driftsfejl. Der er for dataformidling udarbejdet en teknisk rapport samt en præsentationsvideo for Trimble, hvor den tekniske rapport, pga. tidsmangel, fungerer primært som vurdering af basale overvejelser før køb. 7. Dataformidling 23

25 Sammenligning af sanningskvalitet ved terrestrisk laserscanning Anja Ballegaard Westermann (BKHS43K-S14: ) 8. Egenindsats Idet afgangsprojektet forventedes stilt af Hvenegaard, har der været en længerevarende periode, før projektet egentlig havde sin opstart. Tidsmæssigt har projektet således være halveret i forhold til normalen, hvilket, for et så teknisk krævende projekt, er en kort tidsfrist men dog ladesiggøreligt. Set i forhold til de opsatte, egne læringsmål, er disse blevet opfyldt. Dog, pga. den korte tid, og de problemer der mødte projektet undervejs i forløbet, har den sidste tid ikke inkluderet så mange konsulentsamtaler, som der oprindeligt er ønsket og planlagt til. Problemerne har også fået projektet til at fremstå mindre professionelt og teknisk, end det oprindeligt er ønsket, pga. tidsbekneb i slutfasen. 8.1 Planlægning I projektets indledense fase, blev der indenfor kort tid udført en handlings- samt tidsplan. Denne har siden været tilrettet grundet de problemer, der er opstået undervejs i forløbet. Korrigering af testen har været udført i tide, men det havde været ønskværdigt med mindre tidsspild på de første testscanninger, således korrektionen havde kunnet finde sted tidligere. 8.2 Testens udførelse Idet der opstod problemer undervejs, har det givet et godt indblik i instrumenternes indbyrdes forcer og måder hvorpå de differentierer sig. Denne læring har været vigtig for projektet, idet fejl giver et indblik i de begrænsninger et instrument måtte have. Da testopsætningen herefter blev korrigeret, for at imødekomme instrumenter og tidsaspektet, har der ingen problemer været i 3D laserscanningsprocessen, udover egen glemsomhed under 3D laserscanningerne eller fx i den DMI app-fejl der opstod på sidstedagen for 3D laserscanning. 8.3 Tid Som det fremgår af tidsregistreringen, har projektet været noget presset, specielt i den sidste fase. Selve arbejdstimerne, udover rapporten, overstiger dog ikke i sig selv de afsatte 160 timer. På trods af lange dage og mange arbejdstimer i streg, har projektet været meget interessant at arbejde med, og givet en god grundviden om 3D laserscanning til brug i fremtiden. 8. Egenindsats 24

26 Sammenligning af sanningskvalitet ved terrestrisk laserscanning Anja Ballegaard Westermann (BKHS43K-S14: ) 9. Konklusion Idet indkøb af en 3D laserscanner er en længerevarende process, er der hos Hvenegaard endnu ikke taget beslutning om køb af et 3D laserscanningsinstrument. På nuværende peger tendensen dog på Leica, som den bedste investering, hvor der er modtaget to meget forskelligtlydende tilbud. Projektet her haft en god opstart, hvor testparametre er opsat, og projektet igangsat. Processen kan ved første antagelse synes simpel dog er den ikke blot teknisk udfordrende, men også tidskrævende, som det viste sig efter et par dage med 3D laserscanning i testområdet. Testparametrene blev herefter korrigeret, så de bedre matchede den tilbageværende tid for projektets udførelse. Det har, på trods af ændringerne, været muligt at klarlægge instrumenternes udfordringer i fht. afstand og detaljeringsgrad, hvor Leica her er mere landmålingsbetonet, og resultatet derefter. Vejrforholdene har for begge instrumenter været nogenlunde de samme, hvilket ikke har givet problemer efter ændring af testparametrene. Med Leica som det bedste instrument, hvad angår scanningskvalitet, har Trimble en del fortrin mht. scanningshastighed og pris men har i testen haft en dårlig driftssikkerhed. Begge instrumenter er brugervenlige, Leica dog mere teknisk i opsætningen, og henvender sig primært til opgaver, der kræver en større nøjagtighed, og driftssikkerhed. Software for Leica, har desværre ikke kunnet afprøves pga. tidsmangel. Lokationen, der har fungeret som testområde, er beliggende sydøst for Odense på pladsen for Tarup-Davinde grusgravene. I testen har 20 m punktskyen i den lavere opløsning været valgt for videre databearbejdning i forbindelse med bl.a. analyse og sammenligning af nøjagtigheder og scanningskvaliteten samt æstetisk udtryk, som det primære for projektet. 9. Konklusion 25

