Esettanulmány

Területfelmérés hóban, fagyban, avagy az Ify Kápolna újjászületése

Nagyjából 8 éve élek Budapesten, és viszonylag ritkán járok vidéken. Ennek az az egyik következménye, hogy teljesen elszoktam a hótól, mint időjárási jelenségtől. Természetesen Budapesten is esett a hó, de nem összeegyeztethető mennyiségben a vidéki, vagy hegyi havazásokhoz viszonyítva.

De miért fontos ez a cikk, vagy épp a FURAY szempontjából?

Úgy gondolom, ha több alkalommal lettem volna körülvéve nagyobb mennyiségű hóval, azért elgondolkoztam volna azon, mint érdekes mérnöki problémakör, hogy működik-e a fotogrammetriai területfelmérés „hóban”?

Ugyan miért ne működne?

Hát egyrészt ott van a hónak a színe. Fehér, reflektív, ami nem számít a leg nyerőbb felületi tulajdonságnak a fotogrammetriai technológia szempontjából.
Másrészt a hó beborítja a talajt 10-20-30- centiméter vastagságban, így mint felület nem a talaj felületet kapjuk meg a feldolgozásból, hanem a hónak a felületét.

Érdekes kérdéskör, és sokak azt vallják, hogy télen, hóban nem lehet fotogrammetriai alapon méréseket végezni.

Nos, ez nyilván körülmény függő, de 2020 végén részben megcáfoltuk ezt, mégpedig az Ify Kápolna környezetének felmérésével.

Az Ify Kápolna, és Ify Lajos

Nem csak a mérnöki szempontok miatti érdekessége, de a helyszín misztikuma miatt is a szívünkhöz nőtt ez a projekt.

Most nem szeretnék mélyebben belemenni Ify Lajos, illetve a hely történetébe, de több Facebook post-ban is foglalkoztunk a témával, és az interneten számos anyag elérhető.

Viszont ha egy rövid mondatban kellene össze foglalnom, hogy számomra ki volt Ify Lajos személye történelme alapján, akkor azt mondanám: „Ő volt a Fonyódi Da Vinci”

Területfelmérés az Ify Kápolna körül

Bögös András, a P8 Műhely építésze arra kért fel minket, hogy segítsük az Ify Kápolna, és környékének újjászületését, egy részletes területfelméréssel.

Az építészeti projekt szempontjából szükséges:

A terepmodell, melyet ARCHICAD szoftverbe be is tudnak olvasni az építészek
Külön hangsúlyt fordítani a területen jelenlévő támfalakra,
kápolnára, épületekre
és egyéb objektumokra.

Ennek olvasatában kezdtük meg a felmérési projekt tervezését, mellyel vissza is köthetünk a cikke lejére, mégpedig a hó kérdésére.

Területfelmérés hóban, fagyban

Az Ify Kápolna nem egy szokványos helyen található. A Szent-György Hegy tengerszint feletti magasságán, Decemberben azért lehet számítani hóra, de mikor a terepre érkeztünk, azért voltak kétségeim, hogy mennyi adatot, és később mennyi információt tudunk majd szolgáltatni a terepről.

Kisapati by furaysolutions on Sketchfab

Különösebb bevezetés nélkül nézzük, hogy mik azok a problémák melyeket meg kellett oldanunk, és mik azok a hátrányok, és előnyök, melyek akadályozzák, vagy épp segítik a területfelmérést:

Kezdjük az évszak egy igen pozitív velejárójával: Nincs lombja a fáknak. Az Ify Kápolna területét nyáron képtelenség lett volna felmérni közeli légi fotogrammetriai módszerrel a növényzet miatt. Így hogy nem zöldellenek a fák, látható a talaj a fák alatt, a drónok kamerájának szemszögéből.
Az avar. Szerencsére a hófedte hegyoldal nem egy egybefüggő fehér leplet alkotott, és látszott igen sok jellegzetessége az avarnak. Ez nem csak hogy könnyíti, hanem gyakorlatilag ez teszi lehetővé a fotogrammetriai feldolgozást.
Akkor kicsit rákanyarodva a problémákra amikor hó is van, akkor bizony hideg is. Szerencsére nem sokkal jártunk 0 fok alatt, de a hideg tartogat pár kellemetlen meglepetést a drónos felmérések szempontjából, például a jelentősen megrövidülő repülési idő.
Továbbá ahogy fentebb említettem, a hó meghamisítja a talaj felületi adatait, itt ott 10-20 centimétert is torzítva a magassági értékeket.
A fák zavarják a GPS jelet. A területfelmérések során a geodéziai pontosságot úgy biztosítjuk, hogy illesztőpontokat veszünk fel a talajon, egy geodéziai GPS-el. Ezek a geodéziai GPS-ek nem igazán szeretik a fákat. Ez gyakorlatban azt jelentik, hogy a fás területeken az antennák kevesebb műholdat látnak, és a korrekciós adatokat sem fogadják megfelelően.

Amikor egy mérnöki feladatot szeretnénk megoldani, sose csak a problémákra, vagy túl szigorúan magára a problémára koncentráljunk. Mindig vannak tényezők amik könnyítik, vagy felfedezésük által könnyíthetik a feladat kivitelezését.

A problémákat a következőképp oldottuk fel, illetve a következőképp erősítettük tovább, már meglévő előnyeinket:

Attól még hogy nincs lomb, és az avar is segít nekünk, ebben a szituációban különösen fontosak a fölös mérések. A fölös mérés most rengeteg plusz fotót jelent. Nem elég egy automata repüléssel, nagy átfedéssel lerepülni a területet. Bebiztosítottuk a későbbi feldolgozást rengeteg további fotóval, melyeket nem függőlegesen, hanem a hegyet, épületeket, objektumokat körül repülve készítettünk el.
A megrövidült repülési idő annak köszönhető, hogy az akkumulátorok kapacitása csökken a hidegben. Ezt egyszerűen úgy kompenzáltuk, hogy több akkumulátort, és több drónt is vittünk a terepre.
A hó általi, felületi eltéréseket mintavételezéssel, és utólagos javítással kompenzáltuk. Természetesen nem tudtunk mindenhol mintát venni a hó vastagságáról, de a kritikusabb részeken megfelelő mennyiségű adatot gyűjtöttünk, hogy később javíthassuk a magassági adatokat.
A GPS nem működött mindenhol, de pont elég helyen igen. Ilyen esetben keresni kell a tisztásokat, és nincs mese, együtt kell működni a GPS műholdakkal, megtalálva a számunkra, és a számukra is megfelelő pozíciókat.

Így tehát összefoglalva:

A terepen 620 fotót készítettünk a területről, DJI Mavic 2 Pro, és Mavic Air 2 drónokkal.
A fotogrammetriai felmérés tájékozásához 14 illesztőpontot vettünk fel a terepen.
A felmérés 2 óra terepi munkát vett igénybe.
A teljes felmérési terület 2 hektár volt.

A területfelmérés fotogrammetriai feldolgozása

Habár a terepen azért már-már biztos voltam benne, hogy menni fog a feldolgozás, azért még valamennyi kétség volt bennem, amikor a beolvastam az adatokat a feldolgozó szoftverbe.

A feldolgozást Agisoft Metashape szoftverrel végeztük, és a fotók tájékozása utána megnyugodhattunk, hogy igen is működik a fotogrammetria télen is.

Az illesztőpontok tájékozásának középhibája 3 centiméter lett, ami gyakorlatban annyit jelent, hogy a terepmodell, és a szolgáltatott adatok pontossága 3cm-en belül mozog.

Következő lépésben a pontfelhőt készítettük el, ahol első körben 12 millió pont keletkezett.

A pontfelhőben egyaránt szerepelnek magasabb, és alacsonyabb magabiztossággal leképződött pontok. Nekünk általánosában azokra a pontokra van szükségünk, melyek magasabb magabiztossággal képződtek le, azaz a zaj mentes pontfelhőre.

Ebben az esetben viszont meghagytuk a teljes, nyer pontfelhő, mivel bizonyos talaj pontok, ha alacsonyabb magabiztossággal is, de leképződtek, és ezek szükségesek lesznek a terepmodell felépítéséhez.

Következő lépésben elkészítettük a terület 3D modelljét, melyet szemléltetési célokra fogunk használni.

A fotogrammetriai 3D modellek remek eszközök, viszont érdemes tudni (és elfogadni) a helyüket a mérnöki ökoszisztémában. Látványosak, szépek, megnyerőek, de gyakorlati hasznuk nem sok van. Olyan nyers adatok, melyek remekül használhatók átnézeti, szemléltetési alkalmazásokra, de még rengeteg utófeldolgozást igényelnek, mielőtt közvetlenül alkalmazhatók lennének.

Továbbá elkészítettük a terület ortofotóját, melynek végleges felbontása 130 megapixel lett, és radiometriai felbontása 1.5 cm / pixel.

Terepmodell, és helyszínrajz elkészítése a fotogrammetriai adatokból

Ahogy már sokszor írtam róla a pontfelhő, és az ortofotó önmagában nem képvisel valami sok értéket, mert csak nyers adatok, ideje belőlük információt alkotni.

Ha csak pontfelhőket szeretnénk szolgáltatni, vagy ortofotókat lebegjen az a szemünk előtt, hogy azok a cégek akik elbánnak ezen adatok információvá alakításával, azok nagy valószínűséggel, elő is tudják állítani őket maguknak.

A pontfelhő beolvasást, már gyakorlatilag az összes CAD szoftver támogatja, így mindegy milyen szoftveres alapon, de a lényeg hogy 12 millió pontból, mi azokat találjuk meg, amivel segítjük a célfelhasználást.

Tehát esetünkben a jellemző terep pontokat, az épületek, objektumok, és támfalak pontjait.

A leválogatott tereppontok, a terep egy sokkal egyszerűbb, de hiteles, digitális replikáját fogják szolgáltatni.

A CAD szoftverekben általában van lehetőségünk szintvonalak generálására, és a szintvonalak nagyon fontos eszközei a terepviszonyok szemléltetésének.

A Szintvonalakat már az 1700-as években alkalmazták, és még a mai nap is a terep magassági viszonyainak ábrázolásának egy nélkülözhetetlen módszere. Nem is véletlen ez, hiszen anno remekül ki lett találva, és úgy mint 300 éve, ma is szinte egyből ad egy átnézeti képet, majd részletesebbet a terepviszonyokról.

Így elkészítettük a terület 3D helyszínrajzát, és gyakorlatilag két legyet ütöttünk egy csapásra. Mivel a rajz 3D-ben készült, azaz minden pontnak és vonalnak van magassága is, így azokat ki lehet menteni egy szép hosszú koordináta listába, melyet más szoftverek előszeretettel olvasnak.

A mi esetünkben a terepmodellt ARCHICAD-be volt szükséges beolvasni, amely végül formát is öltött.

A területfelmérés eredményei és összefoglalás

Tehát elkészítettük az Ify Kápolnát körülvevő terület 3D tervezési alaptérképét, és az építészek számára megfelelő formátumban adtuk át a terepmodellt.

Ezzel az információ csomaggal azonnal neki lehet állni az építészeti tervezésnek a területen, hiszen rendelkezésünkre áll a terep digitális modellje az építészeti feldolgozó szoftverben, és van egy részletes térképünk a terep összes jellemző tulajdonságáról.

Viszont mi foglalná össze jobban az eredményeket, mint néhány részlet Bögös András építész felmérési tervéből, ahol konkrétan manifesztálódik a munkarészek felhasználása.

Kissé vissza kanyarodva a cikk felütéséhez, igenis lehetséges a területfelmérés fotogrammetriai módszerrel télen is, csak kissé jobban oda kell figyelnünk az előkészületekre, és a felmerülő problémákra, azok feloldására a terepen, és az irodában is.

Köszönöm hogy itt voltál és elovastad a cikkünket, remélem hasznos volt számodra!

