-
1. Beskriv tekniken terrester laserskanning: grundläggande principen (vad mäter man och vad är resultatet?
Teknik för 3D-dokumentation används på korta avstånd och mindre objekt. Tex; Byggnader, tunnlar, dammar osv.
Avståndet (tiden det tar för lasern att färdas till objektet och tillbaka till skannern) från laserskanner till objektets yta bestäms med hög noggrannhet. Objektet skannas med optomekanisk skanner i horisontal- och vertikalled. Med 3 st observationer (horisontal- och vertikalvinkel samt avståndet) kan punktens kartetiska koordinater beräknas i skannerns koordinatsysten (x, y, z) En 4:e observation görs i form av intensiteten.
Resultatet blir högdetaljerad 3D-bild av objektet i koordinatbestämda punkter som kallas “PUNKTMOLN”
-
2. Nämn huvudkomponenter hos en terrester laserskanning och förklara deras funktion.
- Lasteravståndsmätare - Impuls eller fasskillnadsmetoden. Mäter lasersignalens löptid.
- Laserstråleavböjningsenhet - Åstadkommer 3D-mätningar av objekt eller miljö.
- Vinkelmätningssystem - Består av sensorer och mäter laserstrålens horisontal- och vertikal riktning.
-
3. Beskriv puls- och fasmetod för elektronisk avståndsmätning. Vilka är för- och nackdelar för metoderna?
- Pulsmetoden - Mäter pulsens löptid direkt. + Mäta långa avstånd. - Mindre noggranna och långsammare.
- Fasmetoden - Mäter saskillnaden mellan utsänd och inkommande signal = proportionell med löptiden. + Noggrannare och snabbare. - Kortare räckvidd.
-
4. Beskriv skillnaden mellan kameraskanner och panoramisk skanner.
Kameraskanner - Laserstrålen förflyttas horisontellt och vertikalt m.h.a speglar som oscillerar kring skannerns horisontala och vertikala axlar. Skiktfält 40o x 40o
Panoramisk skanner - Laserstrålen förflyttas vertikalt m.h.a en monogonspegel (en platt roterande spegel) och horisontalt m.h.a en servomotor. Kan “fånga” nästan hela utrymmet. Skiktfält 360o x 310o.
-
5. Förklara begrepp “registrering” och “georeferering”. (Krävs flera skanningar från olika positioner vid skanning av komplicerad form, tex historiskt minnesmärke)
- Regestrering - Alla punktmoln trasformeras till ett gemensamt koordinatsystem. 2st skanningar från 2st olika positioner. KRÄVS ÖVERLAPP!
- Skanning 2 ska transformeras till 1:s koordinatsystem.
Transformationsparametrarna mellan system bestämms ( tre translationer och tre rotationer). Kan göras genom; Måltavlor, Gemensama naturliga punkter, punktmoln till punktmoln eller geometriska objekt.
Georeferering - Transformation av punktmoln till ett yttre koordinatsystem.
-
6. Beskriv proceduren för två-stegs-georeferering.
- 1. Registrera punktmolnen till gemensamt koordinatsystem m.h.a måltavlor, naturliga punkter, punktmoln till punktmoln eller geometriska objekt.
- 2. Transformera det registrerade punktmolnet till yttre koordinatsystemet m.h.a stödpunkter över det “globala” punktmolnet. Tex: Skanning av hela utrymmet bör stödpunkterna placeras över, under, framför och bakom.
-
7. Beskriv minst två metoder för punktmoln-registrering.
- METOD 1: Punktmoln till punktmoln-registrering
- Överlappande delar matchas i punktmolnet. Överlappet kan innehålla tusentals punkter och genererar en bättre kvalitet på registreringen. Metoden kräver en bra 3D-geometri i överlappet DVS. objekt orienterade i tre inbördes ortogonala riktningar. BRA vid till exempel industrianläggningar med mycket rör i olika riktningar.
- METOD 2: Gemensama geometriska objekt
- Under registreringen en “optimal” rätning mellan båda punktmolnen så att gemensamma geometriska objekt matchas så bra som möjligt. Bra 3D-geometri i överlappet är viktigt! Används främst vid till exempel plana ytor, synliga i båda punktmolnen.
-
8. Beskriv en-stegs-metod för georeferering.
Punktmolnet transformeras till ett yttre koordinatsystem enbart m.h.a stödpunkter. 3 st stödpunkter i varje punktmoln. Inget överlapp! Punktmolnen georefereras oberoende av varandra. Meför mer arbete än två-stegs-georeferering.
-
9. Beskriv direkt georeferering.
- Skannern centreras över känd punkt., horisonterra och mäter instrumenthöjd (som totalstation). Skannern ska vara försedd med optisk-/laserlod vattenpass och tvåaxlig kompensator.Skannerns bäring kanbestämmas genom att “finskanna” en måltavla placerad över en annan känd punkt (bakåtobjekt)
- Därigenom bestäms 6st transformationsparametrar. Punktmolnet fås direkt i yttre koordinatsystemet. Mer effektiv än indirekt georeferering då det inte behövs överlapp mellan punktmolnen och behöver ej tänka på bra geometri av måltavlor.
-
10. Beskriv mätproceduren vid terrester laserskanning.
En 3D-dokumentation av olika objekt eller kompletta miljöer från marken. Skannern är statisk under mätningen. Avståndet från instrumentet och objektet bestäms noggrant. Objektet skannas med hjälp av optomekanisk skanner i horisontal- och vertikalled. Med en hastighet av från hundratals till tusentals punkter per sekund. Laserstrålens horisontala- och vertikala vinkel mäts i varje punkt tillsammans med avståndet ger 3st observationer. Även en 4:e observation i form av intensiteten görs i varje punkt. Med hjälp av de 3st observationerna kan punkternas karaktäristiska koordinater i skannerns koordinatsystem beräknas. Resultatet blir en högdetaljerad 3D-bild
-
11. Man har skannat en våning i ett hus m.h.a terrester laserskanning med syfte att skapa 3D-ritning av alla rum. Beskriv proceduren för bearbetning av laserdata.
Efter registrering och georeferering kan punktmolnen användas för 3D-modellering. Kan vara nödvändigt att “filtrera bort” “bruspunkter” som inte är av intresse. Finns två modelleringsmetoder:
- Anpassning av enkla geometriska former (plan, sfär, cylinder, etc.) - Metoden används för modellering av strukturelement med regelbundna geometriska former.
- Meshing - Lämplig för objekt med oregelbundna ytor till exempel mark och historiska minnesmärken.
|
|