27 Sammenligning af sanningskvalitet ved terrestrisk laserscanning Anja Ballegaard Westermann (BKHS43K-S14: ) Billedliste Side 8 Illustration 4.a: Leica ScanStation C10. Illustration 4.b: Trimble TX5 3D Laser Scanner. Side 9 Illustration 4.c: Tårnet på pladsen ved Tarup- Davinde grusgravene, beliggende sydøst for Odense. Side 10 Illustration 4.d: Forstørret fladetarget (t.v.) og standard fladetarget (t.h.). Side 11 Illustration 4.e: Øverst et Trimble-kugletarget og nederst Leica cirkulærtarget. Illustration 4.f: Fladetarget med ni punkter pr. kvadrant. Side 13 Illustration 5.a: Fast, opmålt referencepunkt i libelle. Her, under anden netmåling. Illustration 5.b: Hver opstilling er forhåndsopstilt med stativ og fodstykke, for bestemmelse af opstillingspunkt. Illustration 5.c: Holder med optisk lod (t.v.) og Leica mini-prisme (t.h.). Prismehøjde: 0,197 m. Side 14 Illustration 5.d: prismekonstant = -34 mm. Side 16 Side 17 Illustration 5.f: Snorlod over kendt punkt. Billedliste 26 Illustration 5.e: Laserlod over kendt punkt.

28 Sammenligning af sanningskvalitet ved terrestrisk laserscanning Anja Ballegaard Westermann (BKHS43K-S14: ) Kildeliste Udgivelser KLT-lærerteamet, 2013, Rapportguiden for KLT-uddannelsen, version 5 Red. Susanne Højberg, VIA University College Campus Horsens Internettet kortogland/documents/indholdstruktur/ studieorientering_4sem.pdf set den 18. maj aspx?id= set den 18. maj Document /Trimble%20TX5%20%20 User%20Guide%20V2%20-%20English.pdf set den 22. maj geospatial/trimble_tx5_ds.pdf set den 22. maj downloads123/hds/hds/scanstation%20c10/ brochures-datasheet/leica_scanstation_ C10_DS_en.pdf set den 22. maj set den 22. maj hoejdemodel-opmaaling/referencesystemer/ utmetrs89/ set den 2. juni downloads123/zz/tps/nova_ms50/brochuresdatasheet/leica_nova_ms50_dat_da.pdf set den 5. juni downloads123/zz/accessory/accessories/ white-tech-paper/white%20paper%20 Surveying%20Reflectors_en.pdf set den 6. juni 2014 Kildeliste 27 pdf set den 6. juni 2014

29 Sammenligning af sanningskvalitet ved terrestrisk laserscanning Anja Ballegaard Westermann (BKHS43K-S14: ) Bilagsfortegnelse 1. Handlingsplan Tidsplan og -registrering Logbog Afsætningsplan Måleblad Fikspunktsskitser for rekognoscering Scan Reference System Opdateret fikspunktsskitse Scanningsdokumentation: Leica Scanningsdokumentation: Trimble Leica punktskyer NETMÅLING_ _LOK NETMÅLING_ _LOK Nøjagtighed for 20 m punktsky Beregning af referencepunkter Helmert transformation Punktfil: Trimble, 20 m punktsky Punktfil: Leica, 20 m punktsky Beregning af nøjagtighed Normalfordelingskurve Punktskyer, 20 m Punktskyer, m Punktskyer, 80 m Punktskyer, 100 m Sammenligning af scanningskvalitet Tilbudsoversigt Sammenligning af scanningskvalitet ved terrestrisk laserscanning 63 Digitale bilag Præsentationsvideo_Trimble20m.avi PURE_kvittering.pdf Bilagsfortegnelse 28

