Homlokzatfelmérés és magasságmeghatározás gyors és költséghatékony módszere

Épület felmérés, homlokzatfelmérés, tetőszerkezet felmérés.

A cikk egy jó példa arra, hogy milyen nehézségekkel küzd meg egy cég (jelen esetben építész vállalkozó, vagy építész iroda), a munkájuk ellátásához szükséges adatok megszerzésekor (magassági adatok az épület homlokzatokon).

Sokat dolgozom építészekkel, és az elmúlt évek során azt tapasztaltam, hogy gyakorta problémát okoz nekik egy tervdokumentáció összeállításánál a homlokzatfelmérés és a magasságmeghatározás.

Azok az adatok, melyek szükségesek egy homlokzatrajz elkészítéséhez sok esetben igen nehezen elérhetőek, valamint általánosságban elmondható, hogy az építészek számára a magassági adatok mérése igen körülményes tud lenni.

Egy építmény magassági értékeinek meghatározására, a leg általánosabb és elfogadottabb mód a geodézia, vagy a lézerszkennelés.

A fent említett két módszerrel természetesen pontosan felmérhető egy épület homlokzata, viszont az építészek számára nem minden esetben nyújtanak tökéletes megoldást.

De miért nem megoldás a geodézia vagy a lézerszkennelés?

• A magán, vagy kis vállalkozásoknál egy geodéziai műszer megvásárlása nem rentábilis, valamint nem tudnak foglalkoztatni egy földmérőt teljes munkaidőben. (A lézerszkenner esetében ez hatványozottan igaz)
• Alvállalkozó földmérőről, vagy a lézerszkenneres épület felmérésről ugyan ez elmondható. Sok esetben nem megfizethető, továbbá
• a földmérők által szolgáltatott adatok olykor kevésnek bizonyulnak, és csak pontokat adnak át, melyek nehezen, vagy közvetetten használhatók, valamint
• a lézerszkenneres felmérés esetén túl sok adat keletkezik (milliós nagyságrendű pontfelhő), és pont ezért nehéz az adatok felhasználása.
• A nagyobb építészirodák sem feltétlenül profitálnak a geodéziai, vagy lézerszkenneres felmérésből, mert a nyert adatok feldolgozása, felhasználása ugyan úgy problémát jelent számukra is, valamint
• A fentebb említett két eljárás általában a tetőszerkezetekről igen rossz minőségű, vagy hiányos adatot állít elő.

Nem csoda hogy sok építész bizonytalan amikor olyan tervdokumentációt készít, melynek épület felmérés az alapja. Meg kell találni az arany középutat a költséghatékonyság és a pontosság között, viszont ez nem könnyű.

Mi az épület felmérés gyors, és költséghatékony módszere?

Egy olyan eljárást keresünk, amely megfelelő minőségű, mennyiségű adatot szolgáltat, mindezt költséghatékonyan.

Fotogrammetriai homlokzatfelmérés

A Fotogrammetria nem egy új keletű dolog. Mielőtt viszont tovább lepnénk és bele mennénk a részleteibe, megosztanám a tudományág rövid történelmét, mert a fotogrammetria első alkalmazása szorosan kötődik az épület felméréshez:

„A fotogrammetria szinte egyidős a fényképezéssel. Az alapötlet tulajdonképpen egy balesetnek köszönhető. Albrecht Meydenbauer fiatal építészmérnök, aki 1858. szeptemberében egyik első munkájaként a wetzlari dóm felmérésén dolgozott, munka közben csaknem lezuhant a kereszthajó egyik tornyáról. Ez adta az ötletet neki, hogy a homlokzat közvetlen mérése helyett fényképekkel is lehetne dolgozni. A fotogrammetria elnevezés is tőle származik: 1867-ben egy név nélkül jegyzett írásban fordul elő a kifejezés Wochenblatt des Architektenvereins zu Berlin című szakújságban. Később egy vita kapcsán az újság közölte, hogy a hozzászólás szerzője Meydenbauer volt.”

