Zastosowania produktów LiDAR - gugik.gov.pl · Pomoc w zarządzaniu informacjami o lokalizacji obiektów składowych ... Pomoc w zarządzaniu obszarami leśnymi i obliczaniu podatku

Szkolenia z wykorzystania Produktów LiDAR

Zastosowania produktów LiDAR

mgr Mateusz Maślanka

Kierownik Działu Szkoleń i Marketingu

ProGea Consulting

[email protected]


Szkolenia z wykorzystania produktów LiDAR realizowane są w ramach projektu

Informatyczny System Osłony Kraju przed nadzwyczajnymi zagrożeniami – ISOK

Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Rozwoju Regionalnego w ramach Programu Operacyjnego Innowacyjna Gospodarka


Organizator Szkoleń:

Główny Urząd Geodezji i KartografiiDepartament Geodezji,Kartografii i Systemów Informacji Geograficznejul. Wspólna 200-926 Warszawae-mail: [email protected]

Wykonawca Szkoleń:

ProGea Consultingul. Pachońskiego 931-223 KrakówTel. 12 415 06 41e-mail: [email protected]

Esri Polska sp. z o.o.ul. Bonifraterska 1700-203 Warszawa

OPGK w Krakowie sp. z o.o.ul. Grzegórzecka 1031-530 Kraków

mailto:[email protected]

mailto:[email protected]

Dane ISOKWykorzystanie (1)

2015-06-26 Zastosowania produktów LiDAR 4

Źródło: GUGiK

0

200

400

600

800

1 000

1 200

1 400

1 600

1 800

Licz

ba

zam

ów

ień



Źródło: GUGiK



Źródło: GUGiK

Karty zastosowań (1)


Karty zastosowań są dostępne on-line na stronie internetowej

www.szkolenialidar.gugik.gov.pl

10 kart zastosowań

http://www.szkolenialidar.gugik.gov.pl/

Karty zastosowań (2)


Cel i sposób wykorzystania

Kompetencje i narzędzia

Korzyści

Zastosowane dane wysokościowe


Zastosowania produktów LiDAR (1)Mapy zagrożenia i ryzyka powodziowego (1)

Informacja o elementach ukształtowania terenu mających wpływ na przepływ wody

Pozyskiwanie informacji o terasach zalewowych, wałach przeciwpowodziowych, groblach, nasypach drogowych i kolejowych

Pozyskiwanie obrysów budynków oraz informacji o pokryciu terenu do wyznaczenia współczynników szorstkości podłoża

NMT jako pomoc w interpretacji materiałów kartograficznych

Wizualizacja potencjalnych stref zalewowych (źródło: IMGR-PIB)


Zastosowania produktów LiDAR(2)Mapy zagrożenia i ryzyka powodziowego (2)

Podstawowe źródło analiz w Centrum Modelowania Powodzi i Suszy

Precyzyjne modelowanie zjawisk hydrologicznych

MRP i MZP jako elementy wspierające działania służb kryzysowych

Jeden z kluczowych dokumentów wykorzystywanych w planowaniu przestrzennym celem zminimalizowania w przyszłości strat spowodowanych przez powodzie

Symulacja przebiegu powodzi: oznaczenie obszarów zalanych i kierunek rozchodzenia się fali powodziowej (źródło: IMGW-PIB)


Zastosowania produktów LiDAR (3)Badania geologiczne i geomorfologiczne (1)

NMT o rozdzielczości nawet 0,5m

Dane LiDAR jako podstawa do generowania modeli różnicowych, map spadków, ekspozycji, map osuwiskowych, profili morfometrycznych

Dokładne wykreślenie form rzeźby terenu przy kartografii powierzchniowej

Pomoc w określaniu parametrów stoków i osuwisk

Podstawa do obliczania objętości osunięć

Kartografia osuwisk (źródło: Państwowy Instytut Geologiczny – Państwowy Instytut Badawczy)


Zastosowania produktów LiDAR (4)Badania geologiczne i geomorfologiczne (2)

Generowanie map osuwisk i terenów zagrożonych

Lokalizacja złóż kopalin czwartorzędowych

Określenie przebiegu, zasięgu wydzieleń litologicznych

Szczegółowe rozpoznanie powierzchniowej budowy geologicznej pozwala, w powiązaniu z danymi sejsmicznymi i profilami otworów wiertniczych, na określenie wgłębnej budowy

geologicznej Polski

Wychodnie starszego podłoża i osady czwartorzędowe (źródło: Państwowy Instytut Geologiczny – Państwowy Instytut Badawczy)


