Při mapování rozsáhlých liniových staveb není cílem pouze vytvořit pěkný 3D model. Výsledná data musí být přesná, georeferencovaná a především použitelná v nástrojích, se kterými následně pracují projektanti, geodeti a stavební společnosti.
Proto jsme v rámci GeoDronari provedli testovací nálet – Proof of Concept (PoC) na kilometrovém úseku připravované dálnice D11 s použitím vlícovacích bodů.
Cílem nebylo samotné mapování tohoto úseku, ale ověření technologie a celého procesu zpracování dat před přípravou nabídky na mapování jiného úseku budoucí dálniční stavby v České republice.
Testovací úsek: 1 km × 100 metrů
Pro PoC jsme zvolili liniový úsek o délce přibližně 1 kilometru a základní šířce koridoru přibližně 100 metrů. Současně jsme pracovali i s širším záběrem území až kolem 300 metrů, abychom mohli posoudit, jak se zvětšení koridoru projeví na množství pořizovaných dat, době letu, výpočtu a výsledné kvalitě modelu.
Takový rozsah už dobře simuluje podmínky skutečného mapování dálniční stavby. V jednom datasetu se objevují odkryté zeminy, zářezy, násypy, zemědělská půda, komunikace, vegetace i výrazné výškové změny terénu.
Právě na podobném území lze dobře ověřit, zda zvolená metodika poskytne dostatečně kvalitní podklady pro následné technické zpracování.
Od fotografií k 3D modelu
Nasnímaná data jsme zpracovali metodou fotogrammetrie. Po zarovnání fotografií vzniklo řídké mračno bodů reprezentující geometrii celého snímaného koridoru. Následoval výpočet podrobného mračna a 3D geometrie terénu.
Výsledný model testovací oblasti obsahoval přibližně 47,5 milionu polygonů a 23,8 milionu vrcholů. Už při vizuální kontrole jsou velmi dobře patrné jednotlivé terénní úpravy, zářezy, násypy, pracovní komunikace i stopy stavební techniky.
Pro nás je ale vizualizace pouze jedním z výsledků. Podstatnější je, jaká technická data jsme schopni z fotogrammetrického projektu následně získat a předat zákazníkovi.
Co jsme chtěli pomocí PoC ověřit
Hlavním úkolem bylo ověřit možnost vytvoření sady výstupů, které lze dále zpracovávat především v prostředí AutoCAD a Autodesk Civil 3D.
Digitální model terénu – LandXML
Jedním z nejdůležitějších výstupů je digitální model terénu.
Pro další zpracování v Civil 3D dává smysl především LandXML, který umožňuje přenášet triangulovaný povrch a dále s ním pracovat jako s modelem terénu, nikoliv pouze jako s vizualizací.
Součástí testování je proto také nalezení vhodného kompromisu mezi podrobností modelu a jeho praktickou velikostí. Fotogrammetrie dokáže vytvořit desítky milionů polygonů, ale pro projekční práci není vždy účelné předávat maximální možnou hustotu sítě.
Mračno bodů – LAZ
Dalším výstupem je georeferencované mračno bodů ve formátu LAZ.
LAZ umožňuje efektivně ukládat velmi rozsáhlá bodová data při výrazně menší velikosti souborů oproti nekomprimovanému LAS. Mračno přitom zachovává vysokou prostorovou podrobnost a může sloužit jako zdroj pro další analýzy, měření nebo tvorbu dalších odvozených produktů.
Ortofotomapa – GeoTIFF
Pro celý mapovaný koridor počítáme s vytvořením georeferencované ortofotomapy ve formátu GeoTIFF.
Cílové rozlišení jsme stanovili přibližně na 2–3 cm/pixel. Takové rozlišení už umožňuje velmi detailně dokumentovat aktuální stav staveniště a současně představuje rozumný kompromis mezi množstvím dat a jejich praktickou využitelností.
Ortofoto lze následně přímo kombinovat s dalšími GIS a CAD podklady.
Situace a vrstevnice – DWG v JTSK
Poslední skupinou jsou klasické vektorové výstupy.
Z digitálního modelu terénu lze generovat vrstevnice a spolu s dalšími požadovanými prvky vytvořit situační výkres předávaný ve formátu DWG v souřadnicovém systému S-JTSK.
Výsledkem tak není uzavřený fotogrammetrický projekt, ale sada dat připravená pro další práci projektanta.
Proč testovat právě kilometrový úsek
U liniových staveb se velmi rychle násobí množství dat. To, co bez problémů funguje na ploše několika hektarů, nemusí být optimální při mapování desítek kilometrů budoucí dálnice.
Kilometrový PoC nám proto umožňuje poměrně přesně odhadnout množství fotografií a dat na kilometr, dobu potřebnou pro nálet, nároky na výpočet, velikost výsledných datasetů a možnosti automatizace exportů.
Z těchto údajů už lze následně podstatně přesněji navrhnout technologii i cenu mapování celé liniové stavby.