hig.sePublications
Change search
CiteExportLink to record
Permanent link

Direct link
Cite
Citation style
  • apa
  • harvard-cite-them-right
  • ieee
  • modern-language-association-8th-edition
  • vancouver
  • Other style
More styles
Language
  • sv-SE
  • en-GB
  • en-US
  • fi-FI
  • nn-NO
  • nn-NB
  • de-DE
  • Other locale
More languages
Output format
  • html
  • text
  • asciidoc
  • rtf
Utvärdering av reflektorlös vägmätning med totalstation, laserskanner och UAS
University of Gävle, Faculty of Engineering and Sustainable Development, Department of Industrial Development, IT and Land Management, Land management, GIS.
University of Gävle, Faculty of Engineering and Sustainable Development, Department of Industrial Development, IT and Land Management, Land management, GIS.
2017 (Swedish)Independent thesis Basic level (degree of Bachelor), 10 credits / 15 HE creditsStudent thesis
Sustainable development
The essay/thesis is partially on sustainable development according to the University's criteria
Alternative title
Evaluation of reflectorless road surveying with total station, laser scanner and UAS (English)
Abstract [sv]

Denna studie undersöker reflektorlös mätning av vägmitt med totalstation samt skapande av markmodeller av vägar genom terrester laserskanning (TLS) och unmanned aerial system (UAS). Målet är att utvärdera metoder som undviker traditionell mätning på väg med handhållen prisma eftersom detta innebär att den som mäter måste befinna sig på vägen, vilket medför risker för trafikrelaterade olyckor samt kostnader för skyddsåtgärder.

Studieområdet är en asfaltsbelagd parkeringsyta med vita markeringar liknande väglinjer. Genom TLS och fotogrammetrisk bearbetning av UAS-bilder skapades punktmoln och sedan markmodeller över en 60x10 m yta. Toleransen för markmodeller av asfaltsytor beskrivs i SIS-TS 21144:2016, som anger att den maximalt tillåtna medelavvikelsen i höjd är 0,02 m. Markmodellerna från både TLS och UAS-fotogrammetri uppfyllde kraven och erhöll medelavvikelser på -0,001 m respektive 0,005 m.

Reflektorlös mätning som utförs från marknivå och ned mot terrängen med totalstation eller TLS resulterar i stora infallsvinklar, vilket i sin tur orsakar en förlängd träffbild. Pga. stråldivergens ökar dessutom träffbildens storlek med avstånd. En ytterligare faktor som påverkar reflektorlös mätning är mätobjektets reflektans. Asfalt har en reflektans på knappt 20 %, medan reflektansen hos de vitmålade markeringarna är tre gånger så hög. När det gäller TLS minskar dessutom punkttätheten, som påverkar vilka detaljer som kan identifieras, i samband med ökande avstånd.

Toleranserna för inmätning av kontrollpunkter har i denna studie satts till 0,05 m i plan och 0,02 m i höjd. Resultaten visar att reflektorlös totalstationsmätning mot väglinjer uppnår RMS under toleransgränsen på upp till 55 m från instrumentet. I plan syns en trend som visar att avvikelserna ökar i samband med avstånd/infallsvinkel. I höjd syns inte en lika tydlig trend men vid ett avstånd på 57,5 m ökar avvikelserna drastiskt i både plan och höjd, vilket får betraktas som ett överskridande av den maximala räckvidden.

Med dessa mätmetoder behöver hänsyn tas till bl.a. fri sikt, vägens utformning och skick, faktorer i omgivningen, trafikbelastning samt det rådande vädret. För både punktmoln och bilder behöver dessutom georeferering göras och lämplig upplösning bestämmas. Slutsatsen är dock att samtliga metoder kompletterar varandra och kan användas för insamling, kontroll, inpassning och komplettering av markmodeller och undviker samtidigt riskerna som medföljer handhållen prismamätning på väg. 