Zastosowania produktów LiDAR (5)Badania archeologiczne (1)

Wizualizacja cmentarza. Źródło: Instytut Archeologii i Etnologii PAN

Weryfikacja informacji innych danych źródłowych

Badanie procesów niszczących relikty form terenowych

Wykrycie i interpretacja nieznanych dotychczas terenowych form własnych

Tworzenie szczegółowych map prezentujących zachowane relikty

Obrazowanie potrzeb otoczenia ochroną reliktów


Zastosowania produktów LiDAR (6)Badania archeologiczne (2)

Numeryczny Model Terenu. Źródło: Instytut Archeologii i Etnologii PAN

Elementem określania strategii badań archeologicznych

Rozwój lokalnej turystyki kulturowej

Odkrywanie i dokumentowanie nowych stanowisk archeologicznych

Stan przemian badanego krajobrazu pobitewnego oraz cech procesów antropogenicznych


Zastosowania produktów LiDAR (7)Odnawialne Źródła Energii (1)

Wizualizacja parku wiatrowego. Źródło: Instytut OZE

Wsparcie w tworzeniu wariantowych map skutków podpiętrzaniaprogów wodnych wraz z oceną ich zakresu oddziaływania

Mapy nasłonecznienia

Wizualizacje 3D

Precyzyjne analizy hałasu, przepływu wody w rzekach i kanałach

Informacje o wysokości piętrzenia progów wodnych

Badanie możliwości posadownienia wiatraków


Zastosowania produktów LiDAR (8)Odnawialne Źródła Energii (2)

Analiza zakresu oddziaływania wód zalewowych. Źródło: Instytut OZE

Podstawa w przygotowaniach MPZP

Rzetelny i niepodważalny argument przy decyzjach środowiskowych i lokalizacyjnych

Podstawa w oszacowaniach potencjału OZE

Istotne źródło informacji w procesie inwestycyjnym

Analizy wielkoobszarowe dla całej puli rozwiązań

Precyzyjne oszacowanie czynników wpływających na powodzenie realizacji inwestycji OZE


Zastosowania produktów LiDAR (9)Projektowanie i realizacja inwestycji

drogowych (1)

Trasowanie przebiegów dróg

Modelowanie zanieczyszczeń, analizy hydrologiczne

Minimalizowanie robót ziemnych

Wizualizacja 3D drogi S7 pod Krakowem (źródło: GDDKiA)

Określenie maksymalnych spadków

Zaawansowane wizualizacje projektowanych dróg

Symulacja rozkładu dźwięku z użyciem modeli 3D budynków na poziomie LOD 1 i LOD 2


Zastosowania produktów LiDAR (10)Projektowanie i realizacja inwestycji

drogowych (2)

Podejmowanie decyzji związanych z lokalizacją i projektowaniem inwestycji

Wykonywanie zaawansowanych analiz w środowisku 3D

Zoptymalizowanie wyboru lokalizacji inwestycji drogowych

Istotny wpływ na optymalne szacowanie kosztów inwestycji, obniżenie kosztów związanych z procesem projektowana

Wizualizacja 3D drogi S7 pod Krakowem (źródło: GDDKiA)


Zastosowania produktów LiDAR (11)Modelowanie hydrauliczne sieci

wodociągowej (1)

Obliczanie parametru wysokościowego węzłów sieci wodociągowych

Odtworzenie hydraulicznych i jakościowych warunków pracy sieci – dynamiczna symulacja codziennej pracy

Pomoc w zarządzaniu informacjami o lokalizacji obiektów składowych

Wsparcie zarządzania siecią

NMT w planowaniu rozbudowy i modernizacji systemu dystrybucji wody na terenie miasta i gminy Łapy (źródło: AquaRD)


Zastosowania produktów LiDAR (12)Modelowanie hydrauliczne sieci

wodociągowej (2)

Wspieranie procesu decyzyjnego w przedsiębiorstwach wodociągowych zarówno w sferze operacyjnej (reagowanie na awarie, budowa przyłącza do domu klienta) jak i sferze planowania

strategicznego (wymiana infrastruktury, budowa nowych obiektów).

Minimalizacja czasu generowania produktów pochodnych

Generowanie oszczędności związanych z związanych z zaniechaniem niepotrzebnych inwestycji, planowanie przerw w dostawie wody w sposób niepogarszający standardów wody itp.

