Riegl & Surpac

Riegl on jo vuosia panostanut laitteidensa käytettävyyteen erilaisissa kaivosmittauksissa ja nyt myös ohjelmistoyhteensopivuus on parantunut. Kokeilimme hiljan surpac-aineistojen tuotettavuutta RiScan Pro-ohjelmasta, mikä onnistuikin erinomaisesti. Iso tilavuusmalli aukeni mukisematta Surpacin puolella ja tilavuus molemmmilla ohjelmilla laskettuna oli sama. RiScan Pro käyttää tilavuuden laskentaan ns. kolmioprismamenetelmää, joka aikoinaan otettiin jo käyttöön 1980-luvulla luodussa GT-ohjelmassa. Näin on sitten nähty, että Surpacissa on käytössä sama algoritmi.

RiScan Prossa on myös mahdollista laskea tunnelien 3D-pinta yhdellä kerralla, kuten oheinen kaivosaineisto osoittaa.

Siilinjärven kokoisessa kaivoksessa skannerin pitkän matkan etäisyysmittaus pääsee kunnolla ominaisuuksiinsa.

Aerosoli LIDAR

KatselinRieglin VZ-1000-skannerilla hiljan mittaamaamme aineistoa ja hämmästyksekseni huomasin laitteen mitanneen myös lähistön pienvoimalan savua.

Riegl VZ-1000-skannerilla mitattua pienvoimalaitoksen savua.

Tarkemmin mietittynä asiassa ei ole mitään outoa, vaan laite on tallentanut aerosolia 150 m etäisyydeltä. Kaasun joukossa on siis pienhiukkasia. Ensimmäiset LiDARit on jo vuosikymmeniä sitten suunniteltu juuri tähän käyttätarkoitukseen eli aerosoli-LiDAReilla mitataan kohti taivasta ja tutkitaan ilmakehän aerosolipitoisuutta. Laitteilla oli kova kysyntä vuonna 2010 Eyjafjallajökullin tulivuorenpurkauksen mainingeissa, kun Euroopan yllä olevan tuhkapilven laajuutta, tiheyttä ja rajoja koetettiin selvitellä. Hämmästyttävää, että Riegl toimi näin hyvin tässä käyttötarkoituksessa, mutta toisaalta se kertonee jotain kyseisen voimalan pienhiukkaspäästöjen suuruudesta.

Laserskannaus, GIS ja fotogrammetria

Maailma muuttuu ja kehittyy? Meiltä kysytään säännöllisin väliajoin pistepilvien käyttöä GIS- eli paikkatieto-ohjelmissa. No, nuo ilmalaserkeilausaineistot on sinne integroitu ja kun aineistoja harventaa tarpeeksi, kaikki sujuu suht’ hyvin. GIS-ympäristö ei kuitenkaan tue tiheiden pistepilvien käyttöä eli maalaserskannaus- sekä mobiiliskannausaneistoja. Lisäksi se aito 3D on edelleen ongelma. Kuilu tullee vaan kasvamaan, kun varsinkin mobiiliaineistojen käyttö yleistyy ja mittauksia tehdään päivässä kilometritolkulla eivätkä paikkatieoto-ohjelmistovalmistajat vastaa haasteeseen. Mallinnusohjelmistot kehittyvät ihan muulla saralla.

Mihin GIS-puolen kehitys on menossa? Sam Billingsley kertoo omia kokemuksiaan hauskassa blogissaan ja kiteyttää asian näin: ”I was trying to sell a fighter jet to guys using a horse and buggy”. Samalta tuntuu välillä itsestäkin eli suihkukonetta tässä ollaan myymässä hevoskuskille. Vaikka paikkatieto on tieteenhaarana syntynyt osana maanmittaustieteitä, niin kiinnostusta paikkatiedon sijainti- ja sisäiseen tarkkuuteen tuntuu olevan aina vaan vähemmän. Mittaustekniikoiden opettaminen on paikoin poistettu tai poistetaan koulutuksesta eikä aineistojen laatua enää osata arvioida. Itse olen nähnyt surutta yhdistettävän tarkkuudeltaan niin eri laatuisia aineistoja, että hiukset nousee pystyyn. Näistä aineistoista tehdään sitten maailmaa parantavia teorioita ja paradigmoja…