30 1. Handlingsplan Konkret projekt Test af 3D laserscannere Virksomhedens indkøb af 3D laserscanner Trimble TX5 3D Laser Scanner Leica ScanStation C10 Har: mutistation Ønsker: 3D laserscanner Leica Nova MS50 Afstand Støj Punktsky Grynethed Detaljeringsgrad Projektmøde med Leif og Egil Testparametre Nøjagtighed Netmåling med totalstation (Leif) Scanners hastighed Scanningsopløsning Indkøbsomkostninger Instrument Software Højby Kirke Indledende arbejde Lokationidéer Deadline for projekt Sanderum Kirke Tarup-Davinde tårn 11. juni 2014, kl Anskaffelse af 3D laserscannere og software til test Rekognoscering Trimble Leica Højby Kirke Sanderum Kirke Trimble Tx5 3D Laser Scanner Trimble SCENE 5.2 Leica ScanStation C10 Leica Cyclone 8.1 Tarup-Davinde tårn Opstillinger Fikspunktsskitse Referencepunkter Testpunkter Dataindsamling Rekognoscering Netmåling med totalstation (Leif) Opstilling Leica Nova MS50 Afmærkning af opstillingspunkter Fri opstilling 3D laserscannere Totalstation 3D laserscanning Software Trimble TX5 3D Laser Scanner Leica ScanStation C10 Databehandling, laserscanninger Databehandling, netmåling SDL 6.1 MicroStation V8i Trimble SCENE 5.2 Leica Cyclone 8.1 Leica Geosystems (Rikke) 20 meter 40 meter Sammenligning af scanningskvalitet ved terrestrisk laserscanning Databearbejdning Afstand 60 meter 80 meter 100 meter Punktsky Scanningsopløsning Placering af targets Detaljeringsgrad Støj Analyse og sammenligning Æstetik Grynethed Vejrforhold Opmålingsdata Afvigelser LOK UTM Instrument Anvendelse Driftssikkerhed Hastighed Brugervenlighed Hardware Software Vurdering Software Hastighed Brugervenlighed Punktsky Datamængde Slutresultat Tid Dataformidling Instrument Anskaffelsespris og opretholdelse Software Licens Tekisk rapport Opsummering af rapportens key-points Understøttende illustrationer Research Internettet Rapportskrivning OpenOffice Writer Rapportopsætning Adobe InDesign CS5 Rapport Handlingsplan Tidsplan og -registrering MatchWare MindView 4 BE OpenOffice Calc Logbog OpenOffice Calc Bilagsfremstilling Afsætningsplan, måleblad og fikspunktsskitse Flowdiagram Adobe Illustrator CS5 MicroStation V8i Analyse Lifa-modul Præsentationsmateriale Sammenligning Vurdering Teknisk rapport Adobe InDesign CS5

31 2. Tidsplan og -registrering TID UGE 20 UGE 21 UGE 22 UGE 23 UGE 24 AFSAT SUM INDLEDENDE ARBEJDE 5 timer 5,25 Projektmøde 0,50 0,25 0,75 Vejledersamtale 0,25 0,25 Konsulentsamtale 0,50 0,50 Anskaffelse af instrumenter 0,25 0,25 Anskaffelse af software 0,00 Software installation 1,00 1,00 Rekognoscering 2,50 2,50 DATAINDSAMLING 75 timer 92,25 Kørsel 1,25 5,00 1,25 4,50 1,25 1,25 1,25 4,25 4,25 24,25 Klargøring, diverse 5,00 3,00 1,00 1,00 10,00 Rekognoscering 3,25 1,50 0,50 1,00 6,25 Afsætning af opstillingspunkter 2,50 4,00 2,00 8,50 Netmåling: Leica Nova MS50 1,50 1,00 2,50 3D Laserscanning: Trimble 1,75 13,75 6,25 21,75 3D Laserscanning: Leica 11,50 4,50 16,00 Overførsel af data 3,00 3,00 DATABEARBEJDNING 75 timer 49,25 Opmålingsdata: totalstation 0,50 4,00 1,00 5,50 Punktsky: Leica Punktsky: Trimble 0,00 4,00 5,50 9,50 2,25 12,75 34,00 Analyse og sammenligning 9,75 9,75 RAPPORT 50 timer 66,25 Research 0,25 5,00 1,00 2,50 8,75 Rapportskrivning 1,00 4,75 1,50 3,00 1,50 0,50 1,50 1,00 4,00 0,75 8,50 2,50 8,50 39,00 Rapportopsætning 4,00 2,50 0,50 0,25 7,25 Bilagsfremstilling 2,00 2,50 0,50 1,50 1,00 0,25 1,00 2,00 10,75 Aflevering 0,50 0,50 DATAFORMIDLING 15 timer 0,75 Teknisk rapport 0,75 0,75 TOTAL 1,25 0,00 0,25 4,50 0,00 3,50 7,25 5,75 11,75 14,75 15,00 11,00 0,00 2,25 15,25 8,75 0,00 0,50 7,00 0,00 0,00 11,75 11,50 8,00 9,50 13,50 0,75 12,25 16,25 11,75 9,75 213,75 Registrering udføres i timer pr. påbegyndt kvarter. Page 1