Modelowanie sieci wodociągowej (źródło: AquaRD)


Zastosowania produktów LiDAR (13)Modelowanie 3D przestrzeni miejskiej (1)

Modele 3D budynków

Opracowywanie planów zagospodarowania przestrzennego

Podnoszenie świadomości mieszkańców w zakresie urbanistyki

Mapy nasłonecznienia, nachylenia, wysokości, zacienienia

Wizualizacje stanu rzeczywistego i koncepcji architektonicznych

Model 3D przestrzeni miejskiej (źródło: Biuro Rozwoju Gdańska)


Zastosowania produktów LiDAR (14)Modelowanie 3D przestrzeni miejskiej (2)

Szybsze, bardziej świadome tworzenie koncepcji

Aktywny udział mieszkańców w procesie powstawania dokumentów planistycznych i decyzjach

Pomoc w podejmowaniu decyzji odnośnie planowania przestrzennegoWykorzystanie danych LiDAR do orientacji fotografii z modelem wektorowym planowanej bryły (źródło: Urząd Miasta Krakowa)

Przyspieszenie procesów decyzyjnych dot. MPZP

Materiał pomocniczy dla konserwatora zabytków


Zastosowania produktów LiDAR (15)Renaturyzacja sieci hydrograficznej (1)

Podnoszenie świadomości mieszkańców w zakresie urbanistyki

Mapa ekosystemów leśnych i nieleśnych jako podstawa planowania zabiegów ochronnych i ich oceny

Wsparcie w zapewnieniu ochrony siedlisk hydrogenicznych

NMT Basenu Środkowego Doliny Biebrzy (źródło: Biebrzański Park Narodowy)

Podniesienie wiarygodności uzyskanych wyników analiz środowiskowych

Zwiększenie dokładności przewidywania skutków środowiskowych

Pomoc w zarządzaniu obszarami leśnymi i obliczaniu podatku leśnego


Zastosowania produktów LiDAR (16)Renaturyzacja sieci hydrograficznej (2)

Wsparcie w ewidencji gruntów użytków leśnych i określenie podatku leśnego

Pomoc w podejmowaniu decyzji związanych z wykupem gruntu pod urządzenia techniczne regulujące poziom wody

Podstawa modelowania hydrodynamicznego

Pomoc w opracowaniu planu zarządzania obszarem renaturyzacji

Planowanie działań ochronnych

Przewidywanie zmian związanych z pracami renaturazycyjnymi

Numeryczny Model Pokrycia Terenu (źródło: Biebrzański Park Narodowy)


Zastosowania produktów LiDAR (17)Bezpieczeństwo ruchu lotniczego

Zdjęcie lotniska (źródło: Urząd Lotnictwa Cywilnego)

Szczegółowa weryfikacja danych otrzymanych od właścicieli przeszkód lotniczych

Pozyskiwanie danych o położeniu, charakterze i wysokości obiektów

Wpływ na efektywny sposób planowania tras przelotu

Aktualna i dokładna informacja o przeszkodach trasowych

Znaczne ograniczenie kosztowności i czasochłonności sprawdzenia wysokości trasowych przeszkód lotniczych


Zastosowania produktów LiDAR (18)Biegi na orientację (1)

Podstawa sprawiedliwiej realizacji sportowej

Źródło tworzenia map do orientacji sportowej

Dokładność i aktualność

Precyzyjne odwzorowanie kształtów obiektów i ich topologii

zNMPT na potrzeby określenia rodzaju pokrycia terenu na mapie do biegu na orientację (źródło: Polski Związek Orientacji Sportowej)


Zastosowania produktów LiDAR (19)Biegi na orientację (2)

Pomiar wysokości przeszkód lotniczych (źródło: Urząd Lotnictwa Cywilnego)

Wspomaganie decyzji związanych z tyczeniem tras biegowych

Uproszczenie i przyspieszenie procesu generowania map

Podniesienie rangi organizowanych zawodów

Wierne przedstawienie terenu zawodów

Zastosowania produktów LiDAR (20)Modelowanie erozji wodnej gleb (1)

Informacje płynące z modeli NMT:

• wykorzystywane w modelowaniu zagrożeńerozyjnych dla obszarów rolniczych (np. modelRUSLE – wskaźniki topograficzne);

• z chmury punktów ALS wykorzystuje sięinformacje o wysokości pokrywy roślinnej wprocesie detekcji obszarów, na którychzaprzestano działalności rolniczej;

• obserwuje się ślady zabiegów agrotechnicznych(orki czy podziału działek rolniczych)w obecnych obszarach leśnych powstałych nagruntach porolnych;

• symulowanie strat ponoszonych przez rolnikóww wyniku działania procesu erozji gleby (np.RUSLE – t/ha/rok).