Paikkatiedon käyttäjien perinteinen lähtomateriaali on ilmakuvat, jolloin fotogrammetrian ja geodesian perusteet olisi myös hyvä hanskata. Saatavilla on näet hyvin erityyppistä ja tarkkuista materiaalia, perinteisten ilmakuvien lisäksi erilaiset miehittämättömistä ilma-aluksista kuten lennokeista kuvattuja aineistoja sekä tietysti satelliittikuvia. Ihan puhtaasti sensori- & kameratyypistä sekä prosessointitavasta riippuen aineiston epätarkkuus vaihtelee huomattavasti. Laserkeilauksen etu on mielestäni sisäinen homogeenisyys tarkkuuden suhteen, koska kuvapohjaisissa tuotteissa mittatarkkuus/mittakaava vaihtelee helposti mallin tai ortokuvan sisällä. Yleensä mitä kolmiulotteisempi kohde on, niin sitä paremmin laserkeilaus soveltuu sen mittaamiseen, vaikka tosiortokuva kilpaileekin tällä saralla. Fotogrammetria on kuitenkin vahvimmillaan tasaisissa pinnoissa ja reunojen määrittelyssä. Fotogrammetrikot luonnollisesti pystyvät tekemään vaativia kohteita, mutta oikeita osaajia alkaa Suomessa olla tosi vähän. Geometrisesti tarkkojen kuvamallinnuksien sijaan näemme usein tietokonenäköön perustuvien ohjelmien tuottamia tuotoksia, jotka näyttävät hienolta, mutta geometrisesti ovat pääosin silkkää höttöä sisältä.

Ei kai tähän voi muuta todeta lainata Ciceroa: Oi aikoja, oi tapoja…vai ehkä tämä onkin kehitystä?

FBI ja Riegl VZ-400

Yhdysvaltainen keskusrikospoliisia vastaava virasto Federal Bureau of Investigation on myös siirtymässä Riegl-aikaan. Tarjouspyynnön mukaan ollaan hankkimassa VZ-400-skanneria, joita myös Ison-Britannian poliisi on viime aikoina hankkinut roppakaupalla. Laitteiden käytöstä rikos- ja onnettomuustutkinnassa olisi mielenkiintoista tietää enemmän, mutta luonnollisesti aiheen yksityiskohdista puhutaan avoimesti ainoastaan alan viranomaisten välisissä keskusteluissa. Parempien tietojen puutteessa täytyy tyytyä seuraamaan lähinnä laitehankintoja. Nehän kertovat myös testauksissa saavutetuista tuloksista.

Pistepilvien visualisointi ja renderöinti

Faron käyttäjäpäivillä Floridassa on nähty paljon mielenkiintoisia esityksiä. Jonathan Cocon (Engensus Measurements) esitys keskityy pistepilvien visualisointiin kahdella eri tavalla: käyttämällä kolmannen osapuolen ohjelmaa valaistusolosuhteiden muuttamisen tai liittämällä pistepilveen ulkopuolisella kameralla, tässä tapauksessa lämpökamera, otetut kuvat. Mielestänä tehty työ ottaa hienolla tavalla kantaa pistepilven mallintamisen ongelmakenttään. Tarvitseeko pistepilveä mallintaa vektoreiksi vai voidaanko suurin osa työstä tehdä suoraan pistepilveen? Mallintaminen maksaa.

Coco on muuttanut valaistusta viemällä pistepilven MicroStationiin .pod-formaatissa ja renderoimällä valaistusolosuhteet Luxology-moottorilla. Cocon käyttämä MicroStation-versio näyttää tosin olevan vielä beta-versio, mutta se julkaistaneen tämän vuoden aikana.

Lämpökameran ja muiden ulkoisilla kameroilla otettujen kuvien käyttö onnistuu puolestaan suoraan Faro Scenessä, jonne kuvat tuodaan sisään ja kohdistetaan oikeaan kohtaan osoittamalla pistepilviaineistosta ja kuvista vastinpisteitä. Tämä tekniikka onnistuu monissa pistepilviohjelmissa ja lopputuloksen käyttökelpoisuus riippuu muun muassa kuvien vääristymisen poistamisesta joko kuvankäsittelyn menetelmin tai fotogrammetrisesti. Lämpökameran kuvien pikseliresoluutio on tyypillisesti niin alhainen, etteivät ne muodosta ongelmaa pistepivien värjäyksessä. Rajat jäävät karkeiksi ja siihen on tyydyttävä kunnes saadaan parempiresoluutioisia kuvia.

Jonathan Cocon esitys

GPS ja LightSquared

Viime vuoden seuratuimpia GPS-uutisia on ollut Yhdysvalloissa käyty taistelu taajuuksista GPS-navigointiteollisuuden ja laajakaistaoperaattorin, LightSquaredin, välillä. Tällä hetkellä tulos näyttää kääntyvän GPS-navigoinnin voitoksi, vaikka valitukset ovat edelleenkin mahdollisia. Jos LightSquared voittaa taistelun, niin seuraukset tuntuisivat myös Euroopassa, koska yrityksellä on luonnollisesti tarkoitus toimia maailmanlaajuisesti. LighSquaredin rahoitaja on miljardööri Philip Falcone, ison sijoitusrahaston johtaja.

LightSquared tarjoaa langatonta laajakaistayhteyttä. Yhtiön suunnittelemassa uuden sukupolven palvelussa yhdistettäisiin satelliitti- ja maanpäällinen 4G-verkko tuottamaan nopea, langaton ja koko Yhdysvallat kattava tietoliikenneverkko. Suunnitelma kuulostaa hienolta, mutta ongelman tuottaa käyttöön halutut taajuuskaistat, joka on aivan GPS-navigoinnissa käytettyjen 1559-1610 MHz taajuuksien vieressä. Navigointiteollisuus onkin noussut takajaloilleen, koska GPS-verkkoon pelätään syntyvän huomattavia häiriöitä. Selvitysten mukaan pahiten kärsisivät juuri geomaattiset tarkkuus-GPS-vastaanottimet. mutta myös esimerkiksi armeijan ja lentokoneiden navigointijärjestelmät.

