Heritage Grain Silos Διατηρούνται Ψηφιακά μέσω Ενσωματωμένου UAV και 3D Laser Scanning Survey

Επισκόπηση έργου

Με δεκαετίες εμπειρίας στην παροχή λύσεων τοπογραφίας, χαρτογράφησης και αποτύπωσης πραγματικότητας σε έργα βιομηχανικής, υποδομής, πολιτιστικής κληρονομιάς και αστικής ανανέωσης, η Tianbaonet συνεχίζει να βοηθά τους πελάτες να μετατρέψουν σύνθετα φυσικά περιουσιακά στοιχεία σε ακριβή ψηφιακά μοντέλα.

Σε ένα πρόσφατο έργο διατήρησης της πολιτιστικής κληρονομιάς στην περιοχή Δέλτα του ποταμού Pearl του Γκουανγκντόνγκ της Κίνας, η Tianbaonet ολοκλήρωσε με επιτυχία την τοπογραφία υψηλής ακρίβειας και τη χαρτογράφηση πρόσοψης ενός ιστορικού συγκροτήματος σιλό σιτηρών χρησιμοποιώντας μια ολοκληρωμένη ροή εργασίας απόκτησης δεδομένων από εναέρια και εδάφη.

Το έργο αφορούσε οκτώ κυλινδρικά σιλό σιτηρών και πολλά ορθογώνια κτίρια αποθήκευσης που κατασκευάστηκαν μεταξύ της δεκαετίας του 1950 και του 1970. Ως σημαντικοί μάρτυρες της βιομηχανικής και αγροτικής ανάπτυξης της περιοχής, αυτές οι δομές εξετάζονται τώρα για συντήρηση, ανακαίνιση και προσαρμοστική επαναχρησιμοποίηση. Η ακριβής γεωμετρική τεκμηρίωση ήταν επομένως απαραίτητη για τη μελλοντική συντήρηση, τον σχεδιασμό αποκατάστασης και την ψηφιακή αρχειοθέτηση.

The Challenge: Surveying Complex Ιστορικές Δομές

Ο πελάτης απαιτούσε ακριβείς υπολογισμούς για:

• Κυλινδρικές επιφάνειες τοίχου

• Κωνικές επιφάνειες στέγης

• Περιφέρειες και διαστάσεις

• Λεπτομερή σχέδια πρόσοψης για κάθε σιλό

Ωστόσο, πολλές προκλήσεις κατέστησαν αναποτελεσματικές τις συμβατικές μεθόδους τοπογραφίας:

Σύνθετη καμπύλη γεωμετρία

Το κυλινδρικό σχήμα των σιλό έκανε τις παραδοσιακές μετρήσεις ολικών σταθμών σημείο προς σημείο δύσκολες και χρονοβόρες. Η σύλληψη επαρκών σημείων για ακριβή προσαρμογή καμπύλης θα αύξανε σημαντικά τη διάρκεια της εργασίας πεδίου.

Προϋποθέσεις περιορισμένης τοποθεσίας

Η βιομηχανική εγκατάσταση διέθετε στενούς δρόμους πρόσβασης, ανώμαλο έδαφος, πυκνή βλάστηση και περιορισμένες γραμμές όρασης, δημιουργώντας εμπόδια για τον συμβατικό τοπογραφικό εξοπλισμό.

Δυσπρόσιτες Κατασκευές Στέγες

Οι υπερυψωμένες κωνικές στέγες και τα ανοίγματα εξαερισμού ήταν δύσκολο να προσεγγιστούν με ασφάλεια από το επίπεδο του εδάφους, καθιστώντας την πλήρη συλλογή δεδομένων δύσκολη.

Για να ξεπεράσει αυτούς τους περιορισμούς, η Tianbaonet σχεδίασε μια ολοκληρωμένη λύση λήψης πραγματικότητας που συνδυάζει φωτογραμμετρία UAV και φορητή σάρωση LiDAR.

Η Λύση: Ολοκληρωμένη εναέρια και επίγεια αποτύπωση

Η Tianbaonet εφάρμοσε μια ολοκληρωμένη ροή εργασιών εναέριας τοπογραφίας βασισμένη στο China Geodetic Coordinate System 2000 (CGCS2000), διασφαλίζοντας ακριβή ευθυγράμμιση μεταξύ όλων των συνόλων δεδομένων.

Εναέρια Έρευνα Πλήρους Κάλυψης Στέγης

Για την τεκμηρίωση στέγης και άνω κατασκευής, η ομάδα ανέπτυξε ένα DJI Mavic 3 Enterprise εξοπλισμένο με:

• Ευρυγώνια κάμερα 4/3 CMOS

• Μηχανικό κλείστρο

• Μονάδα εντοπισμού θέσης RTK

Η αποστολή UAV σχεδιάστηκε προσεκτικά για να εξασφαλιστεί η πλήρης κάλυψη των οροφών του σιλό και των άνω προσόψεων.

Οι βασικές παράμετροι πτήσης περιλαμβάνονται:

• Υψόμετρο πτήσης που υπερβαίνει τις γύρω κατασκευές

• 85% εμπρός και πλευρική επικάλυψη

• Γεωαναφορά με δυνατότητα RTK εντός του εθνικού πλαισίου συντεταγμένων

Αυτή η προσέγγιση επέτρεψε τη σύλληψη περιοχών απρόσιτων για το προσωπικό και τον συμβατικό εξοπλισμό διατηρώντας παράλληλα υψηλή γεωμετρική ακρίβεια.

Επίγεια σάρωση LiDAR για λεπτομερείς προσόψεις

Για να καταγράψει τις κάθετες δομές και τις αρχιτεκτονικές λεπτομέρειες, η Tianbaonet χρησιμοποίησε τον φορητό τρισδιάστατο σαρωτή λέιζερ Lingguang L2 Pro.

Ο σαρωτής παρείχε:

• Οπτικό πεδίο 360° * 270°

• Συλλογή δεδομένων με βάση το κινητό SLAM

• Ενσωμάτωση RTK σε πραγματικό χρόνο

• Έγχρωμη δημιουργία σύννεφων σημείων

Οι χειριστές περπατούσαν ελεύθερα γύρω από τα σιλό, τις σκάλες, τα ανοίγματα εξαερισμού και τους εσωτερικούς χώρους, συλλέγοντας γρήγορα δεδομένα σύννεφων σημείων υψηλής πυκνότητας.

Η κινητικότητα του συστήματος το έκανε ιδιαίτερα αποτελεσματικό στο περιορισμένο βιομηχανικό περιβάλλον όπου ο εξοπλισμός που βασίζεται σε τρίποδο θα ήταν δύσκολο να αναπτυχθεί.

Ροή Εργασιών και Επεξεργασία Δεδομένων

Λήψη δεδομένων πεδίου

Η επιτόπια έρευνα περιελάμβανε:

1. Σχεδιασμός πτήσης UAV και εναέρια λήψη εικόνων

2. Σάρωση εξωτερικής πρόσοψης

3. Σάρωση εσωτερικού σιλό

4. Ενιαίος έλεγχος συντεταγμένων με χρήση CGCS2000

Συνδυάζοντας εναέρια και επίγεια σύνολα δεδομένων, η Tianbaonet εξασφάλισε την πλήρη κάλυψη όλων των ορατών δομικών στοιχείων.

Αεροφωτογραφία Matrice 3E της κορυφής του σιλό σιτηρών

Χρησιμοποