Drónos LiDAR felmérés: mikor éri meg a levegőből, és mit kapsz a végén?

Vannak helyzetek, amikor a hagyományos, földi felmérés egyszerűen nem elég gyors, nem elég biztonságos, vagy nem fér hozzá a terephez. Egy több hektáros külszíni bánya, egy működő ipari létesítmény teteje, egy nehezen járható erdős domboldal vagy egy hosszú nyomvonalas projekt esetében a drónos LiDAR felmérés gyakran nagyságrendekkel hatékonyabb. Ebben a cikkben végigvesszük, pontosan mi az a drónos LiDAR, mikor jobb választás a földi szkennelésnél, milyen pontosságot várhatsz, és milyen végeredményt kapsz a kezedbe. Ha még nem ismered a pontfelhő és a lézerszkennelés alapjait, előbb érdemes elolvasni a Mi az a lézerszkennelés és pontfelhő? című cikkünket.

Mi az a drónos LiDAR, és miben más, mint a fotogrammetria?

A LiDAR (Light Detection and Ranging) egy aktív lézeres mérési technológia: a drónra szerelt szenzor másodpercenként több százezer lézerimpulzust bocsát ki, és a visszaverődés idejéből milliméter–centiméter pontossággal számolja ki a felszín pontjait. Az eredmény egy sűrű, georeferált pontfelhő. Ezt gyakran összekeverik a drónos fotogrammetriával, pedig a kettő alapvetően különbözik: a fotogrammetria fényképekből, képpontok egyeztetésével rekonstruálja a felületet, ezért jó fényviszonyokat és jól textúrázott felszínt igényel. A LiDAR ezzel szemben saját fényforrással dolgozik, így gyengébb fényben is mér, és ami a legfontosabb: a lézernyaláb képes áthatolni a növényzet lombkoronáján, így a fák alatti valódi terepfelszínt is rögzíti – erre a fotogrammetria nem képes.

Mikor éri meg a levegőből felmérni?

A drónos LiDAR nem minden projektnél a legjobb választás – de bizonyos helyzetekben verhetetlen. Az alábbi esetekben szinte mindig megéri a levegőből dolgozni:

• Nagy, nyílt területek: bányák, depóniák, mezőgazdasági és ipari telephelyek, ahol a földi szkennelés túl sok álláspontot és időt igényelne.
• Növényzettel fedett terep: erdős, bozótos domboldalak, ahol a fák alatti tényleges terepmodellre (DTM) van szükség.
• Nehezen vagy veszélyesen megközelíthető helyek: meredek rézsűk, működő üzemek, magasban lévő tetőszerkezetek, ahol a gyalogos felmérés kockázatos lenne.
• Hosszú, lineáris projektek: utak, vasútvonalak, vezetékek és csatornák nyomvonalának felmérése.
• Anyagmennyiség és volumen számítás: depók, kitermelt anyag, feltöltés térfogatának gyors, ismételhető meghatározása.

Szűk, zárt belső terekhez, részletgazdag épülethomlokzatokhoz vagy gépészeti helyiségekhez viszont továbbra is a földi, terresztriális szkennelés ad pontosabb eredményt. A két módszer gyakran együtt, egymást kiegészítve adja a legjobb eredményt.

Milyen műszerrel dolgozunk?

A levegőből végzett felméréseinkhez professzionális DJI Matrice platformokat és a hozzájuk illeszkedő Zenmuse L3 LiDAR szenzort használjuk.

• DJI Matrice 400 – ipari drónplatform 59 perces repülési idővel, 6 kg hasznos teherbírással és négy egyidejű szenzorporttal. IP55 védettség, –20 és +50 °C közötti üzemi hőmérséklet, így télen és nyáron is bevethető.
• DJI Zenmuse L3 LiDAR – 1535 nm-es, Class 1 lézerrel dolgozó szenzor, 100 kHz és 2 MHz között állítható pontsűrűséggel. Hatótávja 10%-os visszaverődés mellett akár 950 méter, és impulzusonként öt visszaverődést rögzít – ezért „lát át” a növényzeten, és rajzolja ki a lombkorona alatti terepfelszínt. A két beépített, egyenként 100 MP-es Micro 4/3 kamera adja a valósághű színezést.
• DJI Matrice 4E – gyorsan bevethető, kompakt platform 49 perces repülési idővel, beépített RTK-val és 4/3 hüvelykes, mechanikus zárral szerelt kamerával. Egyetlen repüléssel 2,8 km² térképezhető, ortofotó és ferdetengelyű módban is.

