Kun viikolla minulta kysyttiin, tiedänkö mikä ”limes” on, niin ensimmäisenä tuli mieleen Rooman valtakunnan raja – Limes. Tämä oli väärä ajatuskuvio mittaustekniikan saralla, vaikka kyllä LIMEZillä rajoja etsitään.

Kyseessä on Thelix-konsortion (FTI Engineering Network GmbH, Dahlewitz, Fraunhofer Institut für Physikalische Messtechnik IPM, Freiburg und Metronom-Automation GmbH) Saksassa kehittämästä rautateiden mittaukseen tarkoitetusta mittausvaunusta, josta on julkaistu jo muutama versiokin. Nykyisessä järjestelmässä on muun muassa laserskannereita,stereovideokuvaussysteemi ja INS/GNSS-laitteisto paikantamiseen. Tällä hetkellä tavoitteena on mitata raiteita 120 km/h nopeudella ja laserprofiileja olisi tällöin 1 cm välein.

Pienellä tutkimuksella löytyy tietoja vuoden 2007 versiosta (100 km/h; 2,5 cm profiiliväli), josta alkaa saada mittausuhteita esimerkiksi aineistomääriin: pelkästää yksi laserskanneri tuottaa mobiilimittauksessa 70 GB dataa/h, joten kokonaisaineiston määrä on valtavan suuri. Toisaalta päivässä voidaan mitata suurella tarkkuudella vaikkapa 500 km rataverkostoa.

Mihin tällaista datamäärää oikein tarvitaan? Vastaus on aika yksinkertainen: rataverkoston monitorointiin. Tulevaisuudessa keskisen Euroopan radoilla maiden rajat senkun madaltuvat, kun eri maiden ja yhtiöiden junakalustot kulkevat ristiin rastiin koko Euroopan alueella. Ihan yksinkertaisimmillaan rataosuuksien ulottuvuudet täytyy selvittää erikokoisia vaunuja varten: millä reitillä juna mahtuu kulkemaan. Samalla voidaan kartoittaa kaikki radan varrella sijaitsevat kyltit ja muu infra, jossa tapahtuu jatkuvasti muutoksia.

LIMEZin kehittäminen on maksanut kymmeniä miljoonia, mutta nyt valmiilla systeemeillä aletaan päästä jo samaan. Tästä esimerkkina Rieglin VMX-250 mobiiliskannausjärjestelmä, jota on käytetty myös junaratojen mittaukseen. Järjestelmä voidaan kiinnittää junavaunuun, mutta yksinkertaisimmillaan voidaan ajaa laite auton katolla junavaunuun ja eikun menoksi. Tässsä esimerkkivideo Unkarissa tehdystä ratamittauksesta.

Edustamillamme Faro- ja Riegl-skannereilla pyyhkii niin hyvin, että tuotantolinjoja on laajennettu vuoden 2011 aikana.

Itävallan Hornissa sijaitsevan Rieglin tehtaan laajennus valmistui ja otettiin käyttöön kesäkuussa. Uusi lisärakennus lisää tuotantokapasiteettia ja mahdollistaa välillä jo ulkoistettujen osien valmistuksen siirtämisen takaisin omiin tiloihin.

Rieglin skannerit ovat tunnettuja kestävyydestään ja laitteen kaikkien osien tuotannon kontrollilla omissa tiloissa voidaan skannereiden kestävyys ja hyvä laatu taata helpommin jatkossakin. Lisää tietoja tehtaan laajennuksesta löytyy Rieglin sivuilta.

Saksassa sijaitseva Faron tehdas joutui puolestaan kovaan puristukseen Intergeo 2010-messujen jälkeen. Messuilla julkaistu Focus 3D-skanneri osoittautui niin suureksi myyntimenestykseksi, että tehtaan laajennus oli ainoa keino selvitä kysynnästä. Uusi laajennus valmistui touko-kesäkuun vaihteessa ja samalla kesäkuussa puristettiin ulos ennätysmäärä skannereita. Uuden valmistuskapasiteetin turvin tehtaalta lähtee päivittäin jopa runsaat 10 skanneria!

Kevään aikana Rieglin VZ-sarjan skannereihin on lisätty mahdollisuus kuvata High definition range -kuvia automaattisesti skanneriin kiinnitetyllä kameralla. Kamerahan on jo valmiiksi kalibroitu ja mittatarkka, mutta valaistusolosuhteiden vaihdellessa HDR-kuvauksella voidaan saada myös kuvanlaadultaan viimeisteltyjä kuvia. Hyvästi siis ali- tai ylivalottuneet kohdat kuvissa!

Skanneriohjelma tukee neljän ylimääräisen kuvan ottamista eri valotusajalla niin, että lopullisen yhdistetyn HDR-kuvan laskentaan voi käyttää tietoja viidestä eri kuvasta. Toisin sanoen valotusta haarukoidaan laajemman dynamiikan luomiseksi.

Pääsemme testaamaan tätä uutta ominaisuutta heti kun tilaamamme optiikka saapuu.

Poliisit eri puolilla maailmaa ovat jo usean vuoden ajan käyttäneet laserskannereita rikospaikkojen tai onnettomuuspaikkojen tutkinnassa. Laserskannaus on hyvin tehokas keino dokumentoida tapahtumapaikka nopeasti ja luotettavasti niin, että esimerkiksi raivaustöihin päästään mahdollisimman pian. Koska mittauksen aikana ei valikoida mitattavia pisteitä, vaan koko ympäristö tallentuu automaattisesti, aineistolla on myös hyvä todistusvoima oikeudenkäynneissä.