32 3. Logbog Dato Deltagere Dato Deltagere Projektmøde Leif, Egil, Anja Rapportskrivning: hovedafsnit Anja Snak med vejleder og konsulenter Anja Rapportsopsætning Anja Afhentning af Trimble TX5 3D Laser Scanner og udstyr Anja Reservation af udstyr ved VIA UC Horsens Anja Rekognoscering og opsætning af reference og testpunkter Anja, Ole Reservation af udstyr ved Leica Egil Opmåling med totalstation Anja, Ole Rekognoscering for lokationsbestemmelse (Tarup-Davinde) Anja D Laserscanning med Trimble TX5 3D Laser Scanner Anja Bilag: handlingsplan Anja Rapportskrivning: hovedafsnit Anja Aflevering af Trimble TX5 3D Laser Scanner og udstyr Anja Bilag: handlingsplan, tidsplan og -registrering, logbog Anja Rapport: problemformulering Anja Trimble SCENE: indlæsning af data, arb. I punktsky Anja Rapportsopsætning Anja Rapport: problemformulering, hovedafsnit, kildeliste Anja Bilagsfremstilling Anja MicroStation: opstillingspunkter (pkt.fil og afs.plan) Anja Trimble SCENE: indlæsning af data, arb. I punktsky Anja Projektmøde Leif, Anja Rapportsopsætning Anja Research: instrumenter Anja Rapportskrivning: hovedafsnit Anja MicroStation: opstillingspunkter (pkt.fil og afs.plan) Anja Research: centerpunkt, prismekonstant, Trimble SCENE 5.2 Anja Afsætning og kontrolopmåling af opstillingspunkter Anja Trimble SCENE: indlæsning af data, arb. I punktsky Anja Møde: Faro Laser Scanner Focus 3D X 330 Egil, Anja m.fl. Rapportskrivning: hovedafsnit Anja Måleblad: indmålte opstillingspunkter (udvalgte) Anja Strategi, beregning og planlægning (ref.pkt mv.) Anja Rapportskrivning: hovedafsnit Anja Rapport: hovedafsit Anja Rapportskrivning: hovedafsnit Anja Afhentning af Trimble TX5 3D Laser Scanner og udstyr Anja Bilagsfremstilling Anja Klargøring af de sidste detaljer før markarbejde Anja Rapportsopsætning Anja Rekognoscering og opsætning af reference og testpunkter Leif, Anja Trimble SCENE: arb. I punktsky Anja Opmåling med totalstation Leif, Anja Netmåling: SDL Anja 3D Laserscanning med Trimble TX5 3D Laser Scanner Anja Netmåling: SDL Anja D Laserscanning med Trimble TX5 3D Laser Scanner Anja Trimble SCENE: arb. I punktsky, eksport, præsentationsvideo Anja Rapportskrivning: hovedafsnit Anja Rekognoscering (uventet natlig regn) Anja Bilagsfremstilling Anja Aflevering af Trimble TX5 3D Laser Scanner og udstyr Anja Klargøring: test af Leica scanner (værksted) + opsætning Anja Trimble SCENE: fejlslået eksport, udlæsning af koordinater Anja Klargøring: ekstra fladetargets for udskiftning af ødelagte Anja TextPad: dannelse af punktfiler Anja Rapportskrivning: hovedafsnit MicroStation: indlæsning af punktfiler, transformering Anja Analyse og sammenligning af udlæste koordinater Anja Kontrol af reference-, test- og opstillingspunkter Anja Trimble SCENE: scanningskvalitet (Trimble) Anja MicroStation: scanningskvalitet (Leica) Anja D Laserscanning med Leica ScanStation C10 Anja Bilagsfremstilling Anja Research: instrumenter, targets Anja Rapportskrivning: hovedafsnit Anja Rapportskrivning: hovedafsnit Anja Ekstra testning af Leica ScanStation C10 Anja Bilagsfremstilling: teknisk rapport Anja Rapportaflevering Anja D Laserscanning med Leica ScanStation C10 Anja Dataoverførsel Anja Netmåling: SDL, MicroStation Klargøring: data og bilag til Leica Geosystems Anja Anja Bilag: handlingsplan Anja Rapport: problemformulering, hovedafsnit Anja Klargøring: ekstra fladetargets for udskiftning af ødelagte Installation: Trimble SCENE 5.2 og Leica Cyclone 8.1 Anja Anja LOG Page 2

33

34

35 T111 T112 T102 T101 T1 T2 T104 T110 T109 T103 T4 T3 T108 T107 T116 T115 T106 T105 T114 T Fikspunktsskitser for rekognoscering