Taloudellisessa mielessä kysymyksessä ovat isot rahasummat, joten taistelua käydään kovilla panoksilla. Radiotaajuuslupia jakava liittovaltion viestintäkomissio FCC on teettänyt selvityksen mahdollisista häiriöistä, mutta nyt selvitys on kyseenalaistettu puolueellisena. FCC:n neuvonantajana on nimittäin toiminut koko GPS-järjestelmän pääarkkitehti Bradford Parkinson, joka on nykyään Trimble Navigationin hallituksen jäsen. LightSquared myös kritisoi GPS-laitevalmistajien huonoja valmistusstandardeja, koska laitteet poimivat helposti häiriöitä naapuritaajuuksilta.

Oli lopputulos mikä tahansa, GPS-laitevalmistajat joutuvat varmasti jatkossa pohtimaan laitteiden parempaa suojausta. Enää ei siis keskustella vain laitteiden lähetystaajuuksien säteilyn tarkemmasta säätelystä, vaan myös paremmasta suojaamisesta vastaanottotaajuuksien ulkopuolisilta taajuuksilta. Sama aihepiiri on myös aina ajankohtainen auringon magneettikentan aiheuttamien häiriöiden vuoksi.

Linkkejä aiheeseen:

Pelasta GPS-ryhmittymä

“Lights out for LightSquared”

LightSquared presses FCC for stricter GPS device standards

LightSquared hyökkää GPS:n isää vastaan

GPS ja LightSquared

Viime vuoden seuratuimpia GPS-uutisia on ollut Yhdysvalloissa käyty taistelu taajuuksista GPS-navigointiteollisuuden ja laajakaistaoperaattorin, LightSquaredin, välillä. Tällä hetkellä tulos näyttää kääntyvän GPS-navigoinnin voitoksi, vaikka valitukset ovat edelleenkin mahdollisia. Jos LightSquared voittaa taistelun, niin seuraukset tuntuisivat myös Euroopassa, koska yrityksellä on luonnollisesti tarkoitus toimia maailmanlaajuisesti. LighSquaredin rahoitaja on miljardööri Philip Falcone, ison sijoitusrahaston johtaja.

LightSquared tarjoaa langatonta laajakaistayhteyttä. Yhtiön suunnittelemassa uuden sukupolven palvelussa yhdistettäisiin satelliitti- ja maanpäällinen 4G-verkko tuottamaan nopea, langaton ja koko Yhdysvallat kattava tietoliikenneverkko. Suunnitelma kuulostaa hienolta, mutta ongelman tuottaa käyttöön halutut taajuuskaistat, joka on aivan GPS-navigoinnissa käytettyjen 1559-1610 MHz taajuuksien vieressä. Navigointiteollisuus onkin noussut takajaloilleen, koska GPS-verkkoon pelätään syntyvän huomattavia häiriöitä. Selvitysten mukaan pahiten kärsisivät juuri geomaattiset tarkkuus-GPS-vastaanottimet. mutta myös esimerkiksi armeijan ja lentokoneiden navigointijärjestelmät.

Taloudellisessa mielessä kysymyksessä ovat isot rahasummat, joten taistelua käydään kovilla panoksilla. Radiotaajuuslupia jakava liittovaltion viestintäkomissio FCC on teettänyt selvityksen mahdollisista häiriöistä, mutta nyt selvitys on kyseenalaistettu puolueellisena. FCC:n neuvonantajana on nimittäin toiminut koko GPS-järjestelmän pääarkkitehti Bradford Parkinson, joka on nykyään Trimble Navigationin hallituksen jäsen. LightSquared myös kritisoi GPS-laitevalmistajien huonoja valmistusstandardeja, koska laitteet poimivat helposti häiriöitä naapuritaajuuksilta.

Oli lopputulos mikä tahansa, GPS-laitevalmistajat joutuvat varmasti jatkossa pohtimaan laitteiden parempaa suojausta. Enää ei siis keskustella vain laitteiden lähetystaajuuksien säteilyn tarkemmasta säätelystä, vaan myös paremmasta suojaamisesta vastaanottotaajuuksien ulkopuolisilta taajuuksilta. Sama aihepiiri on myös aina ajankohtainen auringon magneettikentan aiheuttamien häiriöiden vuoksi.

Linkkejä aiheeseen:

Pelasta GPS-ryhmittymä

“Lights out for LightSquared”

LightSquared presses FCC for stricter GPS device standards

LightSquared hyökkää GPS:n isää vastaan

Kasvillisuuden ja esteiden poistaminen

Laserskannauksessa aina ajankohtainen topiikki on erinäisten esteiden suodattaminen aineistosta. Esteitä voivat olla ohikulkijat, liikenne tai kasvillisuus, joka osittain jopa peittää kohteen.