Faron käyttäjäpäivien aikana forenssisesta tutkimuksesta piti esityksen ranskan poliisin edustaja: Crime scene or crash scene 3D modeling/French Forensic Sciences Institute of Gendermerie. Tässä tutkimuskeskuksessa työskentelee 223 asiantuntijaa ja vuosittain tehdään 15 000 erilaista onnettomuus- tai rikospaikkatutkimusta.

Tutkimuksen tavoitteena on luonnollisesti selvittää mitä on tapahtunut ja laserkeilauksen avulla voidaan niin sanotusti ”tallentaa rikospaikka sellaisena kun on dokumentointihetkellä”. Myöhemmin toimistotyönä pistepilviä sitten analysoidaan eri tavoin, muun muassa veriroiskeiden suunnan ja alkupisteen selvittämiseksi sekä luotien suunnaan määrittelemiseksi. Analyysien lisäksi tuotetaan animaatioita ja visualisointeja aineistoista oikeuskäsittelyihin.

Ranskassa laserkeilauksen mittakäyttöä seurataan tämäntyyppisessä työssä standardein (COFRAC 17025) ja poliisin tutkimuslaitos kuuluu myös kansainväliseen International Association of Forensic and Security Metrology (IAFSM) jörjestöön.

PS 15.7.2011 Lontoon poliisi aikoo ostaa 20 laserskanneria 3 mijoonalla punnalla maantieonnettomuuksien tutkinnan nopeuttamiseksi. BBC julkaisi aiheesta uutisen ja videon, joissa pyörii Rieglin VZ-400 skanneri. Rieglin skannerit ovat työkäytössä niin nopeita, ettei skannerivalinta ollenkaan hämmästytä.

Ruotsin liikennelaitos Trafikverket on tehnyt hienon esittelyvideon mobiiliskannauksesta. Videossa on pitkä animaatio, jossa selitetaan mobiiliskannauksen perusteet eli esimerkiksi mitä laitteita liikkuvassa alustassa tarvitaan ja miksi. Esittelyssä täsmennetään myös, mitä tukimittauksia on tehtävä halutun tarkkuuden saavuttamiseksi. Mahtavaa! Tätä voisi käyttää koulutusvideonakin.

Mielenkiintoista on myös se, että mobiiliskannauksen osuudeksi Trafikverketin tehdyistä mittauksista mainitaan jo 80% ilmalaserskannauksen osuuden jäädessä 20%:iin. Työnjako on myös selvä: uudet tieprojektit mitataan ilmalaserskannauksella kun taas olemassaolevat tiet skannataan mobiilisti maan päältä. 3D-mobiiliskannaus on ilmalaserskannausta kustannustehokkaampaa – silloin kun homman hallitsee 🙂 – ja mittauksen avulla saadaan monipuolisempaa pohja-aineistoa monen alan käyttöön. Mainitsemisen arvoista on myös se, että Trafikverketin aineistot arkistoidaan kootusti niin, että tulevaisuudessa voi vertailla helposti vanhoja ja uusia aineistoja samasta tiestä.

PS Heti perään huomasin Jason Amadorin esittelevän Rieglin VMX-250 mobiiliskannerilla skannattua rautatietä.

Ammutaanko nyt hyttysiä tykeillä? Ei suinkaan, laserskanneriaineistoista on monenlaista hyötyä ja pieniäkin asioita voidaan kartoittaa. Rieglin skannereita käytetään nykyään paljon biodiversiteetin tutkimiseen.

Tuoreessa Ecological applications -julkaisussa saksalais-amerikkalainen tutkimusryhmä on onnistuneesti ennustanut hämähäkkien levintää syrjäisissä metsissä. Tutkimuksessaan Spinning a laser web: predicting spider distributions using LiDAR tutkijoilla oli päämääränä selvittää, voiko ilmalaserskannausaineistosta saatavista muuttujista selvittää yksittäisien hämähäkkilajien levintää ja hämähäkkiyhteisöjen luonnetta metsäympäristössä.

Tutkimuksessa metsäalueista tehtiin kenttätutkimuksia otantana ja verrattiin otosten tuloksia kaukokartoitusaineistoon.

Lopputuloksena havaittiin, että ilmalaserskannausaineistoista saatavien muuttujien avulla voitiin ennustaa yksittäisten hämähäkkilajien levintää luottavammin kuin maasta käsin kerättävillä muuttujilla. Näin ollen ilmalaserskannaus ei ole vaan edullisempaa kuin maasta käsin tehtävä tutkimus, vaan antaa myös suuremmalla todennäköisyydellä luotettavamman tuloksen. Menetelmä tarjoaa myös ennennäkemättömän mahdollisuuden kartoittaa suurten alueiden hämähäkkiyhteisöjä. Eläimistön biodiversiteetin tutkimus ei luonnollisesti rajoitu vain selkärangattomiin hämähäkkeihin, vaan myös moniin selkärangallisiin lajeihin.

Tutkimuksessa käytettiin Riegl LMS Q-560-skannerin helikopterista mittaamaa täyden aallonmuodon aineistoa, josta tallennettiin 11 kaikua mittauspulssia kohden. Lentokorkeus oli 400 m, jolloin mittauspulssin jalanjälki maanpinnalla oli 25 cm ja keskimääräinen pistetiheys oli 25 cm/m2.

Jos olet kiinnostunut artikkelista niin pyydä se Nordic Geo Centeristä.