36

37 8. Opdateret fikspunktsskitse

38 9. Scanningsdokumentation: Leica 3D laserscanning Tarup- Davinde grusgrave DMI DMI DMI DMI DATO INSTRUMENT OPS.PKT. AFSTAND SCAN TIL TARGETS SCAN START SCANTID PUNKTAFSTAND DISTANCE VEJRFORHOLD TEMPERATUR VIND M/S LUFTTRYK Leica SW m 2,3,4,5 08:54:00 71 min. 0, m skyfrit 16 C 2,7 m/s NØ Leica SW m 2,3,4,5 10:14:00 71 min. 0, m skyfrit 16 C 3,2 m/s NØ 1023,0 hpa Leica SW m 2,3,4,5 11:35:00 71 min. 0, m skyfrit 17 C 3,4 m/s NØ 1022,7 hpa Leica SW m 2,3,4,5 13:02:00 71 min. 0, m skyfrit 17 C 3,4 m/s NØ 1022,7 hpa Leica SW m 2,3,4,5 14:21:00 71 min. 0, m skyfrit 18 C 4,2 m/s NØ 1021,6 hpa Leica SW m 2,3,4,5 15:42:00 71 min. 0, m skyfrit 18 C 4,8 m/s NØ 1021,0 hpa Leica SW m 2,3,4,5 17:00:00 71 min. 0, m skyfrit 18 C 4,8 m/s NØ 1021,0 hpa :10:00 skyfrit 17 C 5,4 m/s NØ 1020,0 hpa Leica Leica SW m 2,3,4,5 09:07:00 71 min. 0, m skyfrit 16 C 6,3 m/s Ø Leica SW m 2,3,4,5 10:25:00 48 min. (35,962 ) 0, m enkelte skyer 17 C 6,2 m/s Ø Leica SW m 2,3 11:37:00 48 min. (35,451 ) 0, m enkelte skyer 17 C 6,2 m/s Ø :25:00 enkelte skyer 17 C 6,2 m/s Ø 1017,2 hpa 1017,3 hpa 1017,6 hpa 1017,6 hpa 50-60% ba[eriforbrug pr. 360 scanning (0,031pt/100m)

39 10. Scanningsdokumentation: Trimble 3D laserscanning Tarup- Davinde grusgrave DMI DMI DMI DMI DATO INSTRUMENT OPS.PKT. AFSTAND SCAN TIL TARGETS SCAN START SCANTID OPLØSNING KVALITET VEJRFORHOLD TEMPERATUR VIND M/S LUFTTRYK Trimble, m 2,3,4,5 06:58:00 31 min. 1/2 (3,068 mm/10 m) 4x (122 kpt/sec) let skyet 15 C 2,7 m/s SV 1016,1 hpa Trimble, m 2,3,4,5 07:35:00 31 min. 1/2 (3,068 mm/10 m) 4x (122 kpt/sec) Trimble, m 2,3,4,5 08:14:00 31 min. 1/2 (3,068 mm/10 m) 4x (122 kpt/sec) enkelte skyer 17 C 2,8 m/s VSV 1015,7 hpa Trimble, m 2,3,4,5 08:50:00 38 min. ( ) 1/1 (1,534 mm/10 m) 4x (122 kpt/sec) Trimble, m 2,3,4,5 09:38:00 31 min. 1/2 (3,068 mm/10 m) 4x (122 kpt/sec) skyfrit 19 C 3,1 m/s V 1015,4 hpa Trimble, m 2,3,4,5 11:17:00 31 min. 1/2 (3,068 mm/10 m) 4x (122 kpt/sec) let skyet 19 C 3,3 m/s NV 1015,1 hpa Trimble, m 2,3,4,5 11:58:00 31 min. 1/2 (3,068 mm/10 m) 4x (122 kpt/sec) enkelte skyer 20 C 3,1 m/s NV 1014,5 hpa Trimble, m 2,3,4,5 12:35:00 31 min. 1/2 (3,068 mm/10 m) 4x (122 kpt/sec) Trimble, m 2,3,4,5 13:10:00 17 min. ( ) 1/1 (1,534 mm/10 m) 4x (122 kpt/sec) 12-15% bazeriforbrug pr. 360 scanning (1/2, 4x) Trimble-02

40 11. Leica punktskyer SW SW-004 (20m) SW SW-005 (40m) SW-006 (60m) SW-007 (80m) SW-008 (100m) SW-009 (100m, høj opl.) SW-010 (20m, høj opl.) --> samles, rense punktsky, MicroStation, gennemflyvning --> samles, rense punktsky, MicroStation --> rense punktsky, MicroStation --> rense punktsky, MicroStation --> rense punktsky, MicroStation --> rense punktsky, MicroStation --> rense punktsky, MicroStation Tårn og targets skal være synlige i tilbageleverede punktskyer. Punktskyerne skal også gives i et format, hvor de kan indlæses i MicroStation for sammenligning af nøjagtighed (centrumpunkt for targets) til udført netmåling med totalstation. Angiv gerne tid benyttet pr. færdig punktsky inkl. MicroStation-fil.