Forrás: https://hu.wikipedia.org/wiki/Fotogrammetria

Nos az 1800-as évek óta természetesen sokat fejlődött a technológia, de a számunkra releváns igazi nagy ugrás 2006 környékére tehető.

Ebben az évben történ ugyanis a „drone boom”, melynek hatására egyre jobb drónok kezdtek megjelenni a polgári szférában. Továbbá nagyjából ekkorra tehető az is, hogy a a digitális fotogrammetriában alkalmazott algoritmusok elkezdtek rohamosan fejlődni.

A polgári drónok egyre jobb minőségű kamerákat emeltek a levegőbe, mindezt elérhető árakon, valamint a digitális fényképek fotogrammetriai feldolgozása félautomata eljárásból, közel automatikus eljárássá fejlődött.

Mondanom sem kell, hogy a felmérés technológiák területén ez új távlatokat nyitott. A drónok és fotogrammetria kombinációja megvalósította a fentebb említett arany középutat.

Gyors és költséghatékony eszközévé vált az épületfelméréseknek.

A cikk további részében bemutatom, hogy is néz ki ez a gyakorlatban.

Egy épület felmérés fotogrammetriai munkáit 3 részre lehet bontani:

• Terepi felmérés (amikor elkészítjük a digitális képeket az épület homlokzatról)
• Fotogrammetriai feldolgozás (a fotogrammetriai feldolgozás lépése, ahol létrejönnek a számunkra releváns termékek)
• Térképezés, Digitalizálás (A feldolgozási termékek közvetlen felhasználása. Adatok, információvá alakítása)

Terepi felmérés – homlokzat fényképezés

A felmérés során a feldolgozáshoz szükséges fényképeket készítjük el.

Egy szintes, alacsonyabb homlokzatok esetén, ezt megtehetjük a földről egy kézi fényképezővel, viszont érdemes már rögtön egy drónban gondolkodni a terepi munkákhoz.

Miért érdemes rögtön drónt használni?

• A földről készített fotókkal általában a tetőszerkezetet nem tudjuk felmérni, valamint
• érdemes minél több szögből fényképezni a homlokzatot, nem csak horizontálisan, de vertikálisan is.
• Ehhez viszont a levegőbe kell emelnünk a kamerát.
• A legjobb megoldás a földi és légi felvételek kombinációja.

A drónokról, és azok használatáról most nem fogok bővebben írni, viszont ezeket részletesen kifejtettem abban az ingyenesen letölthető ebook-ban, melyet [ITT] találsz.

A fényképek készítésénél a következőkre kell figyelni:

• A képek között legyen átfedés, tehát egy adott részletet több pozícióból fényképezzünk.
• Ne spóroljunk a képekkel, de nem kell túlzásba sem esni.
• Nem kell nagyon közelről fényképeznünk a homlokzatot, de ne legyünk túl távol sem (4-5 méter egy jó ökölszabálynak mondható)

Fotogrammetriai feldolgozás

A fotogrammetriai feldolgozás során, a digitális fényképeket egy pontfelhővé és egy ortofotóvá alakítjuk.

A legismertebb fotogrammetriai feldolgozó szoftverek:

Agisoft Metashape (https://www.agisoft.com/)

Reality Capture (https://www.capturingreality.com/)

Pix4D (https://www.pix4d.com/)

Ezekkel a programokkal szinte automatikusan fel tudjuk dolgozni a terepen készített fényképeinket, és mind a három alkalmas épülethomlokzatokról készült felvételekből, ortofotót készíteni.

Azért is ajánlom ezeket a feldolgozó szoftvereket, mert hozzájuk érhetők el a legtöbb útmutató és dokumentáció az interneten, valamint ár érték arányban is ők a legjobbak.