Źródło: Maślanka 2014


Zastosowania produktów LiDAR (21)Modelowanie erozji wodnej gleb (2)

Źródło: Pierzchalski, Wężyk, 2014

Przykład uprawy prowadzonej wzdłuż kierunku największego spadku, sprzyjającemu erozji wodnej gleby

Zastosowania produktów LiDAR (22)Analizy zmian brzegu morskiego (1)

Dane ALS pozyskiwane technologią skanowania laserowego:

• skanery batymetryczne:

• operują w zielonym zakresie widma elektromagnetycznego, ograniczeniem są właściwości optyczne wody;

• rejestrują rzeźbę dna morskiego i przylegającą do niego powierzchnię lądu;


• NMT pozwala na precyzyjne określenie stanu strefy brzegowej w momencie rejestracji;• cykliczne pomiary pozwalają na:

• monitoring strefy brzegowej;• rozpoznanie tendencji zmian brzegu;• wyznaczenie miejsc relatywnie bezpiecznych, niezagrożonych erozją

i podtopieniem oraz miejsc szczególnie zagrożonych.

Wyniki badań prowadzonych na podstawiedanych ALS mogą być wykorzystane:

• przez administrację państwowąodpowiedzialną za bezpieczeństwo brzegumorskiego w celu doboru odpowiednichmetod jego ochrony przed erozją;

• przy bezpiecznym planowaniu inwestycjiw pasie nadmorskim i tworzeniu planówzagospodarowania przestrzeni morskiej;

• przez lokalne władze samorządowe przyweryfikacji planów zagospodarowaniaprzestrzennego miejscowości nadmorskichi podejmowaniu rozważnych decyzji wramach zintegrowanego zarządzania strefąbrzegową


Źródło: www.twiki.fotogrametria.agh.edu.pl

Zastosowania produktów LiDAR (23)Analizy zmian brzegu morskiego (2)

http://www.twiki.fotogrametria.agh.edu.pl/

Zastosowania produktów LiDAR (24)Opracowanie map akustycznych (1)

Wykorzystywane produkty LiDAR:

• modele rastrowe NMT i NMPT;

• modele zabudowy i obszarów zieleniwysokiej.

Dane istotne dla opracowania poprawnejmapy akustycznej:

• lokalizacja źródeł hałasu;

• lokalizacja budynków;

• obiekty budowlane (ekrany akustyczne,pełne ogrodzenia);

• obszary zwartej przestrzeni;

• obszary instalacji przemysłowych;

• sztuczne formy terenu.


Źródło: www.halas.wortale.net

http://www.halas.wortale.net/


Zastosowania produktów LiDAR (25)Opracowanie map akustycznych (2)

Źródło: Kowalczyk, 2014

Zastosowania produktów LiDAR (26)Projektowanie nowych szlaków turystycznych oraz identyfikacja potencjalnych zagrożeń na

szlakach (1)Dane ALS:

• mają ogromny potencjał w planowaniu szlaków;

• wykorzystywane są w zarządzaniu i utrzymaniuszlaków;

• umożliwiają analizę zagrożeń występujących naszlakach;

• ze względu na wysoką rozdzielczość danychwejściowych, badania mogą być stosowane namałych i dużych obszarach bez utraty dokładności;

• pozyskiwanie dotychczas nieodkrytych zasobówprzyrodniczo-kulturowych;

• umożliwiają promocję miejsc poprzezprojektowanie wirtualnych wycieczek;

• dają możliwość wykonania bardziej wiarygodnychanaliz widoczności, które często wykorzystuje sięw planowaniu punktów widokowych na szlakachturystycznych.


Przykład analizy widoczności z wykorzystaniem numerycznego modelu pokrycia terenu. Źródło: Chrustek, 2014


Zastosowania produktów LiDAR (27)Projektowanie nowych szlaków turystycznych oraz identyfikacja potencjalnych zagrożeń na

szlakach (2)

Przykładowa symulacja potencjalnej lawiny spływającej z częściowo zalesionych stoków Masywu Trzech Koron do Wąwozu Sopczańskiego w Pieninach. Źródło: Chrustek

Zastosowania produktów LiDAR (28)Monitoring obszarów sieci Natura 2000 (1)

Technologia ALS umożliwia m.in.:

• wykrycie niewielkich śródleśnych cieków;

• wykrycie zbiorników wodnych zasłoniętych przez drzewa;

• pomiar wysokości drzew;

• identyfikację poszczególnych drzew;

• monitorowanie zmian kaskadowych;

• monitorowanie stanu zachowania korytarzy ekologicznych;

• monitorowanie obszarów zaliczanych do zielonej infrastruktury;

• monitorowanie terenów o wysokiej wartości przyrodniczej;

• ocenę wpływu powstających elektrowni wiatrowych na środowisko;

• pomiar struktur znajdujących się pod powierzchnią wody (użycie skanerówbatymetrycznych).