Kövess minket a Facebook oldalunkon, vagy írj bátran email-t.

Teljes tetőszerkezet felmérés és dokumentáció

Az nem titok hogy a drónok igen nagy segítséget tudnak nyújtani a nehezen elérető helyek vizsgálatában, és természetesen felmérésében is.

Az ipari diagnosztika az az ágazat ahol a drónok, mint vizsgálati eszközök már-már alapnak számítanak, viszont az építészetben is rohamosan terjednek, legfőképp felmérési feladatok ellátására.

Az építészeti szférában, a térbeli felmérések nagy királya a lézerszkennelés, viszont bizonyos feladatok ellátására vagy körülményes vagy alkalmatlan.

Ilyenek lehetnek például a nagyon részletes, plasztikus homlokzatok szkennelése, vagy éppen a tetőszerkezet felmérés.

Itt jönnek képbe a drónok és a fotogrammetria, melyek tetőszerkezet felmérési alkalmazásáról ár írtunk egy cikket korábban, ahol mint végfelhasználás, egy lapostetős szerkezet eséstérképére koncentráltunk.

Most viszont egy olyan projektet hoztunk nektek, ahol egy klasszikus nyeregtetős társasház tetőszerkezetét mértük fel, és készítettünk róla egy nagyon részletes dokumentációt.

Tetőszerkezet felmérés fotogrammetriai módszerrel

Aki olvassa a blogunkat, nagy valószínűséggel nem idegen számára a fotogrammetriai technológia.

Írtunk már épületfelmérésről és területfelmérésről is, valamint speciálisabb alkalmazásokról is, mint az ipari diagnosztika, és publikáltunk egy összefoglaló cikket a drónok és a fotogrammetria felhasználási területeiről, viszont aki most hall róla először, annak egy rövid összefoglalás:

A fotogrammetria fényképek alapján állít elő, mérnöki felhasználásra alkalmas térbeli alap adatokat, mint a pontfelhő és a 3D modellek. Ezek alapján egyaránt alkalmas területek, építmények, szerkezetek, és egyéb objektumok felmérésére.

A feladatunk tehát az volt, hogy az adott tetőszerkezetről készítsünk egy állapotrögzítést annak állapotának vizsgálatához, valamint egy részletes dokumentációt annak felújításának tervezéséhez.

Meg lehet valósítani egy ilyen felmérés más módszerrel is?

Természetesen! Csak az a kérdés, hogy milyen rizikóval, mennyi idő alatt, milyen áron?

Mivel maga a tetőszerkezet relatív nem nagy, és nincs is kifejezetten elérhetetlen helyen, vagy nagy magasságban, fel lehet mászni és mérőszalaggal, és lézeres távmérővel fel lehet mérni.

Viszont ennek a módszernek vannak nehézségei bőven:

Egyrészt veszélyes. Bármennyire is ügyelünk a biztonságra, egy ilyen feladatban mindig benne van az a rizikó, hogy valaki megsérül. A tetőszerkezet felmérését egyébként egy szürke, esős napon végeztük el, így ilyen körülmények között a manuális módszer még veszélyesebb lett volna.
Igen időigénye. A felméréshez alapvetően két emberre van szükség, mert a lefelé forduló éleket nem lehet példaképp lézeres távmérővel megmérni, csak szalaggal, továbbá nem olyan könnyű mozogni egy tetőszerkezeten, mint mondjuk egy épület belső térben.
Pontatlan. Vannak bizonyos részletek, amiket egyszerűen nem lehet, vagy csak pontatlanul lehet mérni. Ezek mind csökkentik a dokumentáció szabatosságát, ami később a tervezések, és kivitelezés során veszteségeket okozhat.

A drónos fotogrammetriai mérések ezzel szemben:

Biztonságosak. Az alapvető repülésbiztonsági előírásokat betartva, a rizikót minimálisra csökkenthetjük, és ha valami zuhan, az maximum egy drón lesz, ami vagyoni és nem személyi kár.
Gyors. A jelen projekt felmérési munkái 30 percet vettek igénybe.
Pontos és részletes. A relatív koordináta rendszer, melyet a modell tájékozásához használunk centiméter pontos, és a feldolgozás terméke, a pontfelhő centiméter alatti felbontású, melyen minden tetőrészlet megtalálható.

A tetőszerkezet felmérés drónnal

Ahogy fentebb említettem a felmérés maga igen gyors folyamat. Drónnal, a fotogrammetriai felmérés szabályaihoz alkalmazkodva (legyen megfelelő átfedés a képeink között) készítünk fényképeket, majd azokat visszük tovább feldolgozásra.

A felmérést nagyjából 30 perc alatt végeztük el, és további 30 perc volt a terepi méretek rögzítése, melyet a fotogrammetriai modell méretarányának beállításához fogunk használni.

A terepi felmérés során 500 fotót készítettünk a tetőszerkezetről.

Fotogrammetrai modell a tetőszerkezetről

A fotogrammetriai feldolgozást Agisoft Metashape szoftverben végeztük, ahol a feldolgozás nagy része automatikusan zajlik.

A fotók tájékozása után, előállítottuk a tetőszerkezet pontfelhőjét, és 3D modelljét is, amely összesen 90 perc, félautomatikus feldolgozást jelentett összességében.

A terepi méretek, a méretarány beállításához szükségesek. Alapvetően lehetne ilyen projekteknél geodéziai koordinátarendszert is alkalmazni, de mivel itt az EOV (Egységes Országos Vetületirendszer) koordináták szükségtelenek, így egy relatív, de centiméter pontos koordinátarendszerben tájékoztuk a modellt.

Amikor egy adott feladat megoldását tervezzük, fontos szempont hogy milyen koordinátarendszerben dolgozzunk, majd szolgáltassunk adatot. A geodéziai koordinátarendszerek előállítása a terepen időigényes folyamat tud lenni, így mindig tartsuk szem előtt a relatív rendszerek alkalmazhatóságát is.

A tetőszerkezet vizsgálata

A tetőszerkezet állapotának vizsgálatához, a leg alapvetőbb eszközeink a fényképek. A drón által készített, nagy felbontású fényképek remek források, a tetőszerkezet állapotának vizsgálatához, viszont 500 fényképet végig nézni fárasztó és monoton tud lenni.

Éppen ezért a kontextus biztosításához szolgáltattunk egy online elérhető 3D modellt a tetőszerkezetről, valamint egy nagy felbontású (60 megapixel) ortofotót a vizsgálathoz.

agisoft metashape tetőszerkezet 3D modell

Ezekkel az eszközökkel felfedhetők a legkisebb hibák is a tetőszerkezeten.

A részletes tetőszerkezeti dokumentáció elkészítése

A tetőszerkezet dokumentációját ARCHICAD szoftverben készítettük el. A teljes szerkezetről 3D modellt alkottunk, és ezt alkalmaztuk a különböző értékek kinyerésére, melyek:

Szerkezet individuális, és összesített felületei.
Tető esésszögek
Befoglaló méretek
Részlet méretek
Gerinc hosszak
Gerinc szögek

A tetőszerkezet 3D modelljéből, elkészítettük a szerkezet dokumentációs rajzát, melyen feltüntettünk minden jellemző értéket.

Nem győzzük hangsúlyozni, hogy nem elég csak adatokat szolgáltatni. Ezen projekt esetén is látszik, hogy mennyire fontos elkülöníteni az adat és az információ fogalmát. Ha csak adatokat adnánk át (pontfelhő, 3D modell, ortofotó), azzal nem sokat tudnak kezdeni a megrendelőink, viszont az információkkal (tervek, értékek, kontextus állományok), viszont igen sokat. A mérés és feldolgozás csak félmunka. Adatból, információt is kell tudni alkotni, az képvisel csak igazi értéket.

Összefoglalás

Tehát felmértük egy épület tetőszerkezetét és szolgáltattunk minden szükséges információt a megrendelőink felé:

Állapotrögzítő adatok és dokumentumok
- 3D modell
- Felülnézeti ortofotó
- Pontfelhő
Tetőszerkezeti dokumentáció
További munkarészek
- Fényképek
- Digitális tervek

A terepi mérés 1 órát, a feldolgozás 2 órát, a dokumentációk elkészítése mindössze néhány napot vett igénybe, iterációkkal együtt.

A tetőszerkezet felmérés tipikusan azon mérnöki feladatok egyike, ahol a drónos felmérés és fotogrammetriai technológia előnyei nagyon jó látszanak. Nem csak biztonságosabbá, gyorsabbá, pontasabbá, de egyáltalán lehetővé teszi a feladat elvégzését bizonyos esetekben.

Köszönöm hogy itt voltál és elovastad a cikkünket, remélem hasznos volt számodra!

Kövess minket a Facebook oldalunkon, vagy írj bátran email-t.

Geodéziai és épület felmérés a legkisebb DJI drónnal ( DJI Mavic Mini )

Mikor 2016 tavaszán megvettem az első drónomat, egy DJI Phantom 3 Standard-ot, már akkor is létezett jobb a piacon, sőt. Akkortájt érkezett meg a Phantom 4, és elérhetőek voltak egyedi rendszerek, melyek a Phantom 3 kamerájánál, sokkal jobbakat repítettek a levegőbe.

Akkor miért választottam az elérhető „legrosszabb” megoldást a piacon, hiszen a Phantom 3 Standard volt a leg butább, és a leggyengébb kamerával rendelkező polgári drón? Egyszerű oka volt, nem volt másra pénzem.

Viszont ettől függetlenül erősen élt bennem a vágy, hogy felmérési munkákra fogjak egy drónt, és a Phantom 3 Standard képességei alkalmasnak tűntek szinte bármilyen feladatra.

Sikerrel jártam?

Igen! Ez a mérnöki csoda, hű társam volt több mint 4 évig, és már bőven a DJI Mavic széria sűrűjében úszott a piac, amikor én még mindig a „kis” Standard-ommal csináltam a terület, és épületfelméréseket.

De miért tartottam fontosnak leírni ezt a történetet?

Nemrég az egyik fotogrammetriai felméréssel foglalkozó Facebook csoportban olvastam egy érdeklődő kérdését, hogy alkalmas-e egy Mavic Mini felmérési feladatokra.

Erre érkezett egy hozzászólás egy személytől, miszerint „elindulhatsz egy autó útra egy bevásárló kocsival is, valahogy az is el fog vinni A-ból B-be…”. Szerintem nem kell nagyon magyarázni a kissé fellengzős választ tartalmát.

Sokan úgy gondolják, hogy a pontos, gyors, megbízható felmérések, a felső kategóriás, több millió forintos rendszerek privilégiumai, pedig az igazság az, hogy teljesen felesleges „betolni egy Ferrari-t a TESCO-ba, azért hogy szalámit vegyél”, mégis sokan ezt teszik.

Tehát számomra azt, hogy a piacon elérhető legolcsóbb drónt vegyem a kényszer szülte. Nem volt se pályázatos, vagy bennfentes haverom, se több millióm, csak a vágyam hogy végre fotogrammetriai felméréseket végezzek, és ehhez egy DJI Phantom 3 Standard volt a társam.

Természetesen előfordult az évek során, hogy olyan mérnöki feladatokat oldottam meg, ahol már egy Phantom 3 tudása nem elegendő. Ott bizony előkerült egy-egy „Ferrari”, de sosem éreztem szükségét egy „luxusautónak” a saját garázsomban.

A polgári drónok munkára fogása

Tehát összességében a drónokhoz és a fotogrammetriai felméréshez kapcsolódó múltam miatt, érdekes és izgalmas témának tartom, a bárki számára elérhető rendszerek, munkára fogását. Jelen esetben, hogy használhatunk-e geodéziai (vagy akár épület) felmérésre, egy Mavic Mini-t.

Egy régebbi cikkemben írtam arról általánosan, hogy milyen felmérési feladatokra alkalmas egy drón, így ha szeretnél általánosabb képet kapni a témáról mielőtt bele megyünk itt a részletekbe, mindenképp ajánlom, hogy olvasd át.

