Puntenwolken gebruiken

Puntenwolken op de juiste manier gebruiken

Wanneer u een gedetailleerd model van een gebied moet maken – voor landmetingen, het reconstrueren van ongevallen of voor andere doeleinden – kan het maken van een puntenwolk de beste manier zijn om de klus te klaren.
Een nauwkeurig, gedetailleerd 3D-puntenwolkmodel met hoge resolutie is een belangrijk element bij het nauwkeurig maken van 3D-modellen. Als uw organisatie op zoek is naar een nieuwe manier om digitale reconstructies van fysieke ruimtes of structuren te maken, dan zijn drones die puntenwolken kunnen genereren wellicht de perfecte tool voor u.

Door meer te leren over puntenwolken – wat ze zijn, hoe u ze genereert, verschillende benaderingen en gebruiksscenario’s – kunt u een weloverwogen beslissing nemen over de integratie van deze digitale tools in uw workflows.

Dankzij LiDAR-technologie kon de verkeerspolitie puntenwolkgegevens van deze botsing verzamelen, ondanks de omstandigheden met weinig licht ’s nachts

Puntenwolken: het draait allemaal om perspectief

Wat is een puntenwolk precies? Het is een verzameling gegevenspunten die in drie dimensies in kaart zijn gebracht. Elk punt heeft zijn eigen X-, Y- en Z-waarden, afhankelijk van waar het zich in de ruimte bevindt. Sommige puntenwolken kunnen een uitzonderlijk hoge resolutie hebben, met honderden individuele punten per vierkante meter, om precies te laten zien wat zich in een 3D-ruimte bevindt.

Puntenwolk van twee koeltorens gemaakt ter voorbereiding op hun veilige sloop

De punten samen geven de oppervlakken van objecten en terreinkenmerken binnen een gebied aan, waardoor landmeters of inspecteurs uiterst nauwkeurige 3D-kaarten en -modellen van die gebieden kunnen maken. De cloud zelf is echter niet de kaart. U hebt een andere gegevensset nodig dan alleen de hoogtegegevenspunten om een ​​vollediger model te maken.

Om deze puntenwolken te genereren, heb je de juiste apparatuur en een nieuw perspectief op je doelgebied nodig: namelijk een luchtfoto. Door met een onbemand luchtvaartuig (UAV) over uw gebied naar keuze te vliegen, kunt u de nodige informatie over hoogte en topografie verzamelen.

Geavanceerde drones die zijn uitgerust met de nieuwste lichtdetectie- en afstandssensoren (LiDAR) kunnen in één keer puntenwolken bouwen. Een drone die een fotogrammetrisch camerasysteem gebruikt, kan een puntenwolk samenstellen als een van de outputs van het resulterende driedimensionale beeld. In beide gevallen is de resulterende wolk een gedetailleerd en nauwkeurig beeld van het gescande gebied.

Hoe puntenwolken werken

Hoe werkt het proces voor het maken van een puntenwolk precies? Hoewel de exacte details afhangen van het feit of uw drone is uitgerust met LiDAR-sensoren of fotogrammetrie-apparatuur, is de procedure hetzelfde.

Je UAV vliegt over een gekozen gebied en scant met zijn lading sensoren. De datapuntinformatie wordt vervolgens samengevoegd tot een bruikbare vorm via puntenwolkverwerkingssoftware, zoals DJI Terra.

Om tot het resultaat van een 3D-puntenwolk te komen, voegt de software ofwel context toe aan een groot aantal punten die worden gedetecteerd door laserpulsen, ofwel genereert het punten op basis van een verzameling foto’s die vanuit meerdere hoeken zijn genomen. Dit hangt af van of u LiDAR of fotogrammetrie prefereert, en dat zal op zijn beurt worden bepaald door het type landmeetkunde of kartering dat u doet.

Het verschil tussen LiDAR-puntenwolken versus fotogrammetrische puntenwolken

De twee belangrijkste methoden voor het maken van een puntenwolk van UAV-gegevens, LiDAR en fotogrammetrie, hebben elk hun ideale gebruiksscenario’s. U kunt beide op verschillende tijdstippen gebruiken.

<!–[if lte IE 8]>

<![endif]–>

Bedrijven die vaak complexe, begroeide gebieden in kaart brengen, kunnen aangetrokken worden tot LiDAR, terwijl bedrijven die te maken hebben met duidelijke zichtlijnen en een goedkopere oplossing nodig hebben, kunnen beginnen met fotogrammetrie, maar de beslissing kan niet worden teruggebracht tot een of twee problemen. Het naast elkaar vergelijken van de technologieën is een nuttige oefening bij het beslissen hoe u uw UAV’s wilt uitrusten.

LiDAR

LiDAR-scanning omvat frequente laserpulsen die vervolgens terugkaatsen naar de sensor. Door traagheidsmetingen en satellietpositioneringsgegevens te gebruiken, bepaalt de LiDAR-sensor van de drone precies waar in de ruimte een punt zich bevindt.

De verzamelde punten worden een LiDAR-puntenwolk wanneer ze worden samengesteld door gespecialiseerde puntenwolksoftware. Dit is een zeer nauwkeurige scanmethode, hoewel deze moet worden gekoppeld aan andere gegevens om meer details aan de kaarten toe te voegen, inclusief kleur.

LiDAR is geweldig voor het in kaart brengen van items die te klein zijn om door andere methoden te worden gedetecteerd. Als u bijvoorbeeld dunne kabels of hoogspanningslijnen in kaart moet brengen als onderdeel van uw puntenwolk, kunt u dit doen door LiDAR-gegevens te verzamelen. De technologie werkt ook in omstandigheden met weinig licht en kan de grond bereiken via lagen gebladerte.

