Το LiDAR (Light Detection and Ranging) είναι η τεχνολογία που χρησιμοποιεί μία εκπεμπόμενη δέσμη lazer για να μετρήσει τις αποστάσεις από τον αισθητήρα σε αντικείμενα ή επιφάνειες. Λειτουργεί στέλνοντας παλμούς φωτός καταγράφοντας τον χρόνο που χρειάζεται για να επιστρέψει η αντανακλώμενη δέσμη και την έντασή της. Ο αισθητήρας LiDAR αποτελεί ένα μόνο μέρος μιας πολύπλοκης διαδικασίας. Για τη συλλογή των δεδομένων που απαιτούνται για τη δημιουργία ενός νέφους σημείων (point cloud) που αντικατοπτρίζει με ακρίβεια το έδαφος και την μορφολογία του, στο LiDAR ενσωματώνονται GNSS δέκτες και αδρανειακά συστήματα.
Εικόνα 1 L1 payload στο Matrice 300
• Η ακρίβεια των δεδομένων που συλλέγει. Το LiDAR είναι ο κατάλληλος τρόπος για απόλυτη ακρίβεια και είναι συνήθως η καλύτερη επιλογή όταν ο στόχος είναι ένα ρεαλιστικό μοντέλο του γήινου ανάγλυφου. Αυτό συμβαίνει επειδή είναι η καλύτερη μέθοδος για τη συνεκτίμηση του υψομέτρου, της βλάστησης και των εκάστοτε συνθηκών.
• Ο συνδυασμός της τεχνολογίας LiDAR με δεδομένα GNSS, διασφαλίζει ότι το παραγόμενο προϊόν έχει εξαιρετική κατακόρυφη ακρίβεια. Η βλάστηση μπορεί να εμποδίσει τις μεθόδους αποτύπωσης που βασίζονται σε φωτογραφίες να λάβουν λεπτομερή δεδομένα για το επίπεδο του εδάφους. Η δέσμη lazer του LiDAR έχει την ικανότητα να διαπερνά τα κενά μεταξύ των φύλλων και των κλαδιών, φτάνοντας την γήινη επιφάνεια, βελτιώνοντας έτσι την ακρίβεια των μετρήσεων.
• Το LiDAR δεν επηρεάζεται από τις συνθήκες φωτισμού. Εάν θέλετε να πραγματοποιήσετε μετρήσεις κατά την διάρκεια της νύχτας ή σε συνθήκες χαμηλής ορατότητας, το LiDAR μπορεί να διεκπεραιώσει την αποτύπωση χωρίς να χρειάζεται εξωτερική πηγή φωτός.
• Το LiDAR σας επιτρέπει να αποτυπώνετε αντικείμενα και λεπτομέρειες με μικρή διάμετρο. Χάρη στη λήψη σημείων υψηλής πυκνότητας, μπορείτε να χρησιμοποιήσετε το LiDAR για να αποτυπώσετε με ακρίβεια ακόμα και τα καλώδια του δικτύου ηλεκτρικής ενέργειας.
• Το βασικό μειονέκτημα είναι το κόστος. Λόγω της λειτουργικής πολυπλοκότητας και της ανάγκης για πιο εξελιγμένα εξαρτήματα και αισθητήρες, το κόστος για ένα ολοκληρωμένο σύστημα LiDAR μπορεί να φτάσει τις εκατοντάδες χιλιάδες ευρώ.
• Επιπλέον η πολυπλοκότητα της τεχνολογίας LiDAR διευρύνει τα περιθώρια λάθους, οπότε αυξάνει την εξάρτηση από έναν έμπειρο χειριστή. Με πολλαπλούς αισθητήρες και πληροφορίες που δεν είναι άμεσα προσβάσιμες χωρίς αρκετή επεξεργασία, η εξαγωγή των δεδομένων που χρειάζεστε είναι σύνθετη υπόθεση.