Zastosowania produktów LiDAR (29)Monitoring obszarów sieci Natura 2000 (2)

Źródło: Martinuzzi 2009Źródło: Wężyk 2013

Zastosowania produktów LiDAR (30)Analizy struktury 2D i 3D drzewostanów (1)

Zalety stosowania lotniczego skanowania laserowego do pomiarów drzew:

• zdolność wiązki laserowej do penetracji koron drzew i warstwy krzewów;

• rejestracja odbić w obrębie szczytowej partii koron oraz pod ich okapem;

• w okresie pełnej wegetacji 15-20% promieni lasera dociera do gruntu;

• nowy rodzaj pracy z zakresu inwentaryzacji, urządzenia i monitoringu obszarów leśnych;

• nowe możliwości automatyzacji przetwarzania danych i określania wybranych parametrów taksacyjnych.

Informacje pozyskiwane w ramach pomiarów to m.in.:

• wysokość drzewa;

• pierśnica pnia;

• zwarcie poziome koron;

• liczba drzew (parametr zagęszczenia);

• lokalizacja przestrzenna


Profil przez chmurę punktów ALS z wysokościami bezwzględnymi n.p.m.Źródło: Tompalski, Wężyk, 2014


Zastosowania produktów LiDAR (31)Analizy struktury 2D i 3D drzewostanów (2)

Źródło: Tompalski, Wężyk 2014

Chmurapunktów ALS

Rastrowy NMPT Cieniowany rastrowy NMT

Rastrowy zNMPT

Zastosowania produktów LiDAR (32)Poprawa jakości danych gromadzonych

w Centralnym Rejestrze Form Ochrony Przyrody (1)

Dane ALS:

• wpływ na podniesienie jakości danych gromadzonych w rejestrze i budowie jegowiarygodności;

• wykorzystane do weryfikacji położenia pomników przyrody oraz weryfikacji pomiarówwysokości drzew pomnikowych.


Przykład odwzorowania przebiegu rowu całkowicie nieczytelnego na ortofotomapie lotniczej, a możliwego do wektoryzacji na modelu cieniowanego reliefu NMT. Źródło: MGGP Aero sp.z.o.o.


Zastosowania produktów LiDAR (33)Poprawa jakości danych gromadzonych

w Centralnym Rejestrze Form Ochrony Przyrody (2)

Źródło: www.geoserwis.gdos.gov.pl/mapy

Granice wybranych form ochrony przyrody na portalu Geoserwis GDOŚ

http://www.geoserwis.gdos.gov.pl/mapy

Zastosowania produktów LiDAR (34)Modelowanie zagrożenia pożarowego lasów (1)

Dane ALS:

• służą do szacowania ryzyka pożarowegow lasach;

• stwarzają możliwości modelowaniarealnego zagrożenia drzewostanów;

• umożliwiają modelowanie kierunkówrozprzestrzeniania się ognia;

• umożliwiają szacowanie skutkówekonomicznych i środowiskowychnastępstw pożarów.


Źródło: www.bazapozarow.ibles.pl

http://www.bazapozarow.ibles.pl/

Algorytm CFE pozwala oszacować następujące parametry:


wagę „paliwa” w koronach

drzew

współczynnik gęstości

rozmieszczenia paliwa

minimalną wartość

wysokości podstawy

koron drzew

maksymalną wysokość

drzew

Zastosowania produktów LiDAR (35)Modelowanie zagrożenia pożarowego lasów (2)

Źródło: Wężyk 2014 za McGaughey 2014

Zastosowania produktów LiDAR (36)Klasyfikacja obrazów lotniczych

i satelitarnych w zakresie map pokrycia i użytkowania terenu (1)

Dane ALS:

• wykorzystanie modeli wysokościowych w analizie obrazu;

• implementacja chmury punktów w algorytmie klasyfikacyjnym;

• wsparcie procesu klasyfikacji obrazów lotniczych i satelitarnych w zakresie mappokrycia i użytkowania terenu.