41 NETMÅLING_ _LOK.RES Polær detailmåling Vers: 6.1 Side 1 3D Laserscanningsprojekt Opgave : NETMÅLING_ Diverse sager uden salg Journal : Hvenegaard Landinspektorer A/S Dato : Rugårdsvej 55, 5000 Odense C Tid : 1007 Tlf Fax Init. : ABW Koordinatsystem : LOK Højdesystem: DVR90 Gradsystem : 400 GON Mål og koordinater i meter Katalog oversigt: Observationskatalog : D:\netmåling1\140521X.OBS Punktkatalog : D:\netmåling1\NETMÅLING_ _LOK.PKT Resultatkatalog : D:\netmåling1\NETMÅLING_ _LOK.RES Opstilling : Opstillingspunkt : Der regnes lokale koordinater Instrumenthøjde : Der er udregnet 15 detailpunkter. Observationer: Punktnr. Punktkode Hor. Zen. Afst. Prhd. Fl. Ft T T T T T T T T OP OP OP OP Koordinatliste: Punktnr. Punktkode Y X Z T T Polær detailmåling Vers: 6.1 Side 2 3D Laserscanningsprojekt Opgave : NETMÅLING_ Diverse sager uden salg Journal : Hvenegaard Landinspektorer A/S Dato : Page 1 NETMÅLING_ _LOK.RES Rugårdsvej 55, 5000 Odense C Tid : 1007 Tlf Fax Init. : ABW T T T T T T OP OP OP OP Polær detailmåling Vers: 6.1 Side 3 3D Laserscanningsprojekt Opgave : NETMÅLING_ Diverse sager uden salg Journal : Hvenegaard Landinspektorer A/S Dato : Rugårdsvej 55, 5000 Odense C Tid : 1007 Tlf Fax Init. : ABW Opstilling : Opstillingspunkt : Opst. punkt faste punkter retn.afv. g/m afst.afv. kote afv > / > / > / > T / > T / > T / Beregnet målestoksfaktor : Middelretning : Instrumenthøjde : Der er udregnet 11 detailpunkter. Observationer: Punktnr. Punktkode Hor. Zen. Afst. Prhd. Fl. Ft T T T T T T T OP OP OP OP OP OP Page 2

42 NETMÅLING_ _LOK.RES OP Polær detailmåling Vers: 6.1 Side 4 3D Laserscanningsprojekt Opgave : NETMÅLING_ Diverse sager uden salg Journal : Hvenegaard Landinspektorer A/S Dato : Rugårdsvej 55, 5000 Odense C Tid : 1007 Tlf Fax Init. : ABW Koordinatliste: Punktnr. Punktkode Y X Z T T T T T T T OP OP OP OP OP OP OP Polær detailmåling Vers: 6.1 Side 5 3D Laserscanningsprojekt Opgave : NETMÅLING_ Diverse sager uden salg Journal : Hvenegaard Landinspektorer A/S Dato : Rugårdsvej 55, 5000 Odense C Tid : 1007 Tlf Fax Init. : ABW Opstilling : Opstillingspunkt : Opst. punkt faste punkter retn.afv. g/m afst.afv. kote afv > / > / > / > / > T / > T / > T / Beregnet målestoksfaktor : Middelretning : Instrumenthøjde : Der er udregnet 4 detailpunkter. Page 3 NETMÅLING_ _LOK.RES Observationer: Punktnr. Punktkode Hor. Zen. Afst. Prhd. Fl. Ft T T T T T T T Koordinatliste: Punktnr. Punktkode Y X Z T T T Polær detailmåling Vers: 6.1 Side 6 3D Laserscanningsprojekt Opgave : NETMÅLING_ Diverse sager uden salg Journal : Hvenegaard Landinspektorer A/S Dato : Rugårdsvej 55, 5000 Odense C Tid : 1007 Tlf Fax Init. : ABW T T T T Polær detailmåling Vers: 6.1 Side 7 3D Laserscanningsprojekt Opgave : NETMÅLING_ Diverse sager uden salg Journal : Hvenegaard Landinspektorer A/S Dato : Rugårdsvej 55, 5000 Odense C Tid : 1007 Tlf Fax Init. : ABW Opstilling : Opstillingspunkt : Opst. punkt faste punkter retn.afv. g/m afst.afv. kote afv > / > T / > T / > T / > / > / Page 4