Εικόνα 2 Τοπογραφικός χάρτης από δεδομένα LiDAR
Η φωτογραμμετρία είναι η επιστήμη που έχει ως σκοπό την εξαγωγή αξιόπιστης μετρικής πληροφορίας φυσικών αντικειμένων και του περιβάλλοντος μέσω των διαδικασιών της καταγραφής, μέτρησης και ερμηνείας φωτογραφικών εικόνων και άλλων πρότυπων Ηλεκτρομαγνητικής ακτινοβολίας και φαινομένων. Περιλαμβάνει την ανάλυση των εικόνων για τον προσδιορισμό των θέσεων και των αποστάσεων των αντικειμένων στη σκηνή, καθώς και του προσανατολισμού και της κίνησης της κάμερας. Με τη λήψη φωτογραφιών από διάφορες θέσεις και γωνίες, μπορούν να αναπτυχθούν τρισδιάστατες συντεταγμένες για την ακριβή μέτρηση του βάθους και της απόστασης των σημείων σε σχέση μεταξύ τους. Οι φωτογραφίες αυτές επεξεργάζονται με τη χρήση ειδικού λογισμικού για τη δημιουργία ακριβών και ρεαλιστικών μοντέλων. Οι ορθοφωτοχάρτες και τα τρισδιάστατα μοντέλα έχουν ποικίλες εφαρμογές, από το σχεδιασμό κατασκευών και τη συνεχή διαχείριση έργων μέχρι και το μάρκετινγκ. Ο αριθμός των εικόνων που χρειάζεστε, όταν εφαρμόζετε φωτογραμμετικές μεθόδους αποτύπωσης, μπορεί να κυμαίνεται από εκατοντάδες έως χιλιάδες.
Όλα εξαρτώνται από την έκταση της περιοχής αποτύπωσης, το βάθος και την ακρίβεια που θέλετε να πετύχετε. Ως χειριστές των πτητικών μέσων θα πρέπει να καθορίσετε το βέλτιστο ύψος πτήσης για να επιτύχετε την απαιτούμενη ανάλυση/ακρίβεια. Θα πρέπει επίσης να ρυθμίσετε το κατάλληλο ποσοστό επικάλυψης μεταξύ των εικόνων για να διασφαλίσετε ότι το λογισμικό σας μπορεί να συνθέσει απρόσκοπτα τις εικόνες.
Εικόνα 3 2D Χάρτης
• Το κύριο πλεονέκτημα των φωτογραμμετρικών μεθόδων αποτύπωσης είναι η προσβασιμότητα. Η άνοδος της τεχνολογίας των drone και του λογισμικού χαρτογράφησης έχει απλοποιήσει τις ροές εργασίας και έχει φέρει παραγόμενα προϊόντα όπως ακριβείς χάρτες και τρισδιάστατα μοντέλα σε απόσταση αναπνοής από κάθε μηχανικό που διαθέτει ένα αξιοπρεπές drone με κάμερα. Εκτός από τη βαθμονόμηση της κάμερας, τον βασικό σχεδιασμό της πτήσης και τη χάραξη των σημείων ελέγχου εδάφους, η εκτέλεση μιας αποστολής χαρτογράφησης και η μετατροπή των δεδομένων αυτών στο επιθυμητό παραγόμενο υλικό είναι σχετικά απλή. Υπάρχουν αμέτρητα σενάρια στα οποία η διαδικασία αυτή παράγει απτά αποτελέσματα, σε κλάδους τόσο διαφορετικούς όσο οι κατασκευές, η συντήρηση, η εξόρυξη και η γεωργία.
• Τα αποτελέσματα είναι επίσης προσιτά. Οι χάρτες και τα ανάγλυφα μοντέλα εδάφους καθιστούν ένα εξαιρετικό εργαλείο συνεργασίας μεταξύ διαφορετικών επιστημονικών κλάδων και κάτι από το οποίο οι ενδιαφερόμενοι μπορούν να εργαστούν χωρίς να ξοδέψουν πολύ χρόνο για να αντλήσουν τα επιθυμητά δεδομένα.
• Ένα ολοκληρωμένο σύστημα φωτογραμμετρίας έρχεται σε προσιτή τιμή. Για να ξεκινήσετε σημαίνει ότι πρέπει να επενδύσετε σε ένα επαγγελματικό drone, όπως αυτά της σειράς DJI Enterprise, και στο λογισμικό που απαιτείται για να επεξεργαστείτε τα δεδομένα.