Ahol a légi felmérés nem elég – belső terekben, gépészeti szinteken, szűk udvarokon –, terepi lézerszkennerrel egészítjük ki: Leica RTC360 (2 millió pont/másodperc, 1,9 mm 3D ponthiba 10 méteren) és Leica BLK360 (680 000 pont/másodperc, 4 mm 10 méteren). A légi és a terepi adatot egyetlen, illesztett pontfelhővé fűzzük össze.

Milyen pontosságot várhatsz?

A drónos LiDAR pontossága több tényezőtől függ: a repülési magasságtól, a sebességtől, a szenzortól, a GNSS-megoldástól és attól, hogy használunk-e földi illesztőpontokat (GCP). Jól megtervezett felmérésnél a magassági (vertikális) pontosság jellemzően néhány centiméteres nagyságrendű, ami a legtöbb terepmodellezési, volumenszámítási és tervezés-előkészítési feladathoz bőven elegendő. Ahol milliméteres pontosság a követelmény – például precíz ipari Scan2BIM modellezéshez –, ott a drónos adatot földi szkenneléssel egészítjük ki. A felmérés elején mindig tisztázzuk, milyen pontosság az elvárás, és ehhez tervezzük meg a repülést.

Mit kapsz a végén?

A nyers pontfelhő önmagában még csak az alapanyag. A feldolgozás után jellemzően az alábbi, közvetlenül használható eredményeket adjuk át:

• Osztályozott pontfelhő: a talaj, a növényzet, az épületek és egyéb elemek szétválasztva.
• Digitális terepmodell (DTM) és felületmodell (DSM): a tiszta terep, illetve a teljes felszín modellje.
• Szintvonalas térkép: tetszőleges lépésközzel, tervezéshez.
• Volumen- és tömegszámítás: anyagmennyiség, kitermelés, feltöltés.
• 2D rajzok és metszetek, illetve igény szerint a pontfelhőből épített Scan2BIM modell.

Ha a felmérés célja a tervezhető, intelligens digitális modell, a pontfelhőből a Scan2BIM folyamat során építünk használható BIM modellt – ennek lépéseit külön cikkben részletezzük.

Mennyi idő és mitől függ az ár?

Egy drónos LiDAR felmérés helyszíni része sok esetben néhány óra, és ez alatt akár több tíz hektárt is lefedhetünk – ez a technológia egyik legnagyobb előnye a földi méréshez képest. Az ár a terület méretétől, a kért pontosságtól, a feldolgozás mélységétől (csak pontfelhő, vagy kész terepmodell és rajzok), valamint a helyszín adottságaitól és a repülési engedélyezési feltételektől függ. Mivel minden projekt más, pontos árat a paraméterek ismeretében tudunk adni – kérj egyedi ajánlatot, és összeállítjuk a projektedre szabott megoldást.

Gyakori kérdések a drónos LiDAR felmérésről

Lát a LiDAR a fák alatt?

Igen. A lézernyaláb a lombkorona résein áthatolva eléri a talajt, így a növényzet alatti valódi terepfelszín is rekonstruálható – ezt nevezzük digitális terepmodellnek (DTM). Ez a drónos fotogrammetriával nem lehetséges.

Mennyire pontos a drónos LiDAR?

Jól megtervezett felmérésnél a magassági pontosság jellemzően néhány centiméteres nagyságrendű. Ahol ennél nagyobb pontosság kell, a drónos adatot földi szkenneléssel egészítjük ki.

Mikor jobb a drónos, és mikor a földi felmérés?

Nagy, nyílt vagy nehezen megközelíthető területekhez, terepmodellezéshez és volumenszámításhoz a drónos LiDAR az ideális. Szűk belső terekhez és részletgazdag homlokzatokhoz a földi, terresztriális szkennelés pontosabb. A kettő gyakran együtt adja a legjobb eredményt.

Milyen formában kapom meg az eredményt?

Osztályozott pontfelhő, digitális terep- és felületmodell (DTM/DSM), szintvonalas térkép, volumenszámítás, valamint igény szerint 2D rajzok vagy a pontfelhőből épített Scan2BIM modell formájában.

Összefoglalás

A drónos LiDAR felmérés ott mutatja meg igazán az erejét, ahol nagy a terület, nehéz a hozzáférés, vagy a növényzet alatti valódi terepre van szükség. A technológia gyorsan, biztonságosan és nagy területen ad georeferált, mérnöki felhasználásra alkalmas pontfelhőt, amelyből terepmodell, szintvonalas térkép, volumenszámítás vagy akár teljes BIM modell is készülhet. A Modus Metria a földi és a drónos felmérést egyaránt elvégzi, és a kettőt egyetlen, egységes adathalmazzá fésüli össze. Nézd meg szolgáltatásainkat, vagy kérj ajánlatot a projektedre.

Kapcsolódó esettanulmány: scan to BIM egy műemlék harangtoronyról.