43 NETMÅLING_ _LOK.RES Beregnet målestoksfaktor : Middelretning : Instrumenthøjde : Der er udregnet 4 detailpunkter. Observationer: Punktnr. Punktkode Hor. Zen. Afst. Prhd. Fl. Ft T T T T T T T Koordinatliste: Punktnr. Punktkode Y X Z T T T T T T Polær detailmåling Vers: 6.1 Side 8 3D Laserscanningsprojekt Opgave : NETMÅLING_ Diverse sager uden salg Journal : Hvenegaard Landinspektorer A/S Dato : Rugårdsvej 55, 5000 Odense C Tid : 1007 Tlf Fax Init. : ABW T Polær detailmåling Vers: 6.1 Side 9 3D Laserscanningsprojekt Opgave : NETMÅLING_ Diverse sager uden salg Journal : Hvenegaard Landinspektorer A/S Dato : Rugårdsvej 55, 5000 Odense C Tid : 1007 Tlf Fax Init. : ABW Koordinatliste (Nye punkter): Punktnr. Punktkode Y X Z Page 5 NETMÅLING_ _LOK.RES T T T T T T T T OP OP OP OP T T T T OP OP OP OP OP OP OP T T T T T T T T Page 6

44 NETMÅLING_ _LOK.RES Polær detailmåling Vers: 6.1 Side 1 3D Laserscanningsprojekt Opgave : NETMÅLING_ Diverse sager uden salg Journal : Hvenegaard Landinspektorer A/S Dato : Rugårdsvej 55, 5000 Odense C Tid : 1009 Tlf Fax Init. : ABW Koordinatsystem : LOK Højdesystem: DVR90 Gradsystem : 400 GON Mål og koordinater i meter Katalog oversigt: Observationskatalog : F:\sag\2014\144263\netmåling2\ OBS Punktkatalog : F:\sag\2014\144263\netmåling2\NETMÅLING_ _LOK.PKT Resultatkatalog : F:\sag\2014\144263\netmåling2\NETMÅLING_ _LOK.RES Opstilling : Opstillingspunkt : 5003 Der regnes lokale koordinater Instrumenthøjde : Der er udregnet 16 detailpunkter. Observationer: Punktnr. Punktkode Hor. Zen. Afst. Prhd. Fl. Ft T T T OP OP OP OP OP OP OP T T T T Polær detailmåling Vers: 6.1 Side 2 3D Laserscanningsprojekt Opgave : NETMÅLING_ Diverse sager uden salg Journal : Hvenegaard Landinspektorer A/S Dato : Rugårdsvej 55, 5000 Odense C Tid : 1009 Tlf Fax Init. : ABW Koordinatliste: Page 1 NETMÅLING_ _LOK.RES Punktnr. Punktkode Y X Z T T T OP OP OP OP OP OP OP T T T T Polær detailmåling Vers: 6.1 Side 3 3D Laserscanningsprojekt Opgave : NETMÅLING_ Diverse sager uden salg Journal : Hvenegaard Landinspektorer A/S Dato : Rugårdsvej 55, 5000 Odense C Tid : 1009 Tlf Fax Init. : ABW Opstilling : Opstillingspunkt : 5002 Opst. punkt faste punkter retn.afv. g/m afst.afv. kote afv > / > / > T / > T / > T / > OP / > OP / > OP / > OP / > OP / > OP / > OP / > OP / Beregnet målestoksfaktor : Middelretning : Instrumenthøjde : Der er udregnet 0 detailpunkter. Observationer: Punktnr. Punktkode Hor. Zen. Afst. Prhd. Fl. Ft T T T OP Page 2