De mi lenne ez amúgy? Egy kiáltvány a gonosz, drága és felesleges drónok, és levegőbe emelt tükörreflexes kamerák ellen? Dehogy!

Fontos megértenünk, hogy a „méregdrága” rendszerek azért létezhetnek, mert van olyan feladat, melyet csak velük lehet ellátni, és polgári drónokkal nem. Viszont ezzel szemben azt is fontos megérteni, hogy egy polgári drón, mint példaképp egy Mavic Mini, tökéletesen alkalmas felmérési feladatokra.

Mire fel akalmas egy Mavic Mini felmérés feladatokra?

Ha binárisan nézzük, ugyan azt tudja mint egy több milliós drón: Repül, és van rajta kamera amivel fényképez.

Természetesen egy több milliós drón, mindezt jobban csinálja. Többet repül, magasabbra, gyorsabban, pontosabban, és a fedélzeti kamerája, nagyobb felbontású, kevésbé zajos képeket készít.

Hosszasan lehetne sorolni a különbségeket, viszont nem az a kérdés hogy melyik tud többet általánosságban, hanem hogy melyik rendszer képességei alkalmasak egy adott mérnöki feladat ellátására.

Egy 600 hektáros terület felmérésére, vagy egy 30-40 kilométeres útszakasz felméréséhez, ne álljunk neki egy DJI Mavic Mini-vel, mert nem fog sikerülni. Viszont ellenben egy depó, vagy egy kisebb terület felmérésére tökéletesen alkalmas:

Van rajta egy 12 megapixeles kamera, amely 30-40 méteres repülési magasságból simán hoz 1-2 centiméteres felbontást.(https://www.handalselaras.com/calculator/)
Az apró szenzor ellenére, szürke, felhős időben is egész korrekt minőségű képeket készít.
Kamera adatai (és torzulásai) megtalálhatók már a legtöbb fotogrammetriai feldolgozó szoftverek korrekciós adatbázisaiban (ugyan úgy, mint egy tükörreflexes kamerának)
Mivel a DJI kiadta az Android SDK-t hozzá, már alkalmas automatikus repülésre (erről hamarosan egy külön cikket fogok írni, melyben részletesen leírom a folyamatot)
Okos és stabil kis szerkezet, így viszonylag szélcsendes időben a maga kis 249 grammjával stabil képeket készít, és nem viszi el a szél.

De könnyű ezeket mondani, és hát valljuk be ez csak elmélet. Minden a gyakorlatban derül ki, és aki ismer tudja, hogy ki is szoktam próbálni a dolgokat. Jó hír, erről szól ez a cikk! Lássuk hogy válnak valósággá a fentebb leírtak, azaz hogy teljesít a Mavic Mini a gyakorlatban.

Mielőtt bele mennénk fontosnak tartom kiemelni, hogy szinte csak és kizárólag polgári drónokkal dolgozom, és a blogomon olvasható esettanulmányok nagy részében is consumer drónok szolgáltatták a felmérési alapot. Így nem csak ez a cikk, hanem gyakorlatilag bármely másik írásom is bizonyítékául szolgálhat a fentebb leírtaknak.

Legyen szó épületfelmérésről, tetőszerkezet, vagy területfelmérésről, ipari diagnosztikáról mindenhol lehet alkalmazni őket. Továbbá egy a Mavic Mini-nél komolyabb drón, a Mavic Air 2 tesztjét itt tudod elolvasni.

Geodéziai felmérés Mavic Mini -vel

A projekt célja: Egy 1000 méter hosszú, 75 méter széles földmunka terület felmérése, földtömegszámítási célra.

A felméréshez használt drón: DJI Mavic Mini

A fotogrammetriai feldolgozáshoz használt szoftver: Agisoft Metashape

Illesztőpontok jelölése és mérése

Az esettanulmány címében geodéziai felmérés áll, így természetesen geodéziai pontosságot kell biztosítanunk a felméréssel. Ehhez viszont a felmérési területen, illesztőpontokat (GCP – Ground Control Point) kell telepíteni.

Itt fontos kiemelni, hogy a manuális illesztőpontok nélkül, geodéziai pontosságot (1-5 cm), még a piacon elérhető, legfejlettebb rendszerek sem tudnak elérni. Léteznek RTK GPS-el felszerelt, bázisállomással kiegészített drónok, viszont ezek 10-15 cm pontosságot tudnak csak nyújtani maximum.

Természetesen vannak olyan mérnöki feladatok, ahol ez a pontosság elégséges, de általánosságban azt lehet mondani, hogy az illesztőpontokra még egy darabig szükségünk lesz.

A területen összesen 34 illesztőpontot jelöltünk és mértünk meg. Ez elsőre kicsit soknak tűnhet egy 1km-es szakaszhoz, de mivel a cél pontos földtömegszámítás, így fontosnak tartottam, igen sűrűn „megfogni” a területet illesztőpontokkal.

Ha mélyebben érdekel a földtömegszámítási célú drónos felmérés, akkor ajánlom egy korábbi cikkemet, ahol összehasonlítottam a légi fotogrammetriai felmérést a klasszikus geodéziai módszerekkel.

Az illesztőpontokat egyszerűen csak egy festékszóróval felfújtuk a talajra, és egy geodéziai GPS műszerrel bemértük őket.

Felmérés DJI Mavic Mini -vel

Mivel a felmérés időpontjában, még nem publikálta a DJI a Mavic Mini SDK-t, így kézi, manuális repüléssel készültek a fényképek.

Bármilyen felmérési feladatról van is szó, nem kell félni a manuális repüléstől. Egy jó minőségű fotogrammetriai modell előállításához, sokkal fontosabb hogy elég kép készüljön, viszonylag nagy 80-90%-os átfedésekkel, mint hogy szigorúan pontos átfedéseket tartsunk, egy automata felmérő applikáció által.

Hamarosan egy teljes cikket szentelek a Mini automata pilótával való reptetésének, mert már elérhető applikáció erre a célra (Droneharmony), viszont íme egy egyszerű módszer a manuális felmérésekhez:

Kapcsoljuk a drónt tripod módba (hogy lassan, és finoman mozogjon), és állítsunk be egy 2-3 másodperces automata elsütőt, majd szépen repüljük végig a sávokat. Az eredmény, kis gyakorlással szinte alig fog különbözni az automata repüléssel készíthető fényképektől.

A felmérendő szakaszról 955 fénykép készült.

Adatok fotogrammetriai feldolgozása, és eredmények

Néhányótoknak furcsa lehet, hogy ilyen nagy mennyiségű fotót készítettünk egy viszonylag kis területről. Ennek ismételten az az oka, hogy a projekt célja pontos földtömegszámítás, így az, hogy a létrejövő terepmodell, pontos és részletes legyen kiemelkedően fontos volt. Ennek biztosítása érdekében, nem spóroltunk a fotókkal.

A tájékozás eredménye, egy viszonylag sűrű tájékozási pontfelhő a teljes területről. Az hogy a tájékozási felhő sűrű, azt jelenti hogy a szoftver sok olyan pontot találta a fényképeken, melyeket azok összetájékozásához tudott felhasználni. Ez a nagy átfedéssel, sűrűn készített fotók eredménye, és egy jó jel már a feldolgozás elején.

De nem szabad elfelejteni, hogy a tájékozás része. hogy a terepi illesztőpontjainkat megjelöljük a fotókon. Ezzel a lépéssel illesztjük a modellünket geodéziai, EOV rendszerbe.

Egy pontot átlagban 15-20 foton is meg lehet jelölni. Ezen a fronton semmiképp sem tanácsos spórolni, azaz jelöljük meg az illesztőpontjainkat minden fotón ahol csak tudjuk, hiszen ez biztosítja a fotogrammetriai modell pontos összekapcsolását, a geodéziai koordinátarendszerrel.

A tájékozást 2.5 cm középhibával zártuk.

Következő lépésben elkészítjük a terep pontfelhőjét, és felületmodelljét.

Ahogy a földtömegszámítási célú felméréssel foglalkozó cikkemben írtam, a drónos fotogrammetriai eljárás nagy előnye a létrejövő terepmodell részletessége. De mennyire részletes a jelenlegi példa modellünk?

Nézzük meg a szakasz szélein kiásott csatornát példaképp:

Tehát a feldolgozás eredménye, egy 2.5 cm pontosságú, és nagyjából ilyen részletességű pontfelhő és terep modell, melyet egy DJI Mavic Mini segítségével készítettünk.

De mihez tudunk ezzel kezdeni? Ez a kérdés sokakat nem foglalkoztat, mert egy pontfelhő elkészítése, és szállítása után felteszik a kezüket.

Többször elmélkedtem már erről, de nem lehet elégszer hangsúlyozni, hogy a fotogrammetriai termékek önmagukban (pontfelhő, ortofotó, DTM, stb.) szinte semmit sem érnek a piacon. Ezek csak nyers adatok, és mérnökként nem csak a létrehozásukhoz, kinyerésükhöz kell értenünk, hanem azok információvá alakításához is.

Remekül lehet vizualizálni az adatokat, és lehet őket tálalni sokféle formában, viszont jelenlegi példánkban, és nagy valószínűséggel bármely földtömegszámítási feladatnál ezek nagyjából senkit sem érdekelnek.

Amire egy ügyfélnek szüksége van földtömegszámításnál az nagyjából 1db szám. Ez lehet egy föltömeg mennyiség, vagy egy mérleg szám.

Jelen esetben egy mérleget kellett biztosítanunk. Ez a felmérés egy alap felületet biztosított, egy későbbi komparáláshoz, melynek eredménye a két felület különbsége, térfogatban.

Tehát azzal hogy létrehoztunk fotogrammetriai módszerrel egy pontfelhőt, az még közel sem a feladat vége.

A pontfelhőt CAD szoftverben felületté alakítottuk, majd ugyan ezt tettük a későbbiekben, ugyanezen területen végzett felmérés eredményével is, és elkészítettük a területre vonatkozó földmunka mérleget. Ennek eredménye egy szám. 1db szám sokkal többet ér az ügyfeleknek, mint 10 millió pont.

Épület felmérés Mavic Mini -vel

A területfelmérések, földtömegszámítások izgalmas feladatok, de fordítsuk a Mavic Mini kameráját most egy épület homlokzata és tetőszerkezete felé.

Példánkban építészekkel dolgoztunk együtt, és a projekt célja egy családi ház tetőszerkezetének a felújítása.

Feladatunk az volt, hogy egy szolgáltassunk az épület külső szerkezetéről egy méretarányos pontfelhőt, melyet az építészek felhasználhatnak egy tömegmodell építésére.

Ahhoz hogy a létrehozott pontfelhőnk elég sűrű és pontos legyen ismét nem spóroltunk a fotókkal. Annak, hogy egy épületfelmérés esetében hogy a legjobb fotózni, nincsennek általános, mindenek fölött álló módszerei, szabályai, viszont az eredményes fotogrammetriai felmérés alapszabályai itt is érvényesek:

Ügyeljünk az átfedésre, és ne spóroljunk a fotókkal, kivenni könnyebb, mint visszamenni és újra felmérni.

A terepen 707 fotót készítettünk az épületről. Igyekeztünk a tetőszerkezetre kiemelten koncentrálni, hiszen a későbbi tömegmodell fontos részét képezi majd.

A tájékozási pontfelhő ismét sűrű, ami újfent egy jó jel arra, hogy a későbbi munkarészek is megfelelő minőségben fognak elkészülni.

A pontfelhő sűrűsége, részletessége nagyjából 0.5cm. Az épületet körülvevő fák miatt a nyers pontfelhőre ráfért egy kis takarítás, de ez hozzátartozik a feldolgozási folyamathoz.