A fotogrammetria ára

Mind a 3 szoftver különböző sales stratégiát követ, így mindenki eldöntheti, hogy számára mi a rentábilis:

• Az Agisoft Metashape a klasszikus, egyszeri vásárlás / licence-elés módszerével értékesít
• A Reality Capture ezzel szemben teljesen ingyenes, és csak a feldolgozás eredményéért kell fizetnünk. (Emellett elérhető a kalsszikus modell és a bérlés is)
• A Pix4D leginkább bérleti opcióval működik, de náluk kap a felhasználó egy felhő tárhelyet, ahol szerver gépek dolgozzák fel villámgyorsan az adatait (Természetesen náluk is elérhető a klasszikus modell)

Ebben a cikkben nem megyek bele részletesen a feldolgozás lépéseibe, de a szoftverekhez tartozó dokumentációk és útmutatók alapján nagyon gyorsan el lehet sajátítani a használatukat.

Térképezés, Digitalizálás

A digitalizálás az a lépés, ahol a feldolgozás termékéből, az ortofotóból megrajzolunk az épület homlokzatát.

De miben jobb egy homlokzati ortofotó, mint egy geodéziai felmérés, vagy egy pontfelhő?

• Egy geodéziai felmérésből, általában csak pontokat fogunk megkapni az adott homlokzatról, és szerencsésebb esetben ehhez még egy manuálét / magyarázó ábrát is kaphatunk a földmérőktől.
• Az épület oromzatán mért jellemző pontokból egyrészt időigényes homlokzatot rajzolni, valamint, igen nagy a valószínűsége, hogy a földmérők véletlenül kihagynak 1-2 fontosabb pontot, ami későbbi becslésekhez vezet.
• Ezzel ellentétben egy pontfelhő millós nagyságrendű adat mennyisége sem feltétlenül segítség az építészek számára, mert egy pontfelhőből legalább annyira időigényes homlokzatot rajzolni, mint néhány pont alapján becsülgetve.
• Továbbá, ahogy már fentebb említettem, a földi lézerszkennelések nem minden esetben tudnak adatot szolgáltatni a tetőszerkezetről, ami pedig ugyan úgy fontos része a homlokzatrajznak mint az épület frontjai.

Ezzel szemben, az ortofotó

• Egy ortofotó tartalmazza az épület frontok összes jellemző oromzati pontját, mégpedig ortografikus vetületben.
• Horizontálisan és Vertikálisan is méret helyes így rögtön lehet magassági adatokat leolvasni róla.
• Tartalmazza a tetőszerkezetet is.

Egy ortofotóval a digitalizálás folyamata csupán annyiból áll, hogy átrajzoljuk a fotón látottakat egy CAD szoftverben.

Ha mélységekre van szükségünk azt le tudjuk olvasni a fotogrammetriai feldolgozásból származó pontfelhőből.

Ennyi lenne egy homlokzat felmérés?

Igen ennyi lenne, ennyire egyszerű!

A fotogrammetriai felmérésnek rengeteg alkalmazási területe van, de talán az épületek felmérésénél remekel csak igazán:

• Gyors, hiszen egy homlokzat fotózása nem tart tovább 1-2 óránál, és a digitalizálási folyamat is lerövidül egyszerűsége miatt.
• Olcsó, mert a ma piacon lévő drónok már nagyon elérhető áron kaphatók, és a feldolgozó szoftvereket sem kell megvásárolnunk, csak időszakosan bérelnünk.
• Pontos, mivel a fotogrammetria egy közvetett felmérési eljárás, amely ugyanolyan fizikai elveken működik mint a közvetlen lézeres felmérések.

Köszönöm, hogy itt voltál és elolvastad a cikket!

Ha tetszett a cikk mindenképp fontold meg, hogy feliratkozol a hírlevelünkre, mert feliratkozóinknak ilyen és ehhez hasonló ismeretterjesztő cikkeket is küldünk, exklúzívan, csak email-en.

Hamarosan jövünk további cikkekkel és esettanulmányokkal!