OBIA/ GEOBIA

segmentacjaRozpoznawanie obiektów (segmentów) o

tworzących zbiory pikseli o podobnej charakterystyce

SegmentacjaPrzyporządkowanie

segmentów do uprzednio zdefiniowanej klasy

Kolejne iteracje algorytmu klasyfikacyjnego

(ang. rule-set)

Wsparcie klasyfikacji obiektowej analizy obrazu(GEOBIA) danymi ALS:

• zwiększenie dokładności klasyfikacjiGEOBIA;

• wyróżnienie większej ilości klas;

• weryfikacja granic poszczególnych klas;

• weryfikacja użytkowania terenu;

• wyeliminowanie zjawiska cienia;

• wyeliminowanie przesunięć radialnych nawysokich obiektach;

• identyfikacja klas (linie napowietrzne,wiek drzewostanu).


Zastosowania produktów LiDAR (37)Klasyfikacja obrazów lotniczych

i satelitarnych w zakresie map pokrycia i użytkowania terenu (2)

Automatyczna aktualizacja granic klasy „Las” z wykorzystaniem danych ALS. Źródło: Pierzchalski, Wężyk, 2014

Zastosowania produktów LiDAR (38)Generowanie prawdziwej

ortofotomapy lotniczej (1)

Dane ALS do projektowania prawdziwej ortofotomapy:

• nalot fotogrametryczny musi zostać już na początkuodpowiednio zaprojektowany;

• duże znaczenie dla jakości wynikowej ortofotomapyprawdziwej ma gęstość wykorzystywanej chmurypunktów ALS;

• na jeden piksel prawdziwej ortofotomapy powinienprzypadać wtedy co najmniej 1 punkt chmurypunktów ALS;

• do generowanie ortofotomap prawdziwychwykorzystuje się numeryczny model pokryciaterenu.


Budynek z fragmentem fasady na klasycznej ortofotomapie (góra) oraz wprawidłowym położeniu ortogonalnym na tzw. prawdziwej ortofotomapielotniczej (dół). Źródło: Zugaj-Marcinek, 2014


Zastosowania produktów LiDAR (39)Generowanie prawdziwej ortofotomapy lotniczej (2)

Źródło: Zugaj-Marcinek, 2014

Zastosowania produktów LiDAR (40)Pomiary obiektów liniowych (1)

Dane ALS służą do:

• inwentaryzacji przebiegu linii elektroenergetycznych;

• wyznaczania kolizji linii energetycznych z roślinnością wysoką oraz budynkami;

• kontroli zasięgu roślinności w stosunku do urządzeń przesyłowych;

• paszportyzacji sieci elektroenergetycznej;

• inwentaryzacji przebiegu rurociągów;

• inwentaryzacji słupów trakcyjnych sieci kolejowej oraz infrastruktury towarzyszącej ;

• tworzenia podkładów do modelowania rozprzestrzeniania się hałasu w okolicach;

• projektowanie tras komunikacyjnych ;

• inwentaryzacji oznakowania poziomego jezdni.


Widok przekroju sklasyfikowanej chmury punktów ALSz zaznaczonymi na niebiesko obszarami o promieniu 5 m odkażdego z wykrytych przewodów (brak kolizji z roślinnościąwysoką). Źródło: Warchoł, 2014


Zastosowania produktów LiDAR (41)Pomiary obiektów liniowych (2)

Sklasyfikowana chmura punktów ALS przed (u góry) oraz po odfiltrowaniu roślinności (u dołu). Źródło: Warchoł, 2014

Zastosowania produktów LiDAR (42)Inwentaryzacja infrastruktury technicznej

naziemnej – drogi (1)

Dane ALS:

• wykorzystanie ALS znaczne skraca czas pomiaru terenowego;

• praca jest realizowana bez konieczności wstrzymywania ruchu na drodze;

• pomiar dróg o dużym natężeniu ruchu jest całkowicie bezpieczny;

• możliwość wektoryzacji oznakowania poziomego dróg dzięki informacjio intensywności odbicia plamki promienia lasera możliwość pozyskania wielu produktówpochodnych takich jak:

• mapy 2D;

• modele 3D;

• profile i przekroje na podstawie jednego pomiaru ALS.