Helpoin keino kasvillisuuden poistamiseen on tietysti raivata mitattava kohde jo etukäteen – tähän ei usein kustannussyistä haluta ryhtyä tai kasvillisuus voi olla suojeltua. Jos kasvillisuus ei ole liian tiheää (esim. jäkälä tai sammal, jota optinen säde ei läpäise), niin Rieglin skannereilla on hyvä mahdollisuus mitata ainakin muutama piste varsinaisesta mittauskohteesta kasvillisuuden takaa. Tämä johtuu koko palautuvan signaalin digitoimisesta ja täyden aallonmuodon analysoinnista.

Kuvassa osin kasvillisuuden peittämää kallioseinamää.

Aineistoon on tallentunut seinä-/maapisteitä ja seuraavaksi tehtävänä on suodattaa tuo ylimääräinen kasvillisuus pois. Osan pisteitä saa pois valitsemalla kaikki välikaiut – aineistoon jätetään siis vain yhteen kohteeseen osuneet pisteet (single points) ja viimeiset kaiut (last points).

Vihreällä yhteen kohteeseen osunut signaali (single point), keltaisella 1. osuma (first points), turkoosilla välipisteet (other points) ja sinisellä viimeiset kaiut (last points).

Tämän operaation jälkeen aineistoon jää kuitenkin kasvillisuuspisteitä eli kasvien osia, joista mittaussäde palauttaa vain yhden kaiun. Seuraavaksi kokeillaan näihin pisteisiin luokittelua keskihajonnan perusteella.

Huonon keskihajonta-arvon omaavat pisteet valittuna punaisella.

Eri materiaalit antavat erilaisen palautteen ja keskihajonta kertoo palautuneen signaalin laadusta. Kasvien kohdalla pehmeät osat antavat vasteen, joka eroaa huomattavasti kovasta materiaalista ja nämä pisteet saadaan valittua sekä tarpeen mukaan poistettua aineistosta. Lopputulos ei ole vieläkään täydellinen, joten sitä pitää parantaa erillisellä kasvillisuutta poistavalla suodattimella, joka julkaistiin RiScan Prossa viime vuonna. Tällä suodattimella voidaan poistaa maanpinnan yläpuolisia tai alapuolisia pisteitä (esim. heijastumat), jolloin lopputuloksena saadaan todellinen mittauskohde viimein esille.

Kallioseinämän edessä sijaitseva kasvillisuus on valittu punaisella ja samalla aineisto on harvennettu mallinnettavaksi.

Yllä erilaisia toisiaan täydentäviä kasvillisuuden suodatustapoja on esitetty erillisinä prosesseina, mutta ne voi luonnollisesti tehdä samanaikaisesti pienemmällä vaivalla. Tärkeintä on, että kasvillisuuden poistaminen on mahdollista myös kuvan kaltaisissa pystysuorissa seinämissä. Prosessi vaatiin mittaussignaalilta ”älyä” eli analogisten skannerien aineistoa ei voi käsitellä näillä menetelmillä. Muunmuassa tästä syystä kutsumme Rieglin skannereita maastoskannereiksi ja niihin on mahdollista kehittää myös erilaisia materiaaleja tunnistavia suodattimia.

PS. Kasvillisuudensuodatusta kaupunkiympäristössä

Autodesk ja pistepilvet

Autodeskin suunnalta kantautuu mielenkiintoisia uutisia pistepilven käsittelyn suhteen. Muutaman viime vuoden aikana Autodeskin eri ohjelmiin on avautunut mahdollisuus tuoda pistepilviä sisään, jolloin as-built-mittauksia voi vähintään tarkastella suunnittelumallin kanssa. Lisäksi Autodeskin koelabrassa on testattu työkaluja, joilla pistepilveä voi käsitellä esimerkiksi AutoCADissä.

Aiemmin tässä kuussa julkaistun tiedotteen mukaan pistepilvien käsittelyn jatkokehittäminen on kuitenkin mietinnän alla. Autodesk Labsin työkalujen kokeilu lopetetaan ja viime vuonna ostetun Alice Labsin tekniikan integrointi Autodeskin ohjelmiin on vasta ilmeisen alkuvaiheissa. Tiedotteessa ei lupailla mitään, vaan kaikki tuntuu olen hieman auki.

Niille ohjelmistonvalmistajille, jotka valmistavat Autodeskin ohjelmien päällä toimivia pistepilvien käsittelyohjelmia, uutinen lienee tervetullut. Esimerkiksi Kubitin kaltaista ohjelmaa on suorastaan pakko käyttää, jos pistepilviä haluaa käsitellä AutoCADissä. Vaihtoehtoisesti muissa ohjelmissa, kuten PointCabissä, aineistoja voi käsitellä niin, että Autodeskin ohjelmat voivat käsitellä niiden lopputuotteita.

