Földi lézerszkennelés

Mi a földi lézerszkennelés?

A földi lézerszkennelés (TLS) olyan módszer, amelyben egy állványra szerelt műszer lézerimpulzusokat küld a környező felületekre, és minden eltalált pontig méri a távolságot. A teljes látómezőre megismételve ez egy pontfelhőt hoz létre, vagyis egy sűrű koordinátahalmazt, amely a falakat, padlókat, mennyezeteket, tetőszerkezeteket és a rögzített berendezéseket írja le. A műszer nem érintkezik az épülettel, ezért azt rögzíti, ami fizikailag ott van, nem pedig azt, amit a régi tervek szerint ott kellene lennie.

A módszer a LiDAR (fényalapú távérzékelés) egy formája. A „földi” jelző különbözteti meg a talajról használt szkennereket a repülőgépre vagy drónra szerelt légi eszközöktől, amelyek nagy területekhez és tetőkhöz alkalmasabbak. Egyetlen családi házhoz a talajszkenner a megfelelő eszköz. A nyers adat csupán mérési adat. Akkor válik hasznossá, ha olyan formába dolgozzák fel, amelyet a tervező értelmezni tud, és ez a feldolgozás a modellezési munka kezdete.

Hogyan történik egy ház lézerszkennelése lépésről lépésre?

A szkennelés rögzített álláspontok sorozata, nem egyetlen menet. A geodéta több állásponton helyezi el a szkennert, mindegyiken rögzít egy teljes körforgást, majd továbbmegy, így minden területet több szögből lát. A szomszédos álláspontok átfedik egymást, és a szoftver ezeket összekapcsolja. Ahol az átfedés gyenge, a helyiségben elhelyezett visszaverő célpontok közös pontokat adnak a szoftver számára az illesztéshez. Ezt a lépést regisztrációnak nevezzük.

Egy tipikus munka néhány lépésből áll:

1. Végigjárjuk az épületet, és úgy tervezzük meg az álláspontokat, hogy a helyiségek, lépcsők és aknák mind lefedésre kerüljenek.
2. Ha az elrendezés indokolja, célpontokat helyezünk el ott, ahol az álláspontok átfedik egymást.
3. Rögzítjük az egyes állásokat, majd helyszínen ellenőrizzük a szkennelés állapotát, hogy a hiányosságokat még az elhagyás előtt pótolni lehessen.
4. Az összes állásponttól egyetlen felhőbe regisztráljuk az adatokat, és eltávolítjuk a zajt, valamint a felmérés közben mozgó embereket és bútorokat.
5. A felhőt olyan formátumban exportáljuk, amelyet a tervező vagy a modellező meg tud nyitni.

A tervezési lépés a legfontosabb. Egy, a földi szkennelésről szóló kutatási áttekintés megjegyzi, hogy a felmérés tervezésére nincs egyetlen szabványos eljárás, ezért az eredmény minőségét az határozza meg, mennyire gondosan választotta ki a geodéta az álláspontokat és a célpontokat. A legnehezebb eset a szűk helyiségekkel és sok nyílással rendelkező műemlék épület.

Mit hagy ki a lézerszkennelés?

A szkenner csak azokat a felületeket rögzíti, amelyeket az egyes állásokról lát. Minden, ami egy fal mögött, padló alatt, csatornában vagy álmennyezet fölött van, láthatatlan, hacsak egy nyílás nem biztosít látóvonalat. A rejtett szerkezet, a takart csővezetékek és vezetékek, valamint a falak rétegrendje ezért kívül esik a szkennelésen. Ezekhez feltárásra, kiszúrásra vagy más vizsgálati módszerre van szükség.

Két további tényező befolyásolja a minőséget. Az élhatás és a zaj a sarkoknál, a nyílások szélénél, valamint a sötét vagy fényes felületeken jelentkezik, ahol a visszavert jel gyenge vagy szórt. Az üveg sok műszernek nehezen kezelhető, a mozgó tárgyak, például az emberek, függönyök vagy tárolt áruk pedig eltévedt pontokként jelennek meg, hacsak a feldolgozás során nem távolítjuk el őket.

A szkennelés geometriát rögzít, nem anyagokat, állapotot vagy egy hiba okát. A felhő megmutathatja, hogy egy fal dől, de azt nem, hogy miért. Egy szerkezet állapotának megítéléséhez továbbra is mérnöki szemle szükséges.