Omdat LiDAR-puntenwolken directe metingen zijn, zijn de bestandsgroottes bovendien relatief kleiner in vergelijking met de foto’s met hoge resolutie die worden gebruikt voor fotogrammetrie. Dit betekent dat de nabewerking van LiDAR-gegevens sneller is dan het extraheren van puntenwolken uit fotogrammetriemodellen, en dit kan een belangrijke factor zijn voor klanten die prioriteit geven aan efficiëntie of die tijdgevoelige missies hebben.

Aangezien cloudgebaseerde LiDAR-software minder gebruikelijk is dan fotogrammetrie-tools, kan voor het daadwerkelijke proces van het compileren van de onbewerkte gegevens in een puntenwolk een on-site medewerker met technische training nodig zijn. De kosten kunnen ook hoger zijn, inclusief de behoefte aan krachtigere drones om de gespecialiseerde sensoren te vervoeren.

Fotogrammetrie

Fotogrammetrie assembleert gegevensprojecties uit foto’s. Dit is een betaalbare en ongecompliceerde benadering van landmeten en in kaart brengen, en de software die nodig is om met fotogrammetriegegevens te werken, is beschikbaar via een eenvoudig, cloudgebaseerd model.

Het gebruik van fotogrammetrie is flexibel. U kunt beslissen hoe snel de drone moet vliegen, afhankelijk van het detailniveau dat nodig is voor de kaarten of 3D-puntenwolken die u voor het betreffende project genereert.

Afhankelijk van het detailniveau dat u kiest en de grootte van het gebied dat u onderzoekt, maakt de UAV-camera honderden of duizenden foto’s. Deze afbeeldingen hebben kleur en kunnen niet alleen 3D-puntenwolken worden, ze kunnen ook worden samengevoegd tot een kaart of een 3D-model.

Omdat fotogrammetrie gebaseerd is op fotografie, heb je een lichtbron nodig om te kunnen werken, zowel natuurlijk als kunstmatig. Dat gezegd hebbende, kan de algemene gebruiksvriendelijkheid van de methode het ongemak van het zoeken naar de juiste voorwaarden goedmaken. De relatief lage toetredingsdrempels kunnen dit een geweldige eerste methode maken voor een bedrijf dat net begint met het maken van 3D-puntenwolken of andere datamodellen.

Gebruik van puntenwolkmodellering

Als je eenmaal 3D-puntenwolken hebt gegenereerd, waar gebruik je ze dan voor? De gebruiksscenario’s verschillen per branche, maar ze zijn allemaal gericht op de behoefte aan nauwkeurige 3D-modellen.

• Energie-infrastructuur: landmeten voor nieuwe nutsinfrastructuur is eenvoudiger en sneller wanneer teams toegang hebben tot drones en in staat zijn om 3D-puntenwolken van de betreffende gebieden te creëren. Dit kan met name handig zijn voor activa zoals hoogspanningskabels die zijn gebouwd in afgelegen gebieden waar teams moeite zouden hebben om te voet te navigeren.

• Olie- en gasbouw: net als bij elektriciteitsbedrijven, hebben olie- en gasraffinaderijen vaak nauwkeurige 3D-informatie nodig over grote gebieden, mogelijk op afgelegen locaties. Dit is een ander scenario waarin drones effectiever kunnen zijn dan landmeetkundige teams.

• Landmeten: klanten die snel gedetailleerde topografische kaarten van gebieden willen krijgen, kunnen profiteren van 3D-puntenwolken die worden gegenereerd via het gebruik van drones. De combinatie van snel inmeten voor uitgestrekte gebieden en nauwkeurigheid op hoog niveau is ideaal voor landmeten.
• Bosbouw: LiDAR kan dicht gebladerte binnendringen en oppervlaktegegevens opleveren die niet met fotogrammetrie zouden worden opgelost.

Als je eenmaal een goede use case voor een nauwkeurige 3D-puntenwolk hebt bepaald, hoef je alleen maar de juiste drone te vinden en de nuttige lading voor het verzamelen van informatie voor jouw omstandigheden.

De juiste puntenwolkmodellering van drones en payloads

Met welk type drone zal uw team vliegen tijdens uw volgende opdracht voor het genereren van puntenwolken en met welke sensor zal het zijn uitgerust? Als je met DJI werkt, heb je opties, waaronder:

• Drone hardware: Drone keuze wordt bepaald door missie en werkomstandigheden. De Matrice 300 RTK is een goede keuze voor het genereren van 3D-puntenwolken. Het kan in een breed scala aan omgevingsomstandigheden werken en 55 minuten vliegtijd leveren terwijl het uw sensorpakket naar keuze uitrust.

• LiDAR-lading: de Zenmuse L1 is het eerste UAV LiDAR-systeem dat beschikbaar is via DJI, en de lijst met functies is: indrukwekkend. Deze oplossing maakt het in kaart brengen van 240.000 punten per seconde mogelijk met een enkele retour of tot 480.000 punten per seconde met drie retourzendingen. Een geïntegreerde RGB-camera maakt pointcloud-uitgangen in ware kleuren mogelijk, en Point Cloud LiveView in DJI Pilot laat je controleren of je gegevensverzameling correct verloopt.

• Payload fotogrammetrie: voor gebruikers die de voorkeur geven aan fotogrammetrie, biedt DJI de Zenmuse P1. Dit systeem kan elke 0,7 seconden een foto maken om snel nauwkeurige en gedetailleerde modellen te bouwen voor conversie naar 3D-puntenwolken.

Point Cloud LiveView op DJI Pilot

Als u klaar bent om 3D-puntenwolkgegevens te genereren, neem contact op met DJI over deze oplossingen en meer.