Rieglin skanneri Costa Concordiaa monitoroimassa

Italian rannikolla karille ajanut risteilijä Costa Concordia aiheuttaa jatkuvaa huolta paikallisille asukkaille ja viranomaisille. Mikä laivan kohtalo on tulevaisuudessa on vielä avoin, mutta laivan nykyistä sijaintia on seurattava tarkoin vaaratilainteiden ehkäisemiseksi.

Rieglin Italian maahantuojan Microgeon sivuilla vinkataan laivan monitorointia tehtävän myös Rieglin skannereilla. Firenzen yliopiston sivuilta löytyy lisätietoa kaikesta laivaan kohdistuvasta monitoroinnista ja näitä menetelmiä näyttääkin olevan käytössä aikamoinen määrä. Pitkän matkan laserskanneri asennetaan pysyvästi kiinteään alustaan ja skannausten tuloksia vertaillaan päivittäin muutosten havaitsemiseksi. Rieglin käytettävyys työssä tulee hyvin esille pitkän etäisyymittauksen ansiosta, mutta myös valmis RiMonitor-ohjelma mahdollistaa reaaliaikaisen monitoroinnin skannausdatasta ja hälytyksen lähettämisen automaattisesti jos muutosta tapahtuu.

Rieglin skanneri Costa Concordiaa monitoroimassa

Italian rannikolla karille ajanut risteilijä Costa Concordia aiheuttaa jatkuvaa huolta paikallisille asukkaille ja viranomaisille. Mikä laivan kohtalo on tulevaisuudessa on vielä avoin, mutta laivan nykyistä sijaintia on seurattava tarkoin vaaratilainteiden ehkäisemiseksi.

Rieglin Italian maahantuojan Microgeon sivuilla vinkataan laivan monitorointia tehtävän myös Rieglin skannereilla. Firenzen yliopiston sivuilta löytyy lisätietoa kaikesta laivaan kohdistuvasta monitoroinnista ja näitä menetelmiä näyttääkin olevan käytössä aikamoinen määrä. Pitkän matkan laserskanneri asennetaan pysyvästi kiinteään alustaan ja skannausten tuloksia vertaillaan päivittäin muutosten havaitsemiseksi. Rieglin käytettävyys työssä tulee hyvin esille pitkän etäisyymittauksen ansiosta, mutta myös valmis RiMonitor-ohjelma mahdollistaa reaaliaikaisen monitoroinnin skannausdatasta ja hälytyksen lähettämisen automaattisesti jos muutosta tapahtuu.

Rieglin menestys jatkuu

Edustamamme Riegl Laser Measurements GmbH jatka menestyksekästä nousuaan ja nostaa perheyhtiön johtoon uutta verta lisäämään jatkuvuutta.

Markkinoinnista ja asiakassuhteista vastaavaksi on nimitetty Johannes Riegl Jr. ja hän nousee myös johtokuntaan isänsä Johannes Rieglin ja Andreas Ullrichin rinnalle.

Lisäksi Riegl on Itävallassa palkittu vuoden patenttipalkinnolla ”Inventum 2011”. Patentti koskee palautuvan signaalin tarkkaa ajan- ja amplitudin määritystä, mikä on ratkaistu elegantisti digitoimalla koko palautuva signaali ja vertaamalla sitä referenssisignaaleihin. Normaalisti palautuvaa signaalia verrataan matemaattiseen malliin, mutta nyt vertailu tehdään siis laitteen itse tuottamaan referenssiin. Toisekseen signaalia ei soviteta vain ajan vaan myös amplitudin mukaan. Kolmanneksi signaalin herkkiä kohtia painotetaan niiden vaikutuksen korostamiseksi.

Viime vuosi oli siis erittäin menestyksekäs Rieglille. Näitä tapahtumia ja kuvia tehtaalta on tallennettu oheiseen videoon.

Rieglin menestys jatkuu

Edustamamme Riegl Laser Measurements GmbH jatka menestyksekästä nousuaan ja nostaa perheyhtiön johtoon uutta verta lisäämään jatkuvuutta.

Markkinoinnista ja asiakassuhteista vastaavaksi on nimitetty Johannes Riegl Jr. ja hän nousee myös johtokuntaan isänsä Johannes Rieglin ja Andreas Ullrichin rinnalle.

Lisäksi Riegl on Itävallassa palkittu vuoden patenttipalkinnolla ”Inventum 2011”. Patentti koskee palautuvan signaalin tarkkaa ajan- ja amplitudin määritystä, mikä on ratkaistu elegantisti digitoimalla koko palautuva signaali ja vertaamalla sitä referenssisignaaleihin. Normaalisti palautuvaa signaalia verrataan matemaattiseen malliin, mutta nyt vertailu tehdään siis laitteen itse tuottamaan referenssiin. Toisekseen signaalia ei soviteta vain ajan vaan myös amplitudin mukaan. Kolmanneksi signaalin herkkiä kohtia painotetaan niiden vaikutuksen korostamiseksi.