Hiányosság a szkennelésben	Jellemző ok	Hogyan pótolható
Rejtett vezetékek és szerkezet	Burkolatok mögötti vagy csatornákban lévő felületek	Feltárás vagy kiszúrás a kulcsfontosságú pontokon
Gyenge visszaverődés	Sötét, fényes vagy tükröző felületek	Egy további álláspont vagy második módszer
Hiányzó területek	Túl kevés álláspont vagy árnyékos sarkok	Helyszíni ellenőrzés és további állások felvétele
Eltévedt pontok	Emberek és elmozdult tárgyak	Eltávolítás a regisztráció során

Mikor elegendő a mérőszalagos felmérés?

Egy kicsi, egyszerű épület esetén, jellemzően egyszintes házban szabályos helyiségekkel és kevés szintkülönbséggel, a mérőszalag vagy lézeres távolságmérő kézi vázlattal együtt nyújthatja mindazt, amire a tervezéshez szükség van. A próba az, hogy a megválaszolandó kérdések néhány méretre és nyílásra vonatkoznak-e, vagy az egész épület alakjára. Ha a falak nincsenek derékszögben, a tetők szabálytalanok, vagy a tervezés sok elem pontos szintjétől és helyzetétől függ, a kézi mérés lassúvá és hibalehetőségessé válik, és a szkennelés már megtérül.

A szkennelés nem helyettesíti a vázlatot. Még szkennelt projekt esetén is a geodéta általában kézzel ellenőrzi a kulcsfontosságú méreteket kontrollként, így a két módszer kiegészíti egymást.

Hogyan viszonyul a lézerszkennelés más felmérési módszerekhez?

A módszerek abban térnek el, hogy mit állítanak elő, és hol hibáznak. Az alábbi táblázat a földi szkennelést a leggyakoribb alternatívák mellé helyezi.

Módszer	Mit állít elő	Fő erősség	Fő korlát
Mérőszalag vagy lézeres távolságmérő	Egyedi méretek és kézi vázlat	Olcsó és gyors kis terekhez	Minden méret kézi, a hibák pedig halmozódnak
Totálállomás	A kiválasztott pontok pontos koordinátái	Erős vezérlőpontok geodéziai munkához	Csak a kiválasztott pontokat méri
Földi lézerszkennelés	A látható felületek sűrű pontfelhője	Egyetlen helyszíni alkalommal rögzíti a teljes geometriát	Elrejtett felületeket nem lát, és nagy feldolgozási igénye van
Fotogrammetria	Átfedő fényképekből épített, textúrázott geometria	Szín és textúra, alacsony eszközköltség	Függ a fénytől és a kamera helyzetétől, a méretarányhoz pedig vezérlés szükséges

A fotogrammetria a legközelebbi alternatíva. Olcsóbb lehet, és valósághű felületi megjelenést ad, de érzékenyebb a megvilágításra és arra, hogyan készültek a fényképek. Egy felújítás geometriai kérdéseihez a szkennelés általában megbízhatóbb rögzítést ad, míg a totálállomás továbbra is a vezérlőpontok elhelyezésének referenciája marad.

Mit kérjen egy szlovákiai megrendelő a szkennelés megrendelése előtt?

Kérje a munka terjedelmét írásban. Az ajánlatnak meg kell neveznie, mely helyiségek és külső homlokzatok tartoznak bele, milyen eredmény készül (csak pontfelhő, rajzok, vagy adatok a scan-to-BIM munkához), milyen koordinátarendszerben, és hogyan ellenőrzi a szolgáltató az eredményt. Az ár az épület méretétől és összetettségétől, az álláspontok számától, a kért feldolgozás mértékétől és a szolgáltató díjtételeitől függ, ezért tételes ajánlatot kérjen, ne egy weboldalon látott összegre támaszkodjon.

Ha az eredménynek hivatalosnak kell lennie, például az építés utáni dokumentációhoz vagy kataszteri nyilvántartáshoz, a pontfelhő önmagában nem elegendő. Szlovákiában az ilyen kimeneteket okleveles földmérő (oprávnený geodet) készíti. A szkennelés kiegészítő adatként szolgálhat, de a kivitelezést követő felmérésben (as-built survey) leírt hivatalos eredmény külön teljesítmény. A munka megkezdése előtt egyeztessen a földmérővel és az illetékes hatósággal arról, mit fogadnak el.

Melyek a lézerszkennelésről szóló gyakori tévhitek?

• A szkennelés automatikusan pontos. A pontosság a beállítástól, a vezérléstől és a feldolgozástól függ, ezért kérdezze meg, hogyan ellenőrzi a szolgáltató az eredményt.
• A szkennelés az egész épületet megmutatja. Csak azt mutatja, amit a műszer az állásaiból láthatott.
• Több pont mindig jobb adatot jelent. A sűrűség csak ott segít, ahol a geometria indokolja.
• A szkennelés nem helyettesíti a tervező helyszíni bejárását. A tervezőnek továbbra is látnia kell az épületet és annak állapotát.