Laserskanning. Lars Harrie, Lunds universitet. Flera bilder har tagits fram av Gunnar Lysell, Lantmäteriet

Transkript

1 Laserskanning Lars Harrie, Lunds universitet Flera bilder har tagits fram av Gunnar Lysell, Lantmäteriet

2 1. Introduktion Innehåll 2. Grundläggande teknik för flygburen laserskanning 3. Data från flygburen laserskanning 4. Viktiga begrepp och kvalitetsfaktorer inom laserskanning 5. Tillämpningar av flygburen laserskanning 6. Fordonsburen laserskanning 7. Terrester laserskanning 8. Stadsmodeller

3 Passiv sensor Aktiv sensor Laserskanning baseras på aktiva sensorer

4 Olika typer av laserskanning Terrester (markbunden) laserscanning (bild från Reshetyuk, 2009) Bilburen laserscanning (bild från WSP hemsida) Flygburen laserscanning (bild från Lantmäteriet)

5 2. Grundläggande teknik för flygburen laserskanning Bild från Lantmäteriet

6 Känd position Känd riktning Elektromagnetisk strålning som kan penetrera moln etc. Vad ska registreras som en puls

7 Våglängder för flygburen laserskanning nm

8 Bestämning av skanningsenhetens position

9 Geometriska förhållanden i flygplanet

10 Tröghetsmätningar m.h.a. gyro Källa: och

11 Bestämning av laserpulsens riktning Karin Nordkvist, SLU

12 3. Viktiga begrepp och kvalitetsfaktorer inom laserskanning Generellt gäller att ju lägre flyghöjd desto högre kvalitet Träffyta Flyghöjd påverkar Pulsfrekvens Punkttäthet

13 Träffyta Pulsfrekvens Antalet pulser per tidsenhet som sensorn sänder ut

14 Svepbredd och öppningsvinkel Skanningsfrekvens

15 Punkttäthet

16 Stråkutjämning

17 4. Data från flygburen laserskanning Ursprungligt punktmoln Klassificerade punkter

18

19

20

21 Vad som registreras av returnerad strålning

22 Orienteringskarta Ortofoto Höjdkurvor (från LS) Intensitetsskikt (från LS) Terrängskuggningskikt (LS) Objekthöjdsskikt (från LS) Källa laserskannade data och ortofoto: Lantmäteriet Lantmäteriet. Källa för produkter och karta: Malmö OK / Perola Olsson.

23 Objekthöjd Punkter i laserdata klassificerade beroende på höjd ovan mark (höjdmodellen). Höjd <1 m 1-3 m 3-5 m, 5-15 m > 15 meter GeoXD AB Bild från GeoXD AB

24 Höjdkurvor Framtagna med GRASS GIS (ej utjämnade)

25 Geometrisk modellering Lantmäteriverket och Digpro AB

26 Klassning av laserskannade data Lantmäteriverket och Digpro AB

27 5. Tillämpningar av flygburen laserskanning Delar av Norrköping. Karterat i DAT/EM Summit PC. LoD nivå 1 till LoD nivå 2.

28 Höjdmodell Höjdmodell över delar av Skövde kommun (framtagen av Blom)

29

30

31

32

33

34

35

36 Stadsmodeller Laserskannade data tillsammans med ortofoto och markbundna mätningar. Bilden framtagen av Terrasolid Oy.

37

38 Solkarta över Lund Används för planering av solenergi

39 Inspektion av ledningar m.m. Oftast helikopterburna sensorer. Framtagen av Blom.

40 Skogsinventering Areabaserad metod - Uppskattning av trädhöjd och virkesförråd (dvs. Skogsbeståndets volyminnehåll) - Gles laserskanning är tillräcklig (0,5 punkter/m 2 ) Enskilda-träd-metoden - Uppskattning av höjd, krondiameter och Trädtyp för enskilda träd. - Tätare laserskanning krävs (10 punkter/m 2 )

41 Historiska och arkeologiska inventering Benedict Alexander, Uppsala universitet, 2013

42

43

44 6. Laserskanning för orienteringskartor - Mer än höjd i en höjdmodell Bild från Perola Olsson och Lunds kommun

45

46

47 Nokia-Navtech Exempel på mätningsteknik för kommersiella kartor

48 7. Terrester laserskanning Fotograf:Yuriy Reshetyuk, HiG

49

50 Teknik för terrester laserskanning x rcos cos sin cos y r z rsin Inmätta punkter (xyz + intensitet) r z x y Laserskannerns koordinatsystem (Baserad på Staiger, 2003)

51 Typer av terrester laserskanners (Baserad på Staiger, 2003)

52 Våglängder för terrester laserskanning nm

53 Punktmoln Källa:Yuriy Reshetyuk, HiG

54 Modellering av byggnader

55 Registrering av flera punktmoln Överlapp Skanning 1 Skanning 2 Y z 1 x 1 y 1 Z X Y z 2 y 2 x 2 Skannerns koordinatsystem 1 Skannerns koordinatsystem 2 Källa:Yuriy Reshetyuk, HiG

56 Registrering med hjälp av måltavlor T1 T1 Skanning 1 T2 T2 Skanning 2 T3 T3 Konnektionspunkter T1 Skanning 1 T2 Skanning 2 Skanningar 1 och 2 registrerade T3 Överlapp (min 30%) Källa:Yuriy Reshetyuk, HiG

57 Registrering utifrån matchning av punktmoln Överlapp Skanning 1 Skanning 2 Överlapp Skanningar 1 och 2 registrerade Skanning 1 Skanning 2 Källa:Yuriy Reshetyuk, HiG

58 Registrering utifrån gemensamma geometriska objekt Överlapp Skanning 1 Skanning 2 Överlapp Skanningar 1 och 2 registrerade Skanning 1 Skanning 2 Källa:Yuriy Reshetyuk, HiG

59 8. Stads- och byggnadsmodeller Stadsbyggnadskontoret, Malmö

60 Presentationsmodell LTH 3D-ortofoto

61 Analysmodell - Göteborg Källa: Göteborgs stad

62 Analysmodell

63 Byggnadsinformationsmodeller (BIM) (Källa: Wikipedia) "Building Information Modelling (BIM) integrates all of the geometric model information, the functional requirements and capabilities, and piece behaviour information into a single interrelated description of a building project over its life cycle. It also includes process information dealing with construction schedules and fabrication processes. (Chuck Eastman)