次のいくつかのブログでは、想像力に訴える点群のいくつかのアプリケーションを探ります。今週は、空中マッピングの魅力的な世界を掘り下げ、この手法を実際のアプリケーションで使用する方法を学びます。

簡単な歴史

点群データの最も古い採用の1つは、観測からの3Dマッピングでした。これは多かれ少なかれ点群が始まった場所であると主張することができます。この手法は、都市や建物のマッピングに興味を起こさせました。大まかな大規模なマッピングだけでなく、個々の建物の詳細な測定。

1960年代初頭、LIDARの発明により、広い領域をすばやくマップすることが可能になりました。以前は、これは時間と費用のかかる地上調査員によってのみ達成可能でした。一般市民は、最初にLidarサーフェスマッピングに連絡しました。 アポロ15号の月面ミッション 1971年。 レーザー高度計、アポロ号の乗組員は月を周回しながら月の高さマップを作成できました。

図1.月のライダーマップ。写真には、色付きの点が描かれています。色は高度を表します。赤は高く、青は低くなります。 (ソース: ウィキペディアのクレメンタインの使命).

1980年代、米軍はGPSの民間使用を許可しました。これにより、飛行機の位置を正確にプロットすることができました。 Lidarスキャナーを飛行機に搭載することで、民間人が非常に詳細に空から地図を作成できるようになりました。

1990年に、研究者は自動都市マッピングと空中ステレオ写真からの3D都市モデルに興味を持ちました。ただし、この視覚情報を自動的に解釈することはしばしば困難でした。このため、彼らは3D測定に空中ライダーを使い始めました。このソリューションにより、データの測定と解釈がはるかに簡単かつ高速になりました。

それ以来、ますます多くの企業がこの手法を採用して、高速で非常に正確な、非常に詳細な3D測定を作成しています。この種のスキャンによる現在の高度の精度は、オープンスペースでは約15 cm(6インチ)、森林地帯では0.5 m(19.5インチ)です。

植生下のランドマークのマッピング

空中Lidarに基づく点群は、植物が覆われている場合でも、地球の表面を検査するユニークなツールを提供してくれました。

これはどのように作動しますか?

レーザービームが飛行機を離れると、幅は1 cm(0.4 '')未満になります。しかし、それが地面に到達するまでに、その幅はその20〜30倍以上になります。植生が密集している場合でも、このビームの一部が地面に到達し、平面上のセンサーがそれを拾う可能性は十分にあります。図2を参照してください。

図2:LIDARがランドスケープの隠された詳細をどのように見ることができるか。空中レーザービームは通常、かなり幅広です。その一部は植生に反映されますが、たとえほんの少しの部分が植生に侵入できたとしても、それは記録することができます。このデータは、植生の下にあるものをマッピングするのに十分です。

ベルギーのゲント大学(ブリックシスの故郷)では、この原則を利用して 第一次世界大戦の「傷跡」を調査する。これには、古い爆弾のクレーター、およびベルギーのフランダースでの第一次世界大戦からの防御溝が含まれていました。

図3:ドイツの第一次世界大戦の塹壕、アントワープ周辺とオランダの国境に沿った防御線、カペレン(マステンボス)左側がDHMV II(デジタルハイトモデル)、右側が視覚的正射写真。 ©ゲント大学(画像提供: Geopunt Informatie Vlaanderen)

別の例は失われたの研究です マヤの都市 グアテマラのジャングルで。

考古学者はライダーを使って周辺の地図を作成しました アンコールワット (カンボジア)。彼らはその範囲が以前考えられていたよりもはるかに大きいことを発見しました。

ライダーは テクニックと組み合わせる 地中レーダー(GPR)のようなものです。あ 最近の研究 南北戦争中に建てられたアルカトラズ刑務所(サンフランシスコ、アメリカ合衆国)の古い要塞を視覚化しました。

その他の用途

Lidarの最も一般的な用途の1つは、市街地の道路や建物の輪郭のマッピングです。

それはまた、植生が損傷を引き起こす可能性のある場所を特定するために電力線回廊で広いエリアをマッピングするために使用することができます。

さらに別のアプリケーションは、広大な森林地域の植生の経時変化を監視することです。 アマゾンの熱帯雨林。

無料のデータセット

BricsCADで空中Lidarデータセットを使用したい場合は、多くの無料のセットが公開されています。例は次のとおりです。

例として、ロンドンのセンターからLidarデータの一部をインポートしました。結果を図4に示します。

図4:英国ロンドンのLidarデータ。最下部のピラミッド型タワーはシャードです。右下:ロンドン塔とタワーブリッジ。ウォーキートーキーやガーキンなどの高層ビルの屋上も見えます。

これらは私たちが従ったステップでした:

  1. 次のオプションを選択します。
    • タイル:TQ38SW
    • 製品: 「National LIDAR Program Point Cloud」
    • 年 “2018”
    • 解決: 「1メートル」
  2. ダウンロード形式は.lazで、CloudCompareを使用して.lasに変換しました。
  3. この.lasをBricsCADで前処理し、カラーマップ "Elevation" – "Spectrum"で視覚化しました。これは、図1で使用されているものと同じカラーマップです。

注意: このデータは航空機スキャナーからのものであるため、建物の側面ではなく、屋根のみが表示されます。

Geopunt Informatie Vlaanderen

Geopunt Informatie Vlaanderen これらのマップをリリースしました 一般向け。以下の例は、ベルギーのステケネにあるアルヴィナスの丘です。これはローマの埋葬地であると想定する人もいれば、古代の要塞であったと示唆する人もいます。ご覧のとおり、このランドマークは、航空写真よりもハイトマップで見る方がはるかに簡単です。

点群ライダー
航空写真
点群ライダー
ハイトマップ

訪問するとき ジオパント、異なるマップモダリティを選択できます。上記の例では以下を使用しています。

  • 「Digitaal HoogteModel Vlaanderen(DHMV)II、Multidirectionale hillshade 0,25 m」
  • 「Luchtfoto Vlaanderen、zomer 1979-1990 – kleur」。

「Mijn Selecties」、 上記のように、選択したマップを切り替えて、このランドマークや他の多くのランドマークを探索できます。

興味深い場所を見つけるのに役立つように、 このサイト 追加のマーカーと情報を含む標高マップを表示できます。例として、 「DHMV II Multidirectionaleヒルシェード0,25 m」 1つのレイヤーとして 「Beschermd Onroerend Erfgoed」 興味深いランドマークの場所を強調するオーバーレイとして.

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BricsCADで点群を使用する方法

  1. ポイントは何ですか?
  2. スキャナーなしで無意味
  3. スキャンプロジェクト中に曇った期待を避ける
  4. ソフトウェアのクラウド
  5. ポイントパフォーマンス
  6. Scan-to-BIM
  7. 雲からの点雲