Viime vuosi oli siis erittäin menestyksekäs Rieglille. Näitä tapahtumia ja kuvia tehtaalta on tallennettu oheiseen videoon.

Laserskannerit liikenneonnettomuuksien jälkiselvittelyssä

Talouslaman kourissa kärvistelevästä Englannista tulee vuoden 2012 alun suurin laserkeilausuutinen: liikenneonnettomuuksien raivaustyön nopeuttamiseksi hankitaan 3D-laserskannereita 2,7 miljoonalla punnalla. Hankinta on yksi paikallisen liikenneministeriön tuoreen raportin suosituksista (nro 9), jolla nopeuden lisäksi pyritään säästämään selvää rahaa. Moottoriteillä tapahtuvien onnettomuuksien vaikutukset liikenteen hidastumiseen ja seisokkeihin on arvioitu yli 1 miljardin punnan arvoisiksi. Laserskannereilla pyritään nopeuttamaan raivaustyötä keskimäärin 39 minuutilla.

Uutisten mukaan hankinta keskitetään kahdelle laitehankkijalle, joista iloksemme toinen on itävaltalainen Riegl. Jo aiemmin viime vuonna Lontoon poliisi hankki useita Rieglin VZ-400 skannereita omaan käyttöönsä ja kokemukset ovat ilmeisen hyviä. Riegleitä hankittiin, koska ne todettiin pulssilasereista nopeimmiksi ja Lontoossa onnettomuuksien raivausaikaa onkin saatu lyhennettyä keskimäärin 90 minuuttia.

Molemmat nyt hankittavat laitteet edustavat ns. pulssimittaustekniikkaa, joilla on pidempi mittausmatka kuin vaihe-erokeilaimilla. Kalliimmasta hinnastaan huolimatta itse työn tekeminen on Rieglin skannereilla vauhdikasta – sama alue saadaan mitattua vähemmillä laiteasemilla. Riegl on myös käytännössä monia vaihe-erokeilaimia nopeampi – joten erotus hankintahinnassa saadaan nopeasti takaisin nopeudessa.

Uutinen hankinnasta BBC:n sivuilla.

Directions Magazine

Lisäys 1.5.2012

Tuoreimpien uutisten mukaan Riegl on saanut leijonaosan skannerikaupasta: 26 skanneria 39:stä eli 14 poliisipiiriä 22:sta on valinnut Riegl VZ-400 skannerin työhönsä. Valintaa on edeltänyt itsenäinen tutustuminen markkinoiden valikoimiin ja koekäyttö, jossa muun muassa Rieglin nopeus käytännön työssä verrattuna kilpailijoihin on tehnyt poliiseihn suuren vaikutuksen.

Tarkan maastomallin tarpeellisuus

Rieglin 3D-skannerit mittaavat pitkiä etäisyyksiä, mutta moni ihmettelee välillä mistä tällainen tarve syntyy. Kuitenkin jo lyhyilläkin mittausmatkoilla heikosti heijastavat materiaalit kuten tummat tienpinnat saadaan mitattua paremmin pitkien etäisyyksien mittalaitteilla ja unohtaa ei sovi Rieglin maalaserkeilainten mobiilivalmiutta, jolloin vaikka kaukaa mereltä voidaan mitata rantaviivaa.

Dresdenin teknisen yliopiston ja Rieglin yhteistyöprojekti näyttää pitkien matkojen mittaustarvetta Alpeilla Rieglin kotimaassa. Projektissa kehitetaan vuoripelastusjärjestelmää, joka käsittää navigaatiojärjestelmän ohjaamaan pelastajia vuorenrinteellä. Ohjelman ja GPS-paikannuksen lisäksi tarvitaan tarkka kolmiulotteinen kartta vuorenrinteestä, joka tässä tapauksessa mitaan VZ-1000 laserskannerilla.

Projektiin voi tutustua katsomalla 3sat tv-kanavalla esitetyn saksankielisen dokumentin. Ensimmäisen 10 minuutin aikana näemme ensin Rieglin oman mittauslentokoneen ohjaimissaan tohtori Johannes Riegl ja sitten maastotyöskentelyä VZ-1000 skannerilla – Thomasilla on kiitettävän rankka homma mitata 5 skannausasemaa.

Seuraavaksi kerrotaan ohjelmiston kehittelystä ja testauksesta Dresdenissä ja lopuksi päästään tosipaikan testiin Dachsteinin etetelärinteelle. Olosuhteet ovat suotuisat, sillä testin aikana vallitsee sakea sumu, jonka aikana normaali vuoripelastus on hengenvaarallista tai mahdotonta. Kaikki sujuu kuitenkin suunnitelmien mukaan ja vuoripelastusammattilaiset ovat hämmästyneitä jo kehitysversion toimivuudesta.