Természetesen az építészeknek nem lesz szükségük egy 0.5 cm részletességű pontfelhőre, valamint nagy valószínűséggel egy ilyen felbontású felhő simán megfagyaszt egy CAD applikációt, így a felhő részletességét 2.5cm-re csökkentettük.

A modell méretarányának beállítását és tájékozását, egy a homlokzaton mért relatív koordinátarendszer megadásával biztosítottuk.

A pontfelhő állomány mellett elkészítettük és átadtuk az építészeknek az épület méretarányos 3D modelljét, homlokzati ortofotóit, és tetőszerkezeti ortofotóit is.

Összefoglalás és konklúzió

A fentebbi két projekthez szükséges méréseket, egy DJI Mavic Mini-vel készítettük el. A példákból látható hogy a Mavic Mini alkalmas mérnöki alkalmazású, fotogrammetriai projektekhez.

Félreértés ne essen, ez a cikk nem arról szól hogy technológiai szinten a minimumra kell törekednünk. Inkább arról, hogy ne csapjuk be magunkat. Sokan úgy gondolkodnak, hogy előbb választanak eszközt, és igyekeznek aztán minden feladatot megoldani azzal.

Mi gondolkodjunk fordítva. Először gondolkodjunk el a célokról, majd a konkrét feladatokról, és csak aztán kezdjünk eszközökben gondolkodni.

Ennek nem csak az a jótékony hatása, hogy nagyobb valószínűséggel fogjuk a számunkra megfelelőbb eszközt választani, hanem az is, hogy megtanulunk célokban gondolkodni.

A célokban való gondolkodás egy sokkal szélesebb, nyitottabb spektrum mint az eszközök, kissé kötött és rideg világa. Ez a fajta gondolkodás alkalmasabbá teszi az embert arra is, hogy észre vegye mire van szüksége az ügyfeleinek, és ne csak abban gondolkodjon hogy mit tud adni.

Szóval összefoglalva:

Gondolkodjunk célokban, és ne hagyjuk hogy szimplán az eszközök vezessék meg a döntéseinket.

Tetőszerkezet felmérése és eséstérkép készítése drónnal

A FURAY blogon már több alkalommal írtunk a fotogrammetria és a drónok kapcsolatáról, és azokról a potenciális területekről, ahol a technológia remekül alkalmazható.

Természetesen jó ezeket rendszerben, rendezett sorokban látni, de érdemes néha kilépni kicsit a dobozból és kívülről megvizsgálni a fotogrammetria adta lehetőségeket.

Mire gondolok itt?

Ha bele gondolunk egy terület felmérés légi fotogrammetriai módszerrel és egy épület homlokzat felmérése csupán annyiban különbözik, hogy az első esetben a drón kameráját a föld felé fordítjuk, a másik esetben pedig az épület homlokzata felé.

A két felmérési feladat gyakorlatilag ugyan az, csak a kamera állása más. A feldolgozás sem különbözik túlzottan, mégis két teljesen eltérő alkalmazás, két különböző mérnöki szegmensnek.

A fotogrammetriai technológia felhasználási palettája szélesebb, mint gondolnánk.

A fotogrammetria fényképek alapján állít elő, mérnöki felhasználásra alkalmas térbeli alap adatokat, mint a pontfelhő és a 3D modellek. Ezek alapján egyaránt alkalmas területek, építmények, szerkezetek, és egyéb objektumok felmérésére.

Tehát tekintsünk rá a drónok lehetőségeire, és a fotogrammetriai termékekre, majd gondoljuk végig, mit lehet még belőlük kihozni, milyen különleges alkalmazásokban. Jelen cikkünk, egy ilyen különleges alkalmazási módszert mutatunk be, mégpedig egy lapos tetőszerkezet felmérését, és annak eséstérképének elkészítését.

Tetőszerkezet felmérése légifotogrammetriai módszerrel

Aki olvassa a bolgunkat és fogyasztja egyéb tartalmainkat is, annak nem kell bemutatni a fotogrammetriát és a drónokat.

Most viszont, fogalmazzunk úgy, hogy az épület és a terület felmérések kombinációját fogjuk megmutatni.

A feladat az, hogy adott egy gépészeti elemekkel relatív sűrűn beépített, ipari csarnok tetőszerkezete, és kérdéses a lapostető esése.

Természetesen felmehetünk a tetőre egy GPS műszerrel is, mellyel pontokat rögzíthetünk, melyekből később majd szintvonalakat generálhatunk. Viszont eléggé részletes és gyors tud lenni egy ilyen módszer?

A példánkban szereplő tetőszerkezet 6400 m2, azaz 80×80 méter. Ha csak 1 méteres rácshálóban szeretnénk rögzíteni a pontokat klasszikus geodéziai módszerekkel, akkor 80×80, azaz 6400 pont.

Ha egy pont mérésére 10 másodpercet számolunk, akkor könnyen kiszámolható, hogy egy nagyjából 18 órás felmérési idővel kell számolnunk. És elég részletes egy 1×1 méteres felmérési sűrűség? Alap esetben azt mondhatnánk igen, elég lehet.

A geodéziai felméréseknek, de még a leg alapvetőbb felmérési módszereknek, mint mérőszalagos mérés is megvan a létjogosultsága, bármilyen felmérési feladatot is végzünk. A kérdés minden esetben az, hogy a adott mérnöki feladatot, hogy tudjuk a leg költséghatékonyabban elvégezni úgy, hogy teljesítsük a pontossági, részletességi, és utófelhasználási célokat.

Viszont mit szólnánk egy nagyjából 1 órás felmérési és 1 órás feldolgozási idővel előállított 1 centiméter részletességű adathoz? Itt kerül képbe a fotogrammetriai módszer.

Tetőszerkezet felmérése drónnal

A tetőszerkezet felmérését egy DJI Mavic Air 2 drónnal végeztük (írtunk egy cikket a drónról, melyben vizsgáltuk a fotogrammetriai alkalmasságát, a bejegyzést itt tudod elolvasni).

A felméréshez nem használtunk automata felmérő modult (A DJI még nem adta ki az SDK-t a Mavic Air 2-höz jelen pillanatban, így jelenleg még nincs erre lehetőség), kézi vezérléssel repültük le a tetőt.

A felvételeket két magasságban készítettük, teljesen függőleges kamera tengellyel, és döntött tengellyel is.

A terepi felmérés alkalmával 1620 fotót készítettünk el, és a felmérés 1 órát vett igénybe.

A drónos tetőszerkezet és épületfelmérések kulcsfontosságú eleme a fényképek elkészítésének technikája. Minden épületszerkezet, építmény más geometriával rendelkezik, és így a felmérés technikáját is folyamatosan finom hangolni kell az egyes feladatokhoz.

Viszont a terepi felmérés részét képezi az is, hogy rögzítenünk kell a terepen referencia méreteket / méréseket. Erre több lehetőségünk is van, attól függően, hogy milyen rendszerben szeretnénk majd később tájékozni a mérésünket.

Felvehetünk a tetőn pontokat egy GPS műszerrel, és így egy abszolút rendszerben tudjuk majd tájékozni a modellünk (geodéziai EOV rendszer), vagy akár kijelölhetünk egzakt méreteket, melyek egy pontos relatív rendszer tájékozásához adhatnak alapot (relatív, lokális koordinátarendszer)

Mi ebben az esetben a második megoldást választottuk, és egy hosszméret alapján tájékoztuk a modellünket. Fontos szempont volt, hogy a lokális koordinátarendszer origója, de legalább annak magassági 0 értéke, a tetőszerkezet szélére essen. Ezáltal a magasságokat relatívan, a tetőszerkezet széléhez mérten számíthatjuk.

Tetőszerkezet felmérésének fotogrammetriai feldolgozása

A fentebb említett 1620 fotó a teljes tetőszerkezetre vonatkozott, viszont a szóban forgó lapostetős rész eséstérképének elkészítéséhez nekünk ebből összesen 800-ra volt szükségünk.

A fényképek fotogrammetriai feldolgozása után látható, hogy egy igen sűrű pontfelhőt, és részletes 3D modellt kaptunk eredményül, melynek még el kellett végezni a relatív tájékozását is.

A végeredmény egy 1-5 cm pontosságú, relatív koordinátarendszerben tájékozott, mérethelyes pontfelhő és 3D modell.

A tetőszerkezet digitális magassági modelljének elkészítése

Az eséstérkép elkészítéséhez nem szükséges egy másik szoftvert alkalmazni. A fotogrammetriai szoftverek tudnak DEM-et (Digital Elevation Model / Digitális Magassági Modell) generálni, amely tartalmazza, és vizualizálja a felület magassági viszonyait.

Viszont ha a rendelkezésre álló nyers adatokon indítanánk el egy DEM generálást, akkor a tetőszerkezeten lévő gépészeti elemeket is bele vennénk a magasság meghatározásba. Mivel esetünkben ezek nem relevánsak, ezért a magassági modell generálása előtt ki kell vágni őket a pontfelhőből.

A keletkező lyukakban a szoftver interpolálni fog, de a tapasztalat azt mutatja, hogy a gépészetek határát meghagyva, nagyon jó közelítéssel számol a program.

A digitális magassági modellen, és annak szín skáláján remekül látható, hogy hol vannak a magasabb és az alacsonyabb részek. Már vizuálisan is rengeteg információt le lehet szűrni a DEM alapján, de lehetőségünk van pontosan kijelölni az egyes esés határokat.

tetőszerkezet digitális magassági modell

A tetőszerkezet eséstérképének, már csak szemrevételezésével láthatjuk, hogy a csapadék merre fog folyni a tetőn és hol fog összegyűlni. Ellenőrizhetjük az összefolyók hatékonyságát, vagy éppen láthatjuk azok hiányát.

A magassági modellre lehetőségünk van szintvonalakat generálni, hogy láthassuk pontosan mekkora eséssel kell számolnunk. A szintvonalakat 10 centiméteres esésközzel generáltuk le. Remekül látható a szintvonalas magassági modellen a járólapok pozíciója is.

A szintvonalakat nem csak magassági modellen jeleníthetjük meg hanem a tetőszerkezet pontos ortofotóján is, így az esés értékek rögtön kontextusba is kerülnek.

Tehát összefoglalva:

Egy 10000m2 -es tetőszerkezet felmérése nagyjából 1 – 1.5 óra terepi munkával.
A fotogrammetriai feldolgozás 2 órát vett igénybe
A megrendelők felé továbbítottuk a tetőszrekezet eséstérképét, és magasságimodelljét, továbbá a tetőszerkezet pontfelhőjét és ortofotóját.

A fotogrammetriai technológia remekül alkalmazható lapostetős szerkezetek magassági értékeinek meghatározásához. A digitális magassági modellel és színvonalakkal mindezt vizualizálhatjuk, számszerűsíthetjük és ortofotókkal pontosabban kontextusba is helyezhetjük azt.

Köszönöm hogy itt voltál és elovastad a cikkünket, remélem hasznos volt számodra!

Kövess minket a Facebook oldalunkon, vagy írj bátran email-t.

Az épületfelmérés szintjei, avagy mire van szüksége egy építésznek.

Az épületfelmérés szintjei, avagy mire van szüksége az építészeknek.

A felmérésben utazó szolgáltatók, mint például a klasszikus értelemben vett földmérők, vagy lézerszkenneléssel foglalkozó cégek, szolgáltatásuk kereteit általában csak a felmérési adatok szolgáltatásában szokták kijelölni.

Ez dióhéjban annyit jelent, hogy csak azt szolgáltatják, ami a felméréshez használt eszközeikből kijön. Nem végzik el az adatok feldolgozását, vagy praktikusan az adatok információvá alakítását.

De tulajdonképpen szükség van arra, hogy a nyers adatoknál többet adjanak, példaképp egy épületfelmérés esetében? Szükség van egy pontfelhőnél többre, vagy jöhetne direktben tőlük az alaprajz, metszet, homlokzatrajz, esetleg BIM modell?