45 NETMÅLING_ _LOK.RES OP OP OP OP OP OP OP Polær detailmåling Vers: 6.1 Side 4 3D Laserscanningsprojekt Opgave : NETMÅLING_ Diverse sager uden salg Journal : Hvenegaard Landinspektorer A/S Dato : Rugårdsvej 55, 5000 Odense C Tid : 1009 Tlf Fax Init. : ABW Koordinatliste: Punktnr. Punktkode Y X Z T T T OP OP OP OP OP OP OP OP Der er ingen observationer til detailpunkter! Polær detailmåling Vers: 6.1 Side 5 3D Laserscanningsprojekt Opgave : NETMÅLING_ Diverse sager uden salg Journal : Hvenegaard Landinspektorer A/S Dato : Rugårdsvej 55, 5000 Odense C Tid : 1009 Tlf Fax Init. : ABW Opstilling : Opstillingspunkt : 5001 Opst. punkt faste punkter retn.afv. g/m afst.afv. kote afv > / > / > T / > T / > T / > OP / > OP / > OP / > OP / Page 3 NETMÅLING_ _LOK.RES --> OP / > OP / > OP / Beregnet målestoksfaktor : Middelretning : Instrumenthøjde : Der er udregnet 4 detailpunkter. Observationer: Punktnr. Punktkode Hor. Zen. Afst. Prhd. Fl. Ft T T T OP OP OP OP OP OP OP T T T T Polær detailmåling Vers: 6.1 Side 6 3D Laserscanningsprojekt Opgave : NETMÅLING_ Diverse sager uden salg Journal : Hvenegaard Landinspektorer A/S Dato : Rugårdsvej 55, 5000 Odense C Tid : 1009 Tlf Fax Init. : ABW Koordinatliste: Punktnr. Punktkode Y X Z T T T OP OP OP OP OP OP OP T T T T Polær detailmåling Vers: 6.1 Side 7 3D Laserscanningsprojekt Opgave : NETMÅLING_ Page 4

46 NETMÅLING_ _LOK.RES Diverse sager uden salg Journal : Hvenegaard Landinspektorer A/S Dato : Rugårdsvej 55, 5000 Odense C Tid : 1009 Tlf Fax Init. : ABW Koordinatliste (Nye punkter): Punktnr. Punktkode Y X Z T T T OP OP OP OP OP OP OP T T T T T T T T Page 5

47 14. Nøjagtighed for 20 m punktsky

48 15. Beregning af referencepunkter Referencepunkt T2 (m) Y X Middelværdi Afvigelse Referencepunkt T3 (m) Y X Middelværdi Afvigelse

49 16. Helmert transformation Trimble Leica hvor... nr. 1 --> OP11 nr. 2 --> OP15 nr. 3 --> T3

50 17. Punktfil: Trimble, 20 m punktsky 8 Trimble TX5 3D Laser Scanner 6 OP OP T T T T T T T T T T

51 18. Punktfil: Leica, 20 m punktsky 8 Leica ScanStation C10 6 OP OP T T T T T T T T T

52 19. Beregning af nøjagtighed TRIMBLE TX5 3D LASER SCANNER Netmåling (m) 3D laserscanning (m) Afvigelse (m) X Y X Y X Y OP , , , ,837 0,002 0,001 OP15 995, , , ,699 0,004 0,004 T3 1023, , , ,537 0,002 0,003 T , , , ,343 0,006 0,029 T , , , ,353 0,008 0,032 T , , , ,971 0,008 0,023 T , , , ,774 0,006 0,025 T , , , ,452 0,001 0,017 T , , , ,400 0,002 0,018 T , , , ,495 0,003 0,022 T , , , ,484 0,002 0,022 Median 0,006 Spredning 0,01035 LEICA SCANSTATION C10 Netmåling (m) 3D laserscanning (m) Afvigelse (m) X Y X Y X Y OP11 955, , , ,190 0,001 0,004 OP15 989, , , ,224 0,005 0,002 T3 963, , , ,064 0,004 0,002 T , , , ,992 0,007 0,001 T , , , ,770 0,007 0,001 T , , , ,841 0,008 0,000 T , , , ,849 0,008 0,001 T , , , ,882 0,001 0,001 T , , , ,832 0,004 0,003 T , , , ,583 0,003 0,000 T , , , ,551 0,007 0,008 Median 0,003 Spredning 0,00282

53 20. Normalfordelingskurve Normalfordeling Normalfordeling (20 m) Leica Trimble Antal observationer Afvigelse (mm) Page 3

54 21. Punktskyer, 20 m Trimble, OP15: 3,068mm/10m, 122 kpt/sec Leica, OP15: 0,031m/100m, 50 kpt/sec Trimble, OP15: 1,534mm/10m, 122 kpt/sec

55 22. Punktskyer, m Trimble, OP17: 3,068mm/10m, 122 kpt/sec Leica, OP17: 0,031m/100m, 50 kpt/sec Trimble, OP19: 3,068mm/10m, 122 kpt/sec Leica, OP19: 0,031m/100m, 50 kpt/sec

56 23. Punktskyer, 80 m Trimble, OP21: 3,068mm/10m, 122 kpt/sec Leica, OP21: 0,031m/100m, 50 kpt/sec

57 24. Punktskyer, 100 m Trimble, OP23: 3,068mm/10m, 122 kpt/sec Leica, OP23: 0,031m/100m, 50 kpt/sec Trimble, OP23: 1,534mm/10m, 122 kpt/sec Leica, OP23: 0,015m/100m, 50 kpt/sec