Myös Suomessa – vaikka Alppeja ei ole lähimäillä – tarvitaan aina vaan tarkempaa maastotietoa vaikkapa juuri pelastustoimen tarpeisiin. Nykyinen karttatieto ei riitä tarkkuudeltaan, jos lähdetään kehittämään vaikka järjestelmä, jossa pelastuskulkuneuvot ohjataan tiealueiden ulkopuolelle. Näin voi käydä esimerkiksi kaupungeissa, joissa ajoneuvot ohjataan puistoalueille joko ruuhkien tai ajansäästön takia. Tarkkaa maastotietoa tarvitaan, jotta voidaan heti päätellä voiko tietty ajoneuvo ajaa alueella vai ei.

Dokumentti vuoripelastusjärjestelmän kehittämisestä.

Tositapahtumiin perustuva elokuva vuoripelastustyön traagisuudesta. Tässä syksyllä näkemässäni elokuvassa tulee hyvin esiin, kuinka pimeys ja sumu keskeyttävät pelastustyön normaalitilanteessa.

Mobiiliskannausjärjestelmät tiemittauksissa

Kalifornian tieliikennelaitoksen (California department of Transportation) julkaisee ystävällisesti standardinsa ja ohjeistuksessa avoimesti netissä. Sivuilta löytyy ohje vaikkapa fotogrammetrisiin mittauksiin tai laserskannaukseen tieympäristössä.

Mielenkiintoinen on myös ohjeistuksen kehittämisprosessi, johon mobiilikartoituksen osalta pääsee käsiksi Kalifornia yliopiston (Davis) julkaiseman raportin kautta. Uusien mittaustapojen käyttöönotto ei välttämättä ole yksinkertainen prosessi, koska ne täytyy arvioida ja testata omien tavoitteiden suhteen. Tämä raportti on kiitettävä osa arviointiprosessia, jonka avulla myös ulkopuoliset pääsevät tutustumaan mobiiliskannauksen maailmaan. Esitellyt laitteistot kuvastavat vuoden 2010 tilannetta ja ne ovat sen jälkeen päivittyneet esimerkiksi Rieglin osalta. Periaatteet, virheiden aviointi ja suositukset ovat kuitenkin aina ajankohtaisia. Niitä tutkimalla myös mobiiliskannausta harkitseva tilaaja tai tekijä pääsee nopeammin sisään aihepiiriin.

Lopputuloksen kannalta ei ole yhdentekevää, millaista mittausjärjestelmää käytetään. Niinpä tässä raportissa keskitytään geodeettisiin mittauslaitteistoihin, joilla voidaan saavuttaa tien pinnanmittauksessa haluttu tarkkuus edes teoreettisesti. Käyttäjien kannalta on nimittäin hämäävää, että käyttöön tarjotaan hyvin erihintaisia laitteistoja, joilla muka mitataan muutaman senttimetrin tarkkuudella. Raportissakin todetaan, että kuvantamisperiaatteella mittaavat laitteet saavuttavat tällä hetkellä parhaimmillaan vain ”jalan” eli noin 30 cm tarkkuuden. Skannaavissa järjestelmissä tarkkuus riippuu puolestaan käytetyistä komponenteista. Ja loppu onkin kiinni käyttäjien osaamisesta.

Mobiiliskannausjärjestelmät houkuttelevat, koska kartoitusnopeus kasvaa vastaamaan nylymaailman tarpeita ja varsinkin liikenneväylillä liikuttaessa parannetaan huomattavasti työturvallisuutta. Pelkkä tekniikka ei muuta tilannetta, vaan myös esimerkiksi käyttäjien osaamista, aineistojen käsittelyä ja tulosten arviointimenetelmiä on kehitettävä voimakkaasti. Suomessa ei käytännössä yhdessäkään koulussa opeteta edes perusvalmiuksia mobiiliskannaukseen, mutta onneksi muunmuassa Geodeettisella laitoksella perehdytään asiaan rakentamalla omia järjestelmiä. Tekemällä oppii!

Mittauksen kokonaisepävarmuudesta ja hyvistä käytännöistä

Mittalaitteet mittaavat väärin (=ei ole olemassa absoluuttista totuutta kappaleen mitoista), mutta usein unohdamme vielä ihmisen ja muiden tekijöiden vaikutuksen mittauksen kokonaisepävarmuutta arvioidessa. Coordinate Metrology Society (CMS) on julkaissut raportin vuosittaiskonferenssissaan tehdystä tutkimuksesta, jossa arvioitiin erityisesti ihmisen (=mittaajan) osuutta lopputuloksen. Mittausvälineinä käytettiin laser trackeriä, mittauskäsivartta ja 3D-skanneria kolmen päivän ajan. Mittaajia oli puolestaan yli 100 henkilöä ja heidän kokemuksensa vaihteli alle kolmesta vuodesta yli 7 vuoteen. Pääosa mittaajista omasi pitkän, yli 7 vuoden ammattikokemuksen ja on tehnyt mittaustyötä erilaisilla laitteilla.