Mi a FURAY-nél erre a kérdés körre rugalmasan gondolunk. Felmérést végzünk, de tovább léptünk a kizárólagos felmérési tevékenységen, és az adatok feldolgozásával is foglalkozunk, mindezt ezt olyan mértékben, amennyire a megrendelőinknek igényt tartanak. Erről már írtam bővebben egy előző cikkünkben.

Ez a cikk szolgáltatási szintekről fog szólni. Megtudhatod, hogy mi számít szimplán adatnak, és ezeket milyen információkká, közvetlenebb végtermékekké lehet alakítani.

Mielőtt kétségeid támadnának, ez a cikk nem a FURAY szolgáltatásairól szól. A szintek meghatározása azért is lehet hasznos számodra, hogy építészként lásd azt, hogy tulajdonképpen mire lenne szükséged egy épületfelmérési projektben, mint felmérési szolgáltatás.

Ezzel tisztább képed lesz arról, mit várhatsz el egy alvállalkozótól, és hogy milyen felmérési adatok segítségével tudod a legkönnyebben, leg hatékonyabban végezni a munkád.

Az épületfelmérés módszereiről általánosságban

Egy épületfelmérést többféle módszerrel is meg lehet valósítani. Lehet szimplán kézi, mérőszalagos, lézeres távmérős módszert használni, vagy akár okosabb lézeres eszközöket is. Ezek mellett az építészek fordulhatnak geodétákhoz, vagy lézerszkenneléshez külső, belső felmérések esetén.

Ezek a módszerek a leg szélesebb körben elterjedtek, de létezik egy hazánkban még viszonylag keveset alkalmazott módszer is, a fotogrammetria.

A fentebb említett, ismertebb módszerek előnyeit és hátrányait általában ismerik az építészek, kivitelezők, de sokan még nem is hallottak a fotogrammetriáról.

Most jelen cikkben nem megyek bele bővebben a fotogrammetriai épületfelmérés mélységeibe, de ha érdekel részletesebben a módszer egy előző cikkünkben olvashatsz róla, vagy itt megtekintheted az előnyeit a klasszikus eljárásokkal szemben.

Fontos, hogy az alábbiakban meghatározott szintek bizonyos tételei, csak fotogrammtriai felmérés által elérhetők.

Az épületfelmérés adat szintje

Az adat szint az, amikor csak a felmérő műszereinkből származó nyers anyagokat szolgáltatjuk.

Fényképek, és légi felvételek drónos felmérés esetén

Az adat szint leg alapvetőbb terméke a szimpla digitális fényképek. Gondolhatod, ugyan mire megy egy építész tervező sima fényképekkel? Nagyon is sokra!

A földről készült képeket is el lehet úgy készíteni, hogy felbontásuk, vagy beállításuk okán rengeteg információt tartalmazzanak. Ezek segíthetik a későbbi dokumentációs, és tervezési munkákat is.

A drónos légi felvételek esetén, legyen szó fényképekről vagy videókról, ez a hasznosság exponenciálisan nő. Gondoljunk csak bele a bonyolult tetőszerkezetekről készült képekre, vagy építési területek madártávlati képeiről.

Nemrég több cikket is írtam ipari diagnosztikai témában, melyekben láthatod az egyszerű fényképek, óriási hasznosságát.

Jellemző pontok az épület homlokzatán

Ezt a szintet általában a klasszikus földmérők képviselik. Sok építész a homlokzati rajzok pontosabb elkészítéséhez veszi igénybe a geodéták ezen szolgáltatását, viszont lássuk be a szolgáltatott adat mennyiségének tükrében, nem egy kifejezetten költséghatékony szolgáltatás.

A probléma azzal van, hogy a szolgáltatás árának arányában, csak csekély mennyiségű problémáját oldja meg az építészeknek. Egy homlokzatrajz elkészítése esetén tudni fogják a főbb pontok magasságait, viszont azok között még mindig becsülniük kell, továbbá a tető szerkezetről továbbra sem lesz semmiféle adatuk.

Akik műemlék jellegű épületek kapcsán még vesznek igénybe földmérői segítséget, vagy vettek már igénybe és nem tudnak alternatívát, azok mindenképp olvassanak tovább, mert manapság sokkal költséghatékonyabb megoldások léteznek már.

Pontfelhő az épület külső szerkezetéről

Egy olyan adat szint a pontfelhő, amit egyszerre szeretnek és utálnak is az építészek.

Miért szeretik?

Hatalmas az információ tartalma, és nagyon pontos és részletes homlokzatrajzokat lehet készíteni belőlük.

Miért utálják?

Sokak számára nehézséget okoz a használatuk, viszont emiatt egy szó sem érheti őket. Általában a tervező szoftverek nem kezezik valami jól a pontfelhőket és ezáltal használhatatlanul lelassul a tervező program. Emellett, ha az építészek nem közvetlenül akarják felhasználni a pontfelhőt , nincs szoftveres megoldásuk azok, csak olvasására.

További probléma, hogy a pontfelhők szolgáltatói annyira csak a nyers adatok eladására törekszenek, hogy arra sem veszik a fáradságot, hogy optimalizálják, csökkentsék a pontfelhőik pontsűrűségét, ami legalább a teljesítmény problémákat megoldaná.

Ezen szint esetében fontos elválasztani a lézerszkenneres és a fotogrammetriai felmérési módszert, mivel mindkettőnek megvan a maga előnye és hátránya.

A lézerszkennelés még ma is a legpontosabb eljárás a pontfelhők előállítására, de hátránya hogy igen drága a szolgáltatás, és általában lézerszkennerrel nem lehet adatot szolgáltatni az épületek tetőszerkezetéről (hacsak nem létesítenek állást a tetőn a szkennelést végzők, ami nem minden tetőszerkezet esetén lehetséges)

A fotogrammetriai eljárás már lassan eléri a lézerszkennelések pontosságát és sűrűségét is. Bizonyos esetekben jobban is teljesít a fotogrammetria a lézerszkennereknél, de az ilyen eredmények elérése igen nagy szakértelmet kíván.

Nagy előnye a fotogrammetriai eljárásnak, hogy a drónos felmérés jóvoltából a tetőszerkezetek szkennelése ugyan olyan egyszerű, mint a homlokzatoké, továbbá nagyon gyors eljárás. Egy régebbi facebook post-ban írtam arról, hogy egy épület külső pontfelhőjének előállítását néhány óra terepi munkával, és néhány óra irodai munkával teljesítettük.

Azt sem szabad elfelejteni, hogy a fotogrammetriai pontfelhők adat szinten remekül skálázhatók. Egyszerűsíthetők, vagy akár könnyű szerrel 3D modellekké alakíthatók.

Külső-Belső épületfelmérés, teljes épület pontfelhő

Ezen a szinten gyakorlatilag ugyan azt lehetne leírni, mint az előző, külső pontfelhő szinten, viszont a belső tereknél kijönnek további különbségek a lézerszkenner és a fotogrammetriai módszer között.

A belső terek felmérésének egyértelmű királya a lézerszkennelés. Ez nem vitás, hiszen részletes és pontos adathalmazt szolgáltat, valamint remekül tájékozható a külső adatokkal.

A probléma ismét csak az vele, hogy egy külső-belső lézerszkenneres felmérés nagyon költséges tud lenni, és egy ilyen adathalmaz információvá alakítására nem mindenki van felkészülve.

A fotogrammetriai eljárásra belső tereken biztos hogy sokan egyértelmű Nemet mondanának. Viszont 2020-ban a képalkotó rendszerek és a fotogrammetriai szoftverek elérték azt a szintet, hogy a technológiával, pontos belső teres épületfelmérést lehet végezni.

Egy friss esettanulmányunkban pontosan egy olyan projektet mutatunk be, ahol a egy teljes külső-belső épületfelmérést, tisztán fotogrammetriai módszerrel végeztünk el.

Homlokzati ortofotók, tetőszerkezeti ortofotók

Az ortofotók szolgáltatási szintje inkább egy köztes szint az adat és az információ között. Az orotofotók előállítása már célirányos fotogrammetriai feldolgozást kíván, de az ortografikus vetület még továbbra is csak egy adat. Egy nagyon hasznos, és információdús adat, de konkrét adatfeldolgozás még nem történik ezen a szinten.

A méretarányos homlokzati és tetőszerkezeti ortofotók, elképesztően hasznosak az építészek számára, főleg bonyolultabb épületek esetében. A méretarányos ortofotókat, gyakorlatilag csak be kell hívni a tervező szoftverekbe, és vagy átrajzolni, vagy méréseket végezni rajtuk.

Azon dokumentációk esetében, ahol nem szükségesek 3D adatok, remek, költséghatékony megoldás a homlokzatok fotogrammetriai felmérése, és az ortofotók használata.

Az épületfelmérés információs szintje

Az épületfelmérés információs szintje, amikor a felmérési, alapadatok mellett, már bizonyos adatfeldolgozást is végzünk, ezzel létrehozva egy nagyobb értékű, közvetlenebb formában felhasználható terméket.

2D, vonalas homlokzatrajzok

Ezen a szinten az orotofotók elkészítése után meg is rajzoljuk a homlokzati és tetőszerkezeti rajzokat. Itt már konkrét kiértékelése történik az adatoknak. A képi adatokat, információvá, azaz vonalas rajzokká alakítjuk.

Ezeket a homlokzati rajzokat közvetlenül be lehet illeszteni a tervdokumentációkba, és az építészekkel együttműködve, akár előre el lehet helyezni rajtuk méretezéseket, feliratokat, egyéb információkat.

A részletes homlokzatrajzok, műemlék jellegű épületeknél kifejezetten hasznosak és nem utolsó sorban esztétikusak is.

2D vonalas rajzok, mint homlokzat, tetőszerkezeti rajzok, alaprajz és metszeti rajzok.

Ez a szint már komplex külső-belső épületfelmérést kíván meg. Alapvető, hogy belülről is fel kell mérni az adott építményt, mert előállítjuk az alaprajzokat és a metszeti rajzokat is.

Ebben az esetben pontfelhők és ortofotók együttes feldolgozása történik, és a cél egy teljes épület dokumentáció elkészítése.

Természetesen ebben az esetben is elhelyezhetők a rajzokon kiegészítő információk, mint méretezések, feliratok, stb.

Ez a szint nem csak bonyolult, műemlék jellegű épületek esetén lehet kifejezetten hasznos, hanem bármilyen építmény dokumentációja esetén.

Épület 3D modellezése

A 3D modell már egy igen komplex szolgáltatási szint, ahol az építészek által igényelt célszoftverben készítjük el az építmény 3 dimenziós modelljét. A fentebb említett külső-belső épületfelmérésünk után elkészítettük az épület 3D modelljét is, így esettanulmányunkban erről is olvashatsz.

Itt a felmérési adatok együttes használata történik, és a cél az épületfelmérés utáni teljes 3D modell elkészítése, melyet az építészek közvetlenül fel tudnak használni a tervezési munkáikhoz.

Fontos kiemelni, hogy ezen a szinten még történhet egyéb, az épület fontos részleteinek felmérése és egyéb dokumentációkban való átadása. Példaképp egy lapostető esés térképe, vagy egy fotogrammetriai 3D modell a főépítésszel való egyeztetésekhez.

BIM modell

Az épületfelmérés leg komplexebb szintje, amikor az építményről készült 3D modell egyes elemeit feltöltjük BIM kompatibilis adatokkal is.

Ezen a szinten nem csupán műszeres felmérés történik, hanem anyag és szerkezeti vizsgálatok is.

Ehhez a szolgáltatáshoz igen nagy szakértelem és az építészekkel való szoros együttműködés szükséges.

Tehát ezek lennének az általunk ajánlott épületfelmérési szintek. Remélem tudtam neked segíteni, hogy jobban átlásd az épületek felmérésének, és a felmérési adatok szolgáltatásának folyamatát, szintjeit.