Wektoryzacja krawędzi jezdni na podstawie przekrojów chmury punktów ALS. Źródło: Mahrburg, 2014


Zastosowania produktów LiDAR (43)Inwentaryzacja infrastruktury technicznej

naziemnej – drogi (2)

Fragment zwektoryzowanego pasa drogowego na tle pokolorowanej (RGB) chmury punktów ALS. Źródło: Mahrburg, 2014

Zastosowania produktów LiDAR (44)Analizy wolumetryczne 3D (1)

Dane ALS:

• nie jest wymagany bezpośredni kontakt z mierzonym obiektem;

• stosunkowo szybkie pozyskanie danych dla dużych obszarów;

• pora dnia nie ma znaczenia dla pomiarów;

• chmura punktów stanowi niemal ciągłą reprezentacje powierzchni;

• ALS umożliwia pozyskanie danych do obliczeń objętości bez konieczności kontaktubezpośredniego z obiektem;

• pora dnia nie ma znaczenia dla pomiarów;

• chmura punktów stanowi ciągłą reprezentacje powierzchni terenu;

• wykonywanie pomiarów w odpowiednich odstępach czasu umożliwia badanie zmian obiektów o sypkiej strukturze.


Profil A-A’ (chmura punktów) dla dwóch momentów – rok 2006 (kolor niebieski) oraz rok 2012 (kolor pomarańczowy). Źródło: Warchoł, 2014


Zastosowania produktów LiDAR (45)Analizy wolumetryczne 3D (2)

Wizualizacja różnicy przebiegu NMT z roku 2006 oraz 2012 na tle chmury punktów pokolorowanej wg wartości RGB.Źródło: Warchoł, 2014

Zastosowania produktów LiDAR (46)Generowanie modeli 3D budynków (1)

Dane ALS

• służą do projektowania modeli budynków 3D, które są wykorzystywane m. in. dotworzenia miast 3D;

• szczegółowość modeli zależy od źródła danych i celu w jakim są opracowywane.


LOD 1Płaskie dachy

LOD 2Prosta konstrukcja

dachu

LOD 2Dachy z

dodatkowymi elementami

LOD 2Rozszerzony z

teksturami

Poziom szczegółowości LOD (Level of Details) możliwy do osiągnięcia generującbudynki wyłącznie w oparciu o dane ALS:

Źródło: ProGea Consulting

Obszary zastosowań modeli 3D budynków:

• komunikacja i wymiana informacji z mieszkańcami;

• promocja miasta;

• wydawanie decyzji administracyjnych;

• kataster słoneczny;

• tworzenie bazy danych ewidencyjnych.

Praktyczne wykorzystanie trójwymiarowych modeli miast 3D:

• planowanie przestrzenne;

• mapy akustyczne;

• analizy GIS;

• zarządzanie kryzysowe;

• dokumentacje architektoniczne;

• programy do nawigacji;

• określenie potencjału solarnego połaci dachów.


Źródło: ProGea Consulting

Zastosowania produktów LiDAR (47)Generowanie modeli 3D budynków (2)

Zastosowania produktów LiDAR (48)Analiza potencjału energii promieniowania

słonecznego (1)

Do obliczania potencjału energii słonecznej głównie wykorzystuje się NMPT


Źródło: Petrini-Monteferri, 2014


Zastosowania produktów LiDAR (49)Analiza potencjału energii

promieniowania słonecznego (2)

Roczny potencjał energii promieniowania słonecznego dachów w Insbruck (Austria) na tle NMPT oraz udrapowanej ortofotomapyu lotniczejŹródło: www.laserdata.at/index_en.jsp

http://www.laserdata.at/index_en.jsp

Przyszłości i potrzeby aktualizacji produktów LiDAR (1)

Rozwój technologii ALS zmierza w kierunku ciągłegodoskonalenia:

• elektroniki;

• mechaniki precyzyjnej dla części ruchomychurządzenia skanującego;

• systemów integracji danych i urządzeń;

• systemów inercyjnych;

• systemów GNSS;

• optymalizacji doboru długości fali elektromagnetycznej w przypadku skanowania batymetrycznego;

• algorytmów indeksacji przestrzennej danychi inteligentnego ładowania ogromnych zbiorówdanych chmur punktów ALS do ich wizualizacji;

• algorytmów do kompresji danych ALS oraz obrazu;

• wielkości przestrzeni dyskowej do zapisu danychALS i obrazów z kamer termalnych czyhiperspektralnych skanerów linijkowych.