Tutkimuksen tuloksena voidaan todeta, että mittaajan on ymmärrättävä mittaustyön perusperiaatteet saadakseen hyviä ja luotettavia tuloksia. Tämä pätee kaikkiin käytettyihin menetelmiin. Tämän lisäksi on hyödyllistä luoda hyviä käytäntöjä (best practices), joiden avulla mittaustyön laatua voidaan kohottaa. Hyvien käytäntöjen opas ei ole mikään kiveen hakattu monumentti, vaan ajan myötä ja mittausmenetelmien mukaan päivitettävä dokumentti, jonka avulla saadaan esimerkiksi keskenään vertailukelpoisia ja luotettavia mittauksia. Tärkeä johtopäätös oli myös se, että mittausten huolellinen suunnittelu parantaa tulosten laatua.

Sinänsä tuloksissa ei ole mitään uutta ja yllättävää, mutta joissain paikoissa luotetaan sokeasti laitteiden ilmoitettuihin tarkkuusarvoihin kyseenalaistamatta muita mittaukseen vaikuttavia tekijöitä. On hämmentävää kuulla, ettei edes säätilan vaikutusta osata huomioida ulkomittauksissa. Perusasioiden kertaamisen voi aloittaa esimerkiksi tällä J.-Angelo Beraldinin kaaviolla

Accuracy

J.-Angelo Beraldinin artikkelista "Basic Theory on Surface Measurement Uncertainty of 3D Imaging Systems". SPIE Proceedings Vol. 7239 Three-Dimensional Imaging Metrology, J. Angelo Beraldin; Geraldine S. Cheok; Michael McCarthy; Ulrich Neuschaefer-Rube D.V.M., (Editors)

Eri alojen organisaatiot ovat myös tehneet hyviä käytäntöjä 3D-skannaukseen. Näistä hyvinä esimerkkeinä mainittakoon

tammikuussa 2011 julkaistuKalifornian tieliikennelaitoksen (California Department of Transportation) maalaserkeilausohje
ADS:n erityisesti tiedon arkistointiin suunnattu ohje arkeologeille Englannissa
Yhdysvalloissa erityisesti rakennuksen mittaajille ja aineistojen tilaajille suunnattu General Services Administration-viraston maalaserkeilausohje

Mobiiliskannausohjeita ollaan parhaillaan luomassa kovaa vauhtia, koska mobiilikartoitus yleistyy nopeasti.

Bentley on ostanut Pointoolsin

Spar Europessa on eilen julkaistu jälleen yritysostos eli tällä kertaa Microstationista ja monista muista suunnitteluohjelmistoista tunnettu Bentley on hankkinut pistepilvien käsittelyohjelmisto Pointoolsin. Pointools on englantilaisen arkkitehdin Faraz Ravin perustama yhtiö, joka kehitti tehokkaan pistepilvimoottorin Vortex enginen. Tähän asti Vortex engineä on voinut käyttää Pointoolsin osana tai ohjelmistovalmistajat kuten Bentley ovat lisensoineet sen osaksi omia sovelluksiaan. Yritysostot siis jatkuvat; mitähän seuraavaksi nähdään?

Lisätietoja Pointools-kaupasta

Tähysten skannauksesta

Törmäsin erinomaiseen ”pakinaan” tähysten skannaamisesta.

Riegl retroreflektiivinen tähys

Rieglin skannerin käyttämä retroreflektiivinen tähys

Eipä näihin aatoksiin voi muuta kuin yhtyä, kun kentällä sattuu ja tapahtuu kaikenlaista. Tyypillisesti ulkoskannauksissa paketti- tai kuorma-auto ajaa tähyksen eteen juuri kun se pitää skannata. Joskus ohikulkijat siirtävät tähyksiä ihmetellessään niitä, mutta onpa pallotähys kerran varastettukin työn aikana. Ulkoisiin tekijöihin kun lisää omat mokat, niin soppa on valmis.

Tuo tähysten sijainnin hyvän geometrian korostaminen on aina asiallista, mutta sitten käytännön työssä ajautuu helposti huonoihin tähyssijainteihin. Ainoa keksimäni ratkaisu tähän on ns. ylimääritys eli tähyksiä sijoitetaan ympäristöön enemmän kuin minimimäärä. Yleensä se parantaa kokonaisrekisteröintiäkin, joten kannattaa kokeilla.

Yleisenä huomiona voisin vielä todeta, että kaikki kenttätyössä näppärillä keksinnöillä ”säästetty” aika lisää yleensä toimistossa vietettyä jälkikäsittelyaikaa. Tai sitten on kyseessä Todellinen Keksintö. Mutta kaikkihan se pitää oppia kantapään kautta.

Autodesk & Alice Labs

Yritysostot jatkuvat skannerimarkkinoilla, mutta tällä kertaa ohjelmistopuolella. Autodesk on hankkinut Alice Labsin, joka on kehittänyt omaa StudioClouds pistepilvien käsittelysoftaa. Näin Autodesk aikoo selvästi vahvistaa pistepilvien käsittelyominaisuuksia ohjelmistoissaan – toivottavasti myös perinteisten suunnitteluohjelmistojen puolella.

14.10. Lisää tietoa

Viime aikojen muita hankintoja on ollut muun muassa Z + F UKn softaosaston siirtyminen Avevalle.