Ha az épületfelmérés mellett érdekel a területek felmérése is olvasd el legújabb esettanulmányunk.

Ha inkább látványtervezésről olvasnál, ajánlom cikkünket a Twinmotion legújabb frissítéseiről.

Kövess minket a Facebook oldalunkon, vagy írj bátran email-t.

200 hektár felmérése és térképezés két hét alatt

Nagyberuházások tervezési munkáihoz elengedhetetlen a pontos terepi felmérés, hiszen minden későbbi kivitelezési munka a tervezési fázisban elkészült munkarészekre fog támaszkodni.

Bizonyos esetekben a terület nagysága, vagy a komplexitása miatt a klasszikus felmérési eljárások, mint a geodézia rengeteg felmérési időt jelentenek, és az komoly csúszásokat okozhat a projektekben. A hosszú terepi idők ugyanakkor, nagy költslgeket is jelentenek.

Nagy területű felmérésekre, már évtizedekkel ezelőtt is alkalmaztak légi fotogrammetriai eljárást. Akkor a mérő kamerákat még repülőgépek, vagy helikopterek mozgatták, melyek a magán beruházások szférájában ritkán voltak megfizethetők.

A 2010-es években megjelent drónok fejlődésével a légi fotogrammetriai felmérések egyre elérhetőbbé váltak a magán szektorban is. Mára már egy drónos területfelmérés sokkal gyorsabb, pontosabb és olcsóbb, mint ugyanazon terület geodéziai felmérése.

Az esettanulmányunk témája egy több mint 200 hektáros terület felmérése és térképezés légi fotogrammetriai eljárással, 14 nap alatt.

A projekt részletei:

Helyszín: Buzsák, Magyarország

Együttműködők: Rotors & Cams Kft. , FURAY Photogrammetry Solutions

Hardver: Rotors & Cams – GEOROTOR4, Sony NEX-7 kamera

Szoftver: Pix4Dmapper

Projekt mérete: 200 hektár

Pontosság: 1-3 cm

A projekt célja: Napelempark telepítés

Terepi felmérés

Ahogy fentebb említettük a nagyobb területek felmérése klasszikus geodéziai eljárásokkal igen lassan valósítható meg. Minden pontot, melyet később a tervezési alaptérképen szerepeltetünk, manuálisan kell megmérni.

Ezzel szemben, a légifotogrammetriai eljárás nagy előnye, hogy a terepi felmérés még egy 200 hektáros terület esetén is, mindössze néhány órát vesz igénybe.

A felmérő drón repülési pályájának programozása utána, az automatikusan lerepüli a területet és elkészíti a feldolgozáshoz szükséges fényképeket.

A területről 2000 légifelvételt készítettünk el, 80 méteres magasságból.
A felmérés 120 percet vett igénybe.
A terepen 50 geodéziai alappontot állandósítottunk a későbbi tájékozáshoz.

Miért fontos a pontosság?
A projekt kivitelezési fázisában, a tervezett objektumok helyét a földmérők tűzik ki a terepen, a tervezők által szolgáltatott tervek alapján. Ha ezek a tervek pontatlanok, mert a felmérési adatok pontatlanok voltak, a tervezett objektumok is hibás helyekre lesznek állandósítva. Egy ilyen hiba súlyos veszteségeket, károkat okozhat, így a felmérések pontossága kiemelkedő jelentőségű a teljes projekt szempontjából.

Fotogrammetriai feldolgozás

A fotogrammetriai feldolgozás termékei az ortofotók és a pontfelhők.

Ezen alapadatok nagy előnye, hogy nagyban megkönnyíti a térképezés folyamatát, és általuk sokkal részletesebb és pontosabb térképek készíthetők.

A területről készített ortofotó felbontása 1 centiméter / pixel, vagyis a légi fotón a legapróbb részletek is azonosíthatók, és pozíciójuk pontosan meghatározható.

A pontfelhő felbontása 1 pont / 2-3 centiméter, tehát a felhő alapján a legkisebb terepi buckát is térképezni tudjuk.

A képek feldolgozását Pix4Dmapper szoftverrel végeztük. A feldolgozási idő 3 órát vett igénybe.
A létrejövő pontfelhőt Egységes Országos Vetületi (EOV) rendszerben tájékoztuk.
Pontosság 1-3 cm
Ortofotó részletesség: 1 cm / pixel
Pontfelhő részletesség: 1 pont / 2-3 cm

Miért fontos a részletesség?
A részletesség és a pontosság ugyan két különböző fogalom, viszont fontos látni hogy a részletesség, közvetlenül hatással van a pontosságra is. Egy felmérés csak egy nyers adat, abból még információt, jelen esetben egy 3D tervezési alaptérképet készítünk. Egy részletes adatból, pontosabb térképet lehet készíteni így a végső munkarészek pontossága is magasabb lesz. Egy néhány centiméteres felbontású pontfelhőn olyan részleteket is észre lehet venni, majd térképezni, melyek hagyományos módszerek esetén nagy valószínűséggel kimaradnának.

Térképezés

Az ortofotókat és a pontfelhőket a legtöbb térképező szoftver remekül kezeli. Az alapadatok digitalizálása gyorsan történik, hiszen csak a már meglévő terepi adatokat kell strukturált térképpé alakítanunk.

A geodéziai eljárások esetén előfordulhat, hogy a földmérők egy-egy részletet nem mérnek fel. Ezeket később vagy nem ábrázolják a térképen, vagy további terepi időt számláznak ki az utólagos felmérés miatt. A fotogrammetriai felmérés további nagy előnye, hogy nincsennek ilyen kimaradó, kifelejtett részletek, hiszen a teljes terület rendelkezésre áll digitálisan bármikor.

A szóban forgó projekt esetében kiemelten fontos volt a térképezés gyorsasága, mivel az előkészítő és tervezési munkák, már csúszásban voltak, amikor mi becsatlakoztunk. Ekkor igen nagy segítség volt, hogy a felmérési adat már az egész területről rendelkezésre állt, és azon területek térképezésével tudtunk kezdeni, melyekre a tervezőknek leghamarabb szüksége volt.

A 3D tervezési alaptérképeket ortofotók, és pontfelhők digitalizálásával állítottuk elő.
A térképek rajzolásához AutoCAD szoftvert használtunk.
A teljes területen a térképezés 12 napot vett igénybe.
Pontosság 1-3 centiméter
A digitális alaptérkép tartalmát és részletességét, a megrendelő igényei alapján határoztuk meg.

Miért nem csak alap adatokat szolgáltatunk?
Fentebb az ortofotóra és a pontfelhőre úgy hivatkoztunk, mint alapadatok. Természetesen előfordul, hogy a megrendelők számára elegendő egy a területről készült ortofotó, és a terepet jellemző terepmodell, vagy pontfelhő viszont úgy láttuk, hogy tervezők munkáját, inkább a kézzel foghatóbb, informatívabb munkarész könnyíti, mint egy tervezési alaptérkép.

Összegzés:

A projektben egy 200 hektáros terület felmérési és térképezés munkáit végeztük el, nemegész két hét alatt.

A terepi felmérés 1 napot vett igénybe.
A feldolgozás és a fotogrammetriai termékek előállítása összesen 1 napig tartott.
A tervezési alaptérképet 12 nap alatt készítettük el
Teljes projekt időtartam 2 hét.

Leadott munkarészek:

Ortofotó a teljes területről
Pontfelhő a teljes területről
3D tervezési alaptérkép
Fotogrammetriai feldolgozás minőségi tanúsítványa

Miért igazán hasznos a légi fotogrammetriai felmérés és 3D tervezési alaptérkép nagyberuházásoknál?
Azzal, hogy gyorsan és megfizethetően biztosítunk a beruházók számára minőségi adatokat egy nagy és komplex területről, azzal értékes plusz időt és biztonságot adunk számukra a tervezési munkákhoz. Emellett jól strukturált, a megrendelőink igényeire szabott 3D tervezési alaptérképeket adunk át, melyekre átalakítás nélkül, közvetlenül tervezhetnek. A térképek mellett megrendelőink megkapják az összes digitális munkarészt, mellyel rendelkezésükre áll egy teljes digitális archvum a terület aktuális állapotáról.

Érdekli az területfelmérési szolgáltatásunk?
További információk: https://furaysolutions.com/terkepezes/

Teljes drón épületfelmérés és 3D modellezés lézerszkennelés nélkül

Az építészek számára kiemelten fontos, hogy egy felújítási, vagy átépítési projektben pontos felmérési adatokból dolgozzanak. A pontosság mellett fontos tényező az is, hogy a felmérés rentábilis legyen, időben és pénzben is.

Manapság már 3 dimenzióban történik a tervezés, viszont sokan még manuálisan, kézzel gyűjtenek adatot.

Ezzel nincs probléma, viszont ezzel a módszerrel igen lassú az adatok gyűjtése és feldolgozása. A 3D modellezés, 2D skiccek alapján hosszú és frusztráló tud lenni.

A lézerszkennelés ugyan nagy mennyiségű és minőségi adatot állít elő, viszont egy teljes külsö-belső felmérésnek igen magas a szolgáltatási díja. A lézerszkennelés jelenleg csak nagyobb projektek esetén rentábilis.

Viszont az épületfelmérések témájában a geodézia és a lézerszkennelés mellett megjelent egy új technológia, amely geodéziai pontosságú és lézerszkennelés részletességű adatokat tud szolgáltatni lényegesen olcsóbban.

Az esettanulmányunk témája egy sikeres, külső-belső drón épületfelmérés projekt, ahol a fotogrammetriai technológiát használtuk adatgyűjtésre.

A projekt részletei:

Helyszín: Budapest, Magyarország

Együttműködők: C60 építész stúdió, FURAY Photogrammetry Solutions

Hardver: DJI Mavic Air 2, Pentax K-S1

Szoftver: Reality Capture

Projekt mérete: 2000 m2

Pontosság: 1-5 cm

Külső drón épületfelmérés:

A fotogrammetriai technológiákkal való külső homlokzatfelmérés, már 4-5 évvel ezelőtt is megjelent az építészeti szférában, viszont akkor még sokkal kevésbé volt rentábilis. Ennek az az oka, hogy az adatgyűjtéshez (fényképek) használatos drónok, még sokkal drágábbak voltak, valamint a feldolgozó szoftverek is lassabbak, érzékenyebbek voltak.

Manapság előállítani egy épület külső pontfelhőjét fotogrammetriai módszerekkel, nagyjából 1 napos munka. 1-2 óra a terepen, és néhány órás feldolgozás, ezáltal a drón épületfelmérés is lényegesen olcsóbb tud lenni.

A külső felméréshez 1060 fényképet készítettünk el, DJI Mavic Air 2 drónnal.
A felmérés 90 percig tartott.
A képek feldolgozását Reality Capture szoftverrel végeztük. A feldolgozási idő 40 percet vett igénybe.
A létrejövő pontfelhőt Egységes Országos Vetületi (EOV) rendszerben tájékoztuk
Pontosság 1-3 cm
Részletesség 1 pont / 1 cm

Miért fontos a pontosság?
Már a kérdés felvetése is furcsának tűnhet, viszont a szomorú igazság az, hogy sokan lemondanak a pontosságról a termelékenység javára. Egy épület felújítása kapcsán a pontos alapadatok rengeteg felesleges költségtől tudnak megóvni minket, míg egy átépítés esetén a tervezés biztonságát és a felhasználók biztonságát garantálja.

Az épület pontfelhője mellet, melyet 3D modellezéshez fogunk használni, a következő munkarészeket készítettük el az építészek számára:

4 oldali méretarnyos ortofotók
Tetőszerkezeti méretarányos ortofotó
Terület átnézeti ortofotója
Lapostető süllyedés vizsgálat (1 pont / 50cm)

Belső épületfelmérés:

A technológia fejlődésével, a fotogrammetriai szoftverek sokkal részletesebb és pontosabb pontfelhőket tudnak már előállítani, kevésbé ideális (kevés fény, szűk terek) szituációkban is.