• Η φωτογραμμετρία προσφέρει μια πιο ευέλικτη προσέγγιση. Ανάλογα με την εκάστοτε εργασία, μπορείτε να προσαρμόζετε αντίστοιχα την ταχύτητα της πτήσης, το ύψος και την ακρίβεια.
• Το πρώτο είναι ότι η ακρίβεια των χαρτών και των μοντέλων σας εξαρτάται σε μεγάλο βαθμό από την ποιότητα της κάμερας του drone και του ίδιου του drone. Το μέγεθος του αισθητήρα, το διάφραγμα, η ανάλυση και η εστιακή απόσταση επηρεάζουν την ακρίβεια παράλληλα με το υψόμετρο στο οποίο πετάτε. Επιπρόσθετα, θα δυσκολευτείτε να παράγετε αποτελέσματα με απόλυτη ακρίβεια χωρίς να χρησιμοποιείτε αρκετά φωτοσταθερά σημεία στο έδαφος ή ένα drone με δυνατότητα RTK ή PPK.
• Η δεύτερη πρόκληση είναι οι συνθήκες φωτισμού. Το σκοτάδι, η νεφοκάλυψη, η σκόνη μπορούν να επηρεάσουν αρνητικά την ποιότητα των αποτελεσμάτων της αποτύπωσής σας. Όταν πρόκειται για την επεξεργασία δεδομένων, μπορείτε να μετρήσετε μόνο ό,τι μπορείτε να δείτε καθαρά. Αυτό σημαίνει ότι οι πτήσεις με περιορισμένη ορατότητα - είτε λόγω βλάστησης, είτε λόγω σκιών, είτε λόγω της ώρας που εκτελείτε την αποτύπωση - θα παράγουν λιγότερα σημεία εδάφους και λιγότερο ακριβείς χάρτες και μοντέλα.
• Χαρτογράφηση δύσκολα προσβάσιμου, πολύπλοκου και κατάφυτου εδάφους.
• Αποτύπωση λεπτομερειών μικρής διαμέτρου, όπως καλώδια μεταφοράς ρεύματος ή ακμές στέγης.
• Έργα όπου η λεπτομέρεια και η ακρίβεια είναι μείζονος σημασίας.
Εικόνα 4 Αποτύπωση γέφυρας με LiDAR
• Λεπτομερείς σαρώσεις που είναι εύκολα προσβάσιμες και απαιτούν ελάχιστη μετα-επεξεργασία. • Χάρτες και μοντέλα που είναι εύκολα κατανοητά και επιτρέπουν την κατανόησή τους από το ευρύ κοινό. • Σύνολα δεδομένων που χρειάζονται οπτική αξιολόγηση.
Εικόνα 5 2D Ορθοφωτοχάρτης χάρτης
Το LiDAR παράγει σαρώσεις με μεγαλύτερη λεπτομέρεια και ακρίβεια σε σύγκριση με τη φωτογραμμετρία. Επιπλέον, η δυνατότητα να λειτουργεί ανεξάρτητα από τις περιβαλλοντικές συνθήκες – όπως σε χαμηλό φωτισμό ή πυκνή βλάστηση - είναι ιδανικό για σενάρια στα οποία είναι επιθυμητή η απόλυτη ακρίβεια. Τα νέφη σημείων LiDAR μπορούν να είναι απίστευτα λεπτομερή, με έως και 500 σημεία ανά τετραγωνικό μέτρο και ακρίβεια κατακόρυφου υψομέτρου κάτω από τρία εκατοστά. Με την υψηλή πυκνότητα σημειακών δεδομένων προκύπτει ένα πιο ισχυρό σύνολο δεδομένων, το οποίο με τη σειρά του σας δίνει μεγαλύτερη ευελιξία όσον αφορά την επεξεργασία των δεδομένων σας. Αυτό δεν σημαίνει ότι η φωτογραμμετρία είναι εγγενώς ανακριβής. Εάν το έδαφός σας είναι σχετικά απλό και απαλλαγμένο από πυκνή βλάστηση, μπορείτε ακόμα να δημιουργήσετε ιδιαίτερα λεπτομερείς χάρτες και μοντέλα - ιδιαίτερα εάν χρησιμοποιείτε μια μονάδα εντοπισμού θέσης RTK.
