En kvalitetsundersøkelse av fjernmålingsmetoder fra fly og RPAS

Abstract

In this thesis, the goal is to examine the quality of RPAS-based laser scanning and look at the strengths and weaknesses compared to other methods. The other methods are laser scanning from airplane and photogrammetry from RPAS, which both also have their strengths and weaknesses. Laser scanning has some advantages when measuring the terrain. The RPAS-platform is an easier and simpler platform than an airplane. By combining RPAS and laser scanning one ought to expect interesting results. In this paper, data from photogrammetry with RPAS and laser scanning from aircraft, is compared. Here, one of the data sets will be converted into a mesh. The point cloud from the other dataset will then be compared with the mesh. The height difference between the data sets will help determine the strengths and weaknesses in different areas. A data set from a RPAS-based laser scanning is also available. Here it will be examined areas of interest that can be compared visually with the other methods. It will also be examined a theoretical accuracy of the RPAS-based laser scanning. The results of this study show that the photogrammetry data from RPAS and laser data from airplane, have many similarities and a quite similar accuracy. Some of th reasons for the large standard deviation comes from the classification of ground points and physical changes of area between measurements. Otherwise, both methods are quite precise on well-defined surfaces. The achievable accuracy is estimated to be approximately 14 to 17 cm in horizontal view, and approximately 7 to 12 cm distance. The biggest error contributions come from the GNSS measurements and the orientation of the INS. This accuracy is only theoretical and in practice it will be possible to calibrate and correct the data and get a better accuracy. Cost wise, the photogrammetry data which is the cheapest, with the least expensive equipment and simple preparation and planning. Laser scanning from airplane is the most expensive, with the most expensive equipment, higher labor costs and more complicated planning. Laser scanning from RPAS falls somewhere between the other methods. One has cheaper equipment and simpler preparation and planning than from aircraft. At the same time smaller and at least as good data from photogrammetry.

Problemstillingen i denne oppgaven er å undersøke kvaliteten til RPAS-basert laserskanning og se på styrker og svakheter i forhold til andre metoder. De andre metodene er laserskanning fra fly og fotogrammetri fra RPAS, som også har sine styrker og svakheter. Laserskanning har fordeler ved at laseren blant annet trenger bedre gjennom skog og at det er mindre dataprosessering. RPAS som plattform er en enklere og billigere plattform enn fly. Ved å kombinere RPAS og laserskanning bør man derfor kunne forvente interessante resultater. I denne oppgaven blir data fra fotogrammetri med RPAS og laserskanning fra fly sammenlignet. Her blir det funnet høydeavvik mellom metodene for å undersøke styrker og svakheter i forskjellige områder. Datasett fra en RPAS-basert laserskanning er også tilgjengelig. Her blir det undersøkt interessante områder som kan sammenlignes visuelt med de andre metoden. Det blir også sett på oppnåelig nøyaktighet til RPAS-basert laserskanning. Resultatene fra denne oppgaven viser at fotogrammetridataene og laserdataene fra fly har mange likheter og ligger i snitt ganske nærme hverandre. De største grunnene til et stort standardavvik kommer fra klassifisering av bakkepunkter og fysiske forandringer av området mellom målingene. Ellers er begge metodene presise på godt definerte overflater. Den oppnåelige nøyaktigheten er beregnet til å ligge på ca 14 - 17 cm i grunnriss og ca 7 – 12 cm i avstand. De største feilene kommer fra GNSS-målingene og orienteringen til INS. Denne nøyaktigheten er kun teoretisk og i praksis vil man kunne kalibrere og korrigere dataene og få en bedre nøyaktighet. Kostnadsmessig er det fotogrammetridataene som er den billigste, med billig utstyr og enkel forberedelse og planlegging. Laserskanning fra fly er den dyreste, med dyrest utstyr, høyere lønnskostnader og mer komplisert planlegging. Laserskanning fra RPAS havner et sted mellom de andre metodene. Man har billigere utstyr og enklere forberedelser og planlegging enn fra fly. Samtidig er det mindre og i hvert fall like gode data som fra fotogrammetri.