2020-ra már a megfelelő technikával elkészített belső fotókkkal is, 3D modellezésre alkalmas pontfelhőt tudunk előállítani.

A belső terek teljes pontfelhője alapján, a szerkezet 3D modellezését könnyű szerrel meg lehet oldani. Olyan részleteket is láthatunk a felhő által, melyet hagyományos módszerekkel nem tudtunk volna megmérni (födém vastagság, bizonyos falvastagságok)

A belső felmérésekhez 3860 fotót készítettünk el, DJI Mavic Air 2 drónnal és Pentax K-S1 kamerával.
A felmérés 4 órát vett igénybe.
A feldolgozást Reality Capture szoftverrel végeztük. A feldolgozási idő 5 órát vett igénybe.
A létrejövő pontfelhőt méretarányát, belső hosszméretek alapján állítottuk be.
Pontosság 1-5 cm
Részletesség 1pont / 2-3 cm

Miért fontos a részletesség?
A részletesség és a pontosság ugyan két különböző fogalom, viszont fontos látni hogy a részletesség, közvetlenül hatással van a pontosságra is. Egy felmérés csak egy nyers adat, abból még információt, jelen esetben egy 3D modellt kell készítenünk. Egy részletes adatból, pontosabb 3D modellt lehet készíteni így a végső munkarészek pontossága is magasabb lesz.

Kézi belső felmérések:

Bizonyos szituációkban nem lehet fotogrammetriai módszert alkalmazni. Ilyen eset példaképp a fokozottan fényben szegény terek, mint egy pince.

Az épület pincéjét kézzel, mérőszalaggal és lézeres távmérővel mértük fel.

Emellett a belső szinteken több kézi ellenőrző mérést is végeztünk.

3D modellezés:

Az építészek számára szolgáltatott adatoknak több szintje van:

Csak külső ortofotók és pontfelhők
Külső felmérés és vektoros homlokzatrajzok
Külső belső felmérés, és nyers adatok szolgáltatás (ortofotók és pontfelhők)
Teljes felmérés és 3D modellezés

Jelen projekt esetében, mit teljes külső-belső felmérést végeztünk és elállítottuk az épület teljes 3D modelljét ARCHICAD szoftverben.

A modellezést ortofotók, pontfelhők és manuális mérések alapján végeztük.
A modell felépítése 7 napot vett igénybe
Az iterációk 3 napot vettek igénybe
Pontosság 1-5 centiméter
A modell részletessége teljes. Minden belső részletet megmodelleztünk.

Miért nem csak alap adatokat szolgáltatunk?
Természetesen, ahogy fentebb leírtuk a megrendelő építészek határozzák meg hogy számukra mi az értékes adat. Csak ortofotókra van szükségük, vagy rajzokra is? Külső felmérésre, vagy szükségük van belsőre is? Ezek a döntések projekt függők, viszont szeretnénk felkínálni a választás szabadságát, hogy az alapadatok mellett, akár teljes szolgáltatást is nyújtunk.

Összegzés:

A projektben egy épület teljes külső-belső felmérését és 3D modellezését végeztük fotogrammetriai módszerrel.

A terepi felmérés 1 napot vett igénybe.
A feldolgozás és a fotogrammetriai termékek előállítása összesen 2 napig tartott.
A 3D modellt 10 nap alatt készítettük el.
Teljes projekt időtartam 2 hét.

Leadott munkarészek:

4 oldali méretarányos ortofotók
Tetőszerkezeti méretarányos ortofotó
Lapostető felmérés
Fotogrammetriai 3D modell
Külső belső pontfelhők
Épület 3D modellje

Miért igazán hasznosak ezek a munkarészek az építészek számára?
Azzal, hogy gyorsan és megfizethetően biztosítunk az építészek számára minőségi adatokat egy meglévő épületről (legyen az egy homlokzatrajz, vagy egy teljes 3D modell), azzal értékes plusz időt és biztonságot adunk számukra a tervezési munkákhoz. Természetesen, ahogy már írtuk minden projekt más, viszont minden projektben van egy jól körül határolható együttműködési pont, ahol segíteni tudjuk a munkájukat.

Érdekli az épületfelmérési szolgáltatásunk?
További információk: https://furaysolutions.com/epuletfelmeres/

Ipari diagnosztika a VEIKI-VNL Villamos Nagylaboratóriumokban [Harmadik Rész]

A VEIKI-VNL Villamos Nagylaboratóriumoknál végzett felmérésünk esettanulmányának harmadik és egyben befejező részéhez érkeztünk.

Az első cikkünkben a felmérés körülményeiről, és annak folyamatáról írtunk, majd második cikkünkben a fotogrammetriai feldolgozást fejtettük ki bővebben, három szoftvert is tesztelve.

Mértünk, azaz felmérési anyagot állítottunk elő:

Fényképek
Videók
Terepen rögzített hosszméretek

Ezeket feldolgoztuk arra alkalmas szoftverekben, és adatokat állítottunk elő:

Pontfelhők
3D modellek
Ortografikus vetületek

Viszont mi a helyzet az adatok felhasználásával?

Az adatok önmagukban még nem tárnak fel tényeket, nem segítenek a döntéshozatalban.

A mi filozófiánk szerint nem csak adatokat kell szolgáltatni, hanem segíteni kell vagy akár elvégezni az adatok kiértékelését, információvá alakítását is. Erről bővebben egy előző cikkünkben olvashattok.

Tehát a harmadik cikkünk az adatok felhasználásáról szól, vagyis hogy mihez kezdtünk Mi és a VEIKI-VNL a feldolgozás termékeivel.

Az Indelve transzformátor 3D modellezése tervezési célokra

Az Indelve transzformátor felmérésének célja:

Pontos és részletes felmérési anyagot szolgáltassunk a VEIKI-VNL számára,
hogy abból egy tervezési télokra alkalmas 3D modellt lehessen készíteni.

A mérés és a feldolgozás sikeres volt, ahogy a második cikkünkben megírtuk, és a VEIKI-VNL számára, egy 3D modellt adtunk át. Az átadás előtt viszont még el kellett végezni a fotogrammetriai 3D modellen néhány módosítást, hogy az alkalmas legyen a felhasználásra.

Az adatok előkészítése

A fotogrammetriai feldolgozás nyers 3D modelljei közvetlenül még nem felhasználhatók, mivel:

nincsennek tájékozva, azaz általában el vannak fordulva a térben
nem megfelelő a méretarányuk, azaz a rajtuk mérhető méretek, csak relatívan, egység szinten pontosak, de nincsennek egy abszolút rendszerbe illesztve
általában még zajosak és sok rajtuk a felesleges modell rész, amely csak növeli a modell méretét és ezzel csökkenti a felhasználhatóságát.

Szóval, mint látható a fotogrammetriai feldolgozás még nem szolgáltat közvetlenül felhasználható adatokat, viszont a fentebb leírtakat viszonylag könnyen lehet orvosolni:

A leg hatásosabb megoldás az, hogy ha közvetlenül egy abszolút rendszerbe kapcsoljuk a modellünket, példaképp geodéziai, EOV rendszerbe. Ehhez viszont szükségünk van geodéziai műszerekre, vagy geodéta segítségére. A transzformátor esetében, ez úgy nézett volna ki a terepen, hogy megmérjük, vagy megméretjük az alsó sarkait a transzformátornak, és azok alapján tájékozzuk a modellt.
Viszont ha nem akarunk geodéziát bevonni jó megoldás lehet a relatív pozíció rendszer használata (lokális koordináta rendszer), melyben az arányszámok viszont pontosak. Mi az Indelve transzformátor esetén ezt használtuk, amely a gyakorlatban úgy nézett ki, hogy lemértük a transzformátor alapjának a hosszát, és ez alapján tájékoztuk a modellt.

Ez a módszer azért is működött itt remekül, mert a transzformátor alapja, kimondható hogy tökéletesen vízszintes, és a 3 pont által megadott vízszintes sík, és a terepi mérések alapján beállított 3 pont távolsága, előállította a modell tájékozását és méretarányát egyben.

Hozzá kell tegyük, hogy a mérést drónnal végeztük, amely rögzít egy nagyjából 1 méter pontosságú koordinátát minden fényképhez, így igaz 1 méteres pontossággal, de abszolút rendszerben is tájékozva volt a modellünk.

A transzformátor modellezése

Miután továbbítottuk a fotogrammetriai 3D modellt, elkészült az egyszerűsített, tervezési 3D modell, amely a VEIKI-VNL-től, Sára András keze munkáját dicséri.

Ez a modell centiméter alatti pontossággal ábrázolja a transzformátor főbb elemeit, így alkalmas:

További szerkezeti elemek tervezésére és azok elhelyezésére a modellen.
Külső csatlakozások tervezésére. A transzformátor ágaihoz különböző tesztek esetén különbözőképpen csatlakoztatják a kábeleket.

Összességében a szerkezet fotogrammetriai felmérése lehetővé tette:

Nem manuálisan kellett a felmérést elvégezni, amely veszélyes lehet ember számára.
Gyors 3D modellezést a szolgáltatott adatok alapján. Manuális felmérések alapján csak sokkal lassabban lehetett volna elállítani a modellt.
A szerkezetről rendelkezésre áll rengeteg archívum fényképek és 3D adatok formájában.

Ipari diagnosztika

Általánosságban minden cég, amelynek van egy komoly ipari eszközparkja rendelkezik a hozzájuk tartozó eszközmenedzsmenttel. Az eszközmenedzsment lehetővé teszi, hogy ezeket az objektumokat optimálisan és biztonságosan üzemeltessék.

Viszont az ipari eszközök üzemeltetése egy drága és összetett feladat, melyben a hosszú távú fenttarthatóság kulcs szerepet játszik.

Ipari diagnosztika alatt az ipari objektumok megfigyelését, felvételezését, és vizsgálatát értjük drónok alkalmazásával, annak érdekében hogy tényeket tárjunk fel azok állapotáról vagy szerkezetéről.

Milyen cégeknek szükséges és hasznos az ipari diagnosztika?

Ipari parkoknak, ipari létesítményeknek és minden olyan üzemi területtel rendelkező cégnek, melyek rendelkeznek nehezen megközelíthető, vagy emberre veszélyes eszközökkel.
- Energia szektor, energiatermelés.
- Különböző gyárak
- Teszt laboratóriumok ipari parkjai
- Bányászat és alapanyag kitermelés ipari létesítményei.
Elektromos logisztikai cégeknek. Az elektromos áram logisztika alapját a különböző alállomások, egyéb villamos szerkezetek és kábel tartószerkezetek képezik.
Távközlési cégeknek. A távközlési eszközök között szintén megtalálhatók az óriási kábel tartószerkezetek, de ott vannak például a különböző antennák, antennatornyok, és egyéb telekommunikációs eszközök is.

Miért nagyszerűek a drónok ipari diagnosztikai célokra?

A drónok alkalmazása lehetővé teszi, hogy a vizsgálatokat biztonságosan végezzük el, úgy hogy ember élet ne kerüljön veszélybe (ez az ipari alpinistákról nem mondható el).
Minőségi archívumokat is kapunk a megfigyelés által, videók és fényképek formájában.
Ezek mellett élő képünk is van a vizsgálat alatt a drón kamerája által látottakról, így már a terepen következtetéseket vonhatunk le, láthatjuk az egyes eszközök aktuális állapotát.

Viszont a Pix4Dinspect alkalmazásával (Pix4Dinspect-től részletesebben az előző cikkünkben írtunk) az ipari diagnosztikai vizsgálatok egy új szintre emelhetők.