Τα δεδομένα
• Το LiDAR παράγει χιλιάδες σημεία δεδομένων που σχηματίζουν ένα τρισδιάστατο νέφος σημείων που περιγράφει την εν λόγω περιοχή αποτύπωσης. Θα χρειαστεί να ενσωματώσετε χρώμα από ξεχωριστά σύνολα δεδομένων για να το μετατρέψετε σε κάτι οπτικά προσιτό.
• Με τη φωτογραμμετρία, καταλήγετε σε εκατοντάδες ή χιλιάδες εικόνες που πρέπει να επεξεργαστείτε και να ενώσετε για να παράγετε ένα τρισδιάστατο νέφος σημείων, είτε έναν χάρτη, είτε ένα μοντέλο με δυνατότητα πλοήγησης.
Το DJI Mavic 3E προσφέρει μια σειρά από χαρακτηριστικά που τον καθιστούν εξαιρετική επιλογή για την ακριβή συλλογή δεδομένων και τη δημιουργία υψηλής ποιότητας μοντέλων. Διαθέτει αισθητήρα 4/3 CMOS με ανάλυση 20 MP, μηχανικό κλείστρο, εξασφαλίζοντας έτσο λεπτομερείς και ευκρινείς εικόνες, απαραίτητες για τη φωτογραμμετρία. Επιπλέον, η δυνατότητα λήψης σε μορφή RAW παρέχει ευελιξία στην επεξεργασία. Η ύπαρξη οπτικού σταθεροποιητή 3 αξόνων μειώνει τις δονήσεις και εγγυάται σταθερές λήψεις, κάτι που είναι κρίσιμο για την ακριβή αποτύπωση του περιβάλλοντος. Με χρόνο πτήσης έως 46 λεπτά και δυνατότητα πτήσης σε μεγαλύτερες αποστάσεις, το DJI Mavic 3E επιτρέπει την κάλυψη μεγάλων περιοχών χωρίς την ανάγκη επαναφόρτισης.
Εικόνα 6 DJI Mavic 3E Enterprise
Το Matrice 350 RTK συνδυάζει προηγμένη τεχνολογία και υψηλή απόδοση, κάνοντάς το ιδανικό εργαλείο για την ακριβή συλλογή δεδομένων και τη δημιουργία τρισδιάστατων μοντέλων. Διαθέτει σύστημα RTK (Real-Time Kinematic), το οποίο παρέχει ακριβείς γεωγραφικές πληροφορίες με σφάλματα που κυμαίνονται μόλις σε μερικά εκατοστά, διασφαλίζοντας την ακρίβεια των φωτογραφιών και των χαρτών. Η ενσωμάτωση του Zenmuse L2 παρέχει ικανότητες ανίχνευσης και αποτύπωσης τριών διαστάσεων με εξαιρετική λεπτομέρεια. Το L2 συνδυάζει LiDAR και RGB κάμερα, επιτρέποντας τη λήψη πολύτιμων δεδομένων για πολλαπλές εφαρμογές. Με χρόνο πτήσης έως 55 λεπτά, το Matrice 350 RTK είναι ικανό να εκτελεί απαιτητικές αποστολές με λιγότερες επαναφορτίσεις, εξασφαλίζοντας αποτελεσματική συλλογή δεδομένων σε εκτενή περιοχές.
Η δυνατότητα προγραμματισμού πτήσεων και η υποστήριξη έξυπνων λειτουργιών, όπως η αυτόματη αποτύπωση, διευκολύνουν τη διαδικασία συλλογής δεδομένων και μειώνουν τον χρόνο που απαιτείται. Ο ανθεκτικός σχεδιασμός του Matrice 350 RTK επιτρέπει τη λειτουργία σε δύσκολες καιρικές συνθήκες, διασφαλίζοντας ότι οι λήψεις παραμένουν αξιόπιστες και ακριβείς.
Εικόνα 7 DJI Matrice 350 με L2