Źródło: www.riegl.comŹródło: Wężyk 2014

http://www.riegl.com/

Rozwój technologii ALS zmierza w kierunku ciągłego doskonalenia:

• zwiększania udźwigu przez UAV oraz miniaturyzacji skanerów i odbiorników GNSSoraz IMU;

• obniżania minimalnych prędkości przelotowych samolotów przy jednoczesnymzwiększeniu szerokości pozyskiwanego szeregu ALS;

• podnoszenia maksymalnych pułapów nalotów przez zwiększenie technicznychmożliwości urządzeń.



Drone Phoenix AL-2 ze skanerem Velodyne HDL-32E.Źródło: Phoenix Aerial System

Źródło: www.riegl.com

http://www.riegl.com/



Kierunki rozwoju technologii ALS:

doskonalenie procesów obliczeniowych przetwarzania danych

automatyzacja metod łączenia i wyrównania poszczególnych szeregów nalotu wraz z oceną dokładności danych

wsparcie procesu nadawania georeferencji chmurze punktów ALS

automatyzacja procesu klasyfikacji chmur punktów ALS

generowanie i edycja modeli wysokościowych

inteligentna filtracja danych i eliminacja nadmiarowej informacji

automatyczna ekstrakcja obiektów z chmury punktów

wizualizacja sklasyfikowanej chmury ALS oraz wykrytych obiektów 3D na aplikacjach desktop czy też mobilnych

możliwość wizualizacji i przetwarzania chmury punktów ALS w środowisku 3D wraz z możliwościami edycji tworzonych obiektów i pomiarów

wizualizacja z maskowaniem tła

automatyzacja procesów decyzyjnych rozpoznania obiektów

automatyzacja kolorowania chmur punktów z kamer wielo- i hiperspektralnych oraz termalnych

Źródło: Wężyk 2014

Wybrane statystyki:

• 58% - respondentów uważa iżczęstotliwość aktualizacji danychALS, NMT i NMPT powinnawynosić od 1 do 3 lat;

• 65% - wyraża zainteresowaniemożliwością wykorzystywaniausług sieciowych umożliwiającychwykonywanie analiz i pomiarów;

• 35% - oczekuje rozpoczęciaprodukcji i udostępniania modeli3D budynków w formacie CityGMLLOD 2.


Ankieta GUGiK

„Szkolenia z wykorzystania produktów LiDAR”

(1189 osób)

Sektor publiczny

Sektor prywatny

Sektor non-profit




analiza potencjału solarnego budynków

analiza lokalizacji inwestycjianaliza wysokości terenu

analizy pomiarowe analiza zacienienia

analiza widoczności

ALS/NMT/NMPT Modele 3D budynków

100 % 100 %+ aktualizacja obszarów

miejskich

Generalizacja BDOT10k

100 %

Potrzeby interesariuszyOgraniczenia

POPC

Projekt CAPAPCentrum Analiz Przestrzennych Administracji Publicznej

Analizy online – moduł 3D geoportal.gov.pl

Narzędzia do zaawansowanych analiz off-line i publikacji rezultatów w postaci usług sieciowych

LITERATURA:

Weżyk P. (red.), 2014, Podręcznik dla uczestników szkoleń z wykorzystania produktów LiDAR.

GUGiK, Warszawa

Strony internetowe

www.gugik.gov.pl

www.progea.pl

www.laserdata.at

www.riegl.com

2015-06-26 Opracowanie danych pochodzących z lotniczego skanowania laserowego 63

http://www.gugik.gov.pl/

http://www.progea.pl/

http://www.laserdata.at/

http://www.progea.pl/

Dziękujemy za uwagę!

Zapraszamy na stronę internetową www.szkolenialidar.gugik.gov.pl

Projekt "Informatyczny System Osłony Kraju przed nadzwyczajnymi zagrożeniami-ISOK", realizowany przez Główny Urząd Geodezjii Kartografii w konsorcjum z Krajowym Zarządem Gospodarki Wodnej jako liderem, Instytutem Meteorologii i Gospodarki Wodnej-Państwowym Instytutem Badawczym, Instytutem Łączności- Państwowym Instytutem Badawczym oraz Rządowym CentrumBezpieczeństwa jest finansowany ze środków Europejskiego Funduszu Rozwoju Regionalnego w ramach 7. osi priorytetowej"Społeczeństwo informacyjne- budowa elektronicznej administracji" Programu Operacyjnego Innowacyjna Gospodarka 2007-2013.


http://www.szkolenialidar.gugik.gov.pl/

Documents

Zastosowania produktów LiDAR - gugik.gov.pl · Pomoc w zarządzaniu informacjami o lokalizacji obiektów składowych ... Pomoc w zarządzaniu obszarami leśnymi i obliczaniu podatku