A Pix4Disnspect a következő funkciókkal bővíti az ipari diagnosztika gyakorlatát:

Vizsgálható 3D adatok mint pontfelhő és 3D modell
Címkék, megjegyzések és kimutatások
Eszköz adatbázis

Nézzük mit tudnak ezek a funkciók és miért hasznosak ipari parkok, villamos logisztikai, telekommunikációs cégek számára.

3D adatok

Ahogy fentebb írtuk a vizsgálat során élő kép is rendelkezésre áll, de többet tudhatunk meg az eszközök állapotáról a nagy felbontású videók és fényképek vizsgálatával.

A fényképek és videók a drón által rögzített nyers adatok, melyek a vizsgálat alapját adják, viszont a Pix4Dinspact ezt megtámogatja 3D adatok prezentálásával is, azaz a képek mellett egy pontfelhőt és egy 3D modellt is vizsgálhatunk, melyek további tényeket tárhatnak fel az eszközök állapotáról, szerkezetéről.

Ezek mellett a 3D adatok felhasználhatók a szerkezetek modellezésére, majd az így készült modellek tervezési célokra (lásd Indelve transzformátor felmérése)

2D és 3D címkék, és összefoglaló jelentések

Tehát adottak a vizsgálat tárgyát képező objektumról térbeli adatok, fényképek és videók, viszont hogyan dokumentálhatjuk mindazt az információt, melyeket a vizsgálat során feltárunk?

A Pix4Dinspect-ben lehetőségünk nyílik címkéket, megjegyzéseket elhelyezni a 3D modellen / pontfelhőn. Megjelölhetünk fontos pontokat, és írhatunk hozzájuk leírást. Ez a funkció nagyban elősegíti a kollaborációt a diagnosztikai folyamatban.

A 2D adatokon is elhelyezhetünk címkéket, tehát megjelölhetünk pontokat közvetlenül a fényképeken is.

A pix4Dinspect-ben ehhez még további hasznos funkciók társulnak. Mikor megjelölünk egy pontot egy fényképen, akkor ahhoz nem csak kommenteket adhatunk, vagy kategóriát, hanem megadhatjuk a feltárt probléma súlyosságát is egy skálán, amely segít priorizálni a diagnosztika utáni teendőket.

A címkék lehelyezése után lehetőség van egy PDF, vagy JSON jelentés exportálására, amely egy összefoglaló dokumentuma a vizsgálat alatt feltárt információknak.

Eszköz adatbázis

A Pix4Dinspect-ben az ipari eszközöket elhelyezhetjük egy térképen (koordináta megadásával pontosan is) és ezek az eszközök az alkalmazásban, egy-egy gyűjtő mappaként, vagy tárolóként fognak funkcionálni.

Amik egy felmérést elvégeztünk a fényképeket feltöltjük a Pix4Dinspect felhőjébe, melyeket a szoftver automatikusan feldolgoz.

Ez számít egy mérésnek az alkalmazás szempontjából, melynek az összes adatát tárolja a felhő (fényképek, videók, pontfelhő, 3D modell, címkék, megjegyzések). Ha egy következő időpontban újra felmérjük az objektumot és feltöltjük a képeket az alkalmazásba, az már egy új mérésként fog szerepelni abban, így az időszakos mérési eredmények egymástól elkülönülve, jól rendezetten fognak megjelenni.

A különböző időpontokban végzett, időszakos mérések összehasonlításából is fontos következtetéseket lehet levonni. Láthatjuk bizonyos részletek elmozdulását, esetleg korrózióját, és időben tudunk lépni ezek javítása érdekében, megelőzve a későbbi, nagyobb problémákat.

Összefoglalás

Tehát láthattuk, hogy az ipari diagnosztika az eszközök vizsgálata annak érdekében, hogy időben el tudjunk kerülni későbbi üzemeltetési problémákat.
Azt is láthattuk, hogy az időszakos vizsgálatok, és diagnosztika igen sok ipari szektorban kiemelten hasznos és fontos.
Ennek támogatásához a Pix4Dinspect egy remek eszköz, amely segíti magának a diagnosztikának és az abból leszűrt információk tárolását, rendszerben kezelését.

Összességében 1 hét terepi és 1 hét irodai munkával megvalósítottuk a VEIKI-VNL Villamos Nagylaboratóriumok legfontosabb objektumaik vizsgálatát és felmérését.

A felmérésünk által leszűrt információk hozzájárulnak majd az eszközeik biztonságos és htásos üzemeltetéséhez.

A FURAY-nél folyamatosan vállalunk ipari diagnosztikai vizsgálatokat és felmérést. Keressenek minket bizalommal: https://furaysolutions.com/kapcsolat/

Köszönöm, hogy itt voltál és elolvastad a cikket!

Ha bármi kérdésed felmerül az olvasottakkal kapcsolatban, vagy csak lírnád a véleményed, látogass el a Facebook oldalunkra, csatlakozz a csoportunkhoz és írj nekünk!

Ipari diagnosztika a VEIKI-VNL Villamos Nagylaboratóriumokban [Második Rész]

Ahogy a cikksorozat első részében megírtuk, egy hetet töltöttünk a VEIKI-VNL Villamos Nagylaboratóriumok üzemi területén, és különböző típusú és összetettségű objektumokat mértünk fel.

Azt is megírtuk, hogy a feladat lényegében egy win,win,win szituáción alapuló, pilot projekt ahol a következő feladatokat teljesítjük:

3D felmérési anyagot készítünk a VEIKI-VNL számára, amit különböző tervezési feladatokra alkalmazhatnak.
Dokumentáljuk a VEIKI-VNL eszközparkjának néhány darabját, képi és videó anyagokat szolgáltatva diagnosztikai célokra.
Promóciós anyagokat készítünk mind a VEIKI-VNL, mint a Pix4D számára.

Továbbá hogy választ kapjunk a következőkre:

Hogyan viselkednek a DJI drónok, extrém ipari környezetben?
Milyen minőségű adatot tudunk előállítani fotogrammetriai úton a következő drónok:
- DJI Mavic Mini
- DJI Mavic Air 2
és szoftverek alkalmazásával:
- Agisoft Metashape
- Reality Capture
- Pix4Dinspect
Hogyan tudjuk felhasználni, azaz információvá alakítani az előállított adatokat?

Az előző cikkünk a terepi felmérésről szólt, így az első kérdést ott már megválaszoltuk, de mi a helyzet a felmérési adatokkal és azok minőségével?

A második részben a következőkről lesz szó:

A különböző objektumokról készült fotók feldolgozása fotogrammetriai úton a fentebb említett három szoftverben.
Az előállított adatok minősége.

Mielőtt belevágnánk a konkrét feldolgozási tapasztalatok leírásába és következtetéseket vonnánk le néhány fontos információ:

A cikk nem az Agisoft Metashape, Reality Capture, és a Pix4D inspect összehasonlításáról szól!
Ahogy a cikk első részében megírtuk, a Pix4Dinspect szoftvert egy együttműködés keretében kaptuk meg a Pix4D-től tesztelésre, viszont ez nem azt jelenti, hogy arra szerződtünk hogy más szoftverekkel szembe állítva promotáljuk azt.
Fontos azt is szem előtt tartani, hogy a három felsorolt szoftver közül, a Pix4Dinspect az, ami kifejezetten ilyen jellegű ipari objektumok fotogrammetriai felmérésére lett kitalálva, továbbá az Agisoft Metashape, és Reality Capture esetében alapbeállításokkal futtattuk le a feldolgozást, így az eredmények összehasonlítása nem is lenne objektív.
Tehát számítottunk arra, hogy ilyen feltételek mellett a Pix4Dinspect hozza majd a legjobb eredményt, viszont ez nem minden esetben történt így.

Tehát nézzük a feldolgozás folyamatát és eredményeit.

Nagyfeszültségű áramszabályozók

Ez a szerkezet csoport több szempontból is érdekes a feldolgozás tükrében. Egyrészt a szerkezeteket alkotó elemek igen komplex geometriát hoznak létre, valamint a felmérési anyagot egy DJI Mavic Mini drónnal készítettük el.

Agisoft Metashape

Ahogy már említettük alapbeállításokat használtunk a feldolgozásra, amely az Agisoft Metashape esetében a Medium, mind a tájékozás, mind a pontfelhő generálás tekintetében.

A 16 millió pontból álló pontfelhő bizonyos részei igen zajosak, viszont magukat a szabályozó tekercseket szemlélve látható, hogy azok geometriája, valamint az azokat körülvevő tartó, merevítő szerkezetek remekül kirajzolódnak.

Nem szabad elfelejteni hogy a DJI Mavic Mini, egy körülbelül akkora szenzorral rendelkezik mint egy mobiltelefon, így az eredményeket is ennek tükrében kell vizsgálni.

Ahhoz képest hogy a felmérés egy ilyen szenzorral készült az adatok több mint használhatók. A pontfelhőn mért méretek, pontosan egyeznek a terepen mért ellenőrző mérésekkel.

Igaz a pontfelhőben általánosan megjelenő zaj nehezíti a pontfelhő alapján való mérést, és 3D modellezést, de mint írtuk a felmérési anyag teljesen jól használható.

Reality Capture

A Reality Capture esetében látszott csak igazán a „gyengébb” alapanyag. Az eddigi tapasztalataink alapján elmondhatjuk, hogy a Reality Capture-nek, páratlanul jól optimalizált algoritmusa van, a felmérendő objektum releváns részeinek automatikus meghatározására. Ez gyakorlatban annyit jelent, hogy nagyon sok számunkra releváns pontot, és nagyon kevés zajt generál.

Viszont a minőségi alapanyag és a megfelelő beállítási sablon a Reality Capture esetében kiemelten fontos. Lehetne még kísérletezni „kevésbé agresszív” beállításokkal, melyekkel ugyan növekszik a zaj megjelenésének esélye, viszont több relevánst tartalmat is szolgáltathat bizonyos esetekben.

Ezen objektum, alapanyag és beállítás kombinációban, viszont igen hiányos pontfelhőt kaptunk. Ahhoz hogy használható adatot kapjunk eredményül, kisérletezni kell a szoftver beállításaival, vagy nagyobb felbontású, jobb optikával rendelkező kamerával kell elvégezni a mérést.

Pix4Dinspect

Ahogy a cikk elején is említettük, számítottunk rá, hogy a Pix4Dinspect fogja szolgáltatni a legjobb eredményeket, hiszen a fotogrammetriai algoritmusokat ebben a szoftverben, pontos ilyen és hasonló szerkezetek kiértékelésére optimalizálták.

De pontosan milyen tulajdonságokkal rendelkeznek az „ilyen” szerkezetek?

Vékony, keskeny elemekből állnak össze, lásd tartószerkezetek, melyeken „átlátunk”. Ez a fotogrammetriai szoftvereknek egy kifejezetten zavaró tényező, mert el kell különíteniük a szerkezet releváns részeit a háttértől.
Általában szürke, egységes festésük van, amely nehezítő tényező a szoftvereknek a közös pontok megtalálásában.

A Pix4Dispect remek eredményt hozott. A kiolvasott pontfelhő pontos és részletes, valamint tökéletesen alkalmas a bonyolultabb geometriák modellezéséhez is. A pontfelhőn még nagyobb csavarokat is ki lehet venni, ami egy 12 megapixeles fotó szett esetén egészen kivételes eredmény.

Szigetelés tesztelő tartószerkezet

Ahogy az áramszabályozó tekercseknél leírtuk, bizonyos geometriák nagyobb kihívást jelentenek a fotogrammetriai feldolgozó szoftvereknek. Ezt a tartószerkezetet pont ezért mértük fel, viszont nem szerettük volna átesni a ló túloldalára sem, így a felmérést DJI Mavic Air 2-vel végeztük, mellyel 1700db 12 megapixeles fényképet készítettünk el. A Mavic Air 2-nek 48 megapixeles szenzora van, így a kamerája által készített 12 megapixeles fotók sokkal jobb minőségűek, mint a Mini esetében.