Abstract [en]

This study evaluates the potential of reflectorless total station (TS) measurements when surveying road centerlines and the creation of digital terrain models (DTM) of road surfaces based on terrestrial laser scanning (TLS) and unmanned aerial system (UAS). The aim is to evaluate methods that avoid traditional surveying using a handheld prism since this means that the surveyor must be on the road, which creates risks of traffic related accidents as well as costs for protective measures.

The study area is an asphalt-covered surface with white markings resembling roadlines. Through TLS and photogrammetric processing of UAS-images, pointclouds and subsequently DTM:s were created over a 60x10 m surface. The tolerance for DTM:s of asphalt-covered surfaces is specified in SIS-TS 21144:2016, which states a maximum average vertical deviation of 0,02 m. The DTM:s from the TLS and UAS-photogrammetry both fulfilled the requirements and obtained a quality of -0,001 m and 0,005 m respectively.

Reflectorless measurements performed from ground level and down toward the terrain with TS or TLS result in large angles of inclination, which in turn causes an extended footprint of the laser beam. Because of beam divergence the footprint expands further with longer distances. Another factor that affects reflectorless measurements is the reflectance of the surface. Asphalt has a reflectance of barely 20 % while the reflectance of the white painted markings is three times as high. Additionaly when it comes to TLS, the point cloud density, which affects what details can be identified, diminishes with increasing distance.

The tolerances for surveying of control points has in this study been set to 0,05 m horizontally and 0,02 m vertically. The results show that the reflectorless measurements of roadlines with TS achieves RMS below the tolerance limit up to 55 m from the instrument. The horizontal coordinates show a trend that the deviations increase with distance/angle of inclination. Vertically such a trend is not quite as clear, but at a distance of 57,5 m both the horizontal and vertical deviations increase drastically, which may be considered as exceeding the maximum range.

With these methods adherences to some limitations need to be taken into consideration, such as line of sight, the road’s shape and condition, environmental factors, traffic and the weather. Furthermore, for both point clouds and images georeferencing needs to be done and a suitable resolution determined. The conclusion however, is that all methods complement each other and can be used for collecting, checking, fitting and completing DTM:s while avoiding the risks that traditional surveying methods using handheld prism creates. 

Place, publisher, year, edition, pages
2017. , vi+33+bilagor p.
Keyword [en]
reflectorless surveying, laser scanning, TLS, UAS, DTM, roads
Keyword [sv]
reflektorlös mätning, laserskanning, TLS, UAS, markmodeller, vägar
National Category
Other Civil Engineering
Identifiers
URN: urn:nbn:se:hig:diva-25122OAI: oai:DiVA.org:hig-25122DiVA: diva2:1136993
Subject / course
Lantmäteriteknik
Educational program
Surveying
Supervisors
Examiners
Available from: 2017-09-04 Created: 2017-08-29 Last updated: 2017-09-04Bibliographically approved

Open Access in DiVA

Ghanim_Holmström_2017(2125 kB)13 downloads
File information
File name FULLTEXT01.pdfFile size 2125 kBChecksum SHA-512
83be202b8e031ccce46c39d59dc0a047b8c05d398cf4686f6d94a914680d3d8395045356ff1b82fb069383e26d7dbf3dd71437c0656a40ca72f7d969121191cb
Type fulltextMimetype application/pdf

Search in DiVA

By author/editor
Ghanim, DannyHolmström, Max
By organisation
Land management, GIS
Other Civil Engineering

Search outside of DiVA

GoogleGoogle Scholar
Total: 13 downloads
The number of downloads is the sum of all downloads of full texts. It may include eg previous versions that are now no longer available

Total: 65 hits
CiteExportLink to record
Permanent link

Direct link
Cite
Citation style
  • apa
  • harvard-cite-them-right
  • ieee
  • modern-language-association-8th-edition
  • vancouver
  • Other style
More styles
Language
  • sv-SE
  • en-GB
  • en-US
  • fi-FI
  • nn-NO
  • nn-NB
  • de-DE
  • Other locale
More languages
Output format
  • html
  • text
  • asciidoc
  • rtf