Terrester laserskanning vs terrester fotogrammetri: En jämförelse vid dokumentation av träd & DBH
2024 (Swedish)Independent thesis Basic level (university diploma), 10 credits / 15 HE credits
Student thesis
Abstract [sv]
Möjligheten att använda TLS och terrester (digital) fotogrammetri i skogsrelaterade miljöer samt att skapa 3D-punktmoln lyfts fram. Biofysiska parametrar och egenskaper hos träd behandlas i texten där främst diameter vid brösthöjd (DBH) framkommer ofta. Traditionell skogsbruksmätning har begränsningar vid mätning av vissa parametrar som krondjup och låg kronhöjd, vilket TLS adresserar mer effektivt. Övervakning av biomassa för skog är mycket viktig för att kartlägga koldioxidnivåer, bioenergi, biobränsle och potentiella skogsfaror. Detta tyder på att biomassor och parametrar såsom DBH är väldigt viktigt för att bevara skogsmiljöer. Målet för studien är att utreda skillnaderna mellan TLS och terrester fotogrammetri samt att ta reda på de bästa metoderna vid dokumentering av träd i parkmiljö. Denna studie genomförs därför för att undersöka skillnaderna mellan TLS och terrester fotogrammetri i dokumentation och validering av vanliga skogsattribut som används för att mäta trädens olika attribut. Ett sådant skogsattribut innefattar diameter vid brösthöjd (DBH). Beräkningar av RMS i plan och höjd samt medelavvikelsen utfördes även för att bedöma hur TLS och terrester fotogrammetri skiljer sig från ett sant värde.
Ute i fält utfördes totalt 4 fria stationsetableringar som mättes in med ca 6 bakåtobjekt. Kontroll och- stödpunkter mättes in med totalstation som sedan jämfördes med punkmolnsdata samt även användes för georeferering. Även sfärer etablerades och mättes in runt området som användes för georeferering. Under databearbetning så har främst Trimble RealWorks, Agisoft Metashape och Excel använts. Avgränsningar i studien var Regementsparken i Gävle och handlar för det mesta om terrester fotogrammetri och TLS. Studien visar att TLS har bättre punktmolnskvalitet i form av fler antal punkter (cirka 396 miljoner) än vad terrester fotogrammetri kan åstadkomma (cirka 27 - 33 miljoner). Däremot visades det att den sistnämnda föredras när det kommer till kostnad, där kostnaderna för iPhone 13 och Redmi Note 10 Pro är mycket lägre kontra laserskanner Trimble x7. Mobilitet och tillgänglighet för de tre instrumenten visar även på att smartphones föredras.
Vidare så visar studien att multipoint och- cylindermetoden producerar snarlika värden på DBH avvikelser. Där det minsta uppmätta värdet för multipoint var 0,005 cm, och högsta 0,417 cm. För cylinder-metoden blev minsta -0,009 cm och högsta 1,174 cm. Angående RMS så framkommer det att i plan så presterar iPhone 13 sämst, och i höjd presterar Redmi Note 10 Pro sämst. Generellt sätt så visar resultaten att bägge mätmetoder presterar på mm-nivå.
Abstract [en]
The possibillity to use TLS and terrestrial (digital) photogrammetry in forest-related environments and to create 3D point clouds is highlighted. Biophysical parameters that form tree characteristics are addressed in the text. Traditional forestry measurements have limitations when measuring certain parameters such as crown depth and low crown height, which TLS addresses more effectively. The surveillance of biomass in forestry is important for mapping carbon dioxide, bioenergy, biofuel and potential forest hazards. This indicates that biomass and parameters such as DBH are very important for preserving forest environments. The goal of the study is to investigate the differences between TLS and terrestrial photogrammetry and to identify the best methods for documenting trees in park environment. This study is conducted to examine the differences between TLS and terrestrial photogrammetry in the documentation and validation of a common forest attribute, specifically Diameter at breast height (DBH). Calculations of RMS in planimetry and height as well as the mean derivation, were also performed to assess how TLS and terrestrial photogrammetry differ from a true value.
A total of 4 free station setups were performed with 6 measured backsight objects in the field. Check and- control points were measured with a totalstation that were later compared with the pointcloud data as well as used for georeferencing. Spheres were also established and measured around the study area and was used for the georeferencing. During dataprocessing the following programs were used; Trimble RealWorks, Agisoft Metashape and Excel. The study was bound to Regementsparken in Gävle and focuses on TLS and terrestrial photogrammetry. The study shows that TLS provides better point cloud quality in terms of a higher number of points (approximately 396 million) compared to what terrestrial photogrammetry can achieve (approximately 27 – 33 million). It was shown that the latter is preferred in terms of cost, with the for Apple iPhone 13 and Redmi Note 10 Pro being much lower compared to the Trimble X7 laser scanner. The mobility and accessibility of the three instruments also indicate a preference for smartphones.
The study shows that multipoint and- cylinder method produces similar values according to the DBH deviations. The smallest value for the multipoint method was 0,005 cm, and the highest 0,417 cm. For the cylinder method the smallest value calculated were -0,009 cm and the highest 1,174 cm. Regarding RMS, the study shows in planimetry that iPhone 13 performed the worst, and in height Redmi Note 10 Pro performed worst. Generally, the results show that both methods perform in millimetre levels.
Place, publisher, year, edition, pages
2024. , p. 52 + bilagor
Keywords [en]
Terrestrial laser scanning (TLS), terrestrial photogrammetry, point cloud, cylinder method, multipoint-method, diameter at breast height (DBH), forest, park environment.
Keywords [sv]
Terrester laserskanning (TLS), terrester fotogrammetri, punktmoln, cylinder metoden, multipoint-metoden, diameter vid brösthöjd (DBH), skog, parkmiljö.
National Category
Civil Engineering
Identifiers
URN: urn:nbn:se:hig:diva-45199OAI: oai:DiVA.org:hig-45199DiVA, id: diva2:1882753
Subject / course
Lantmäteriteknik
Educational program
Surveying
Supervisors
Examiners
2024-08-052024-07-072025-10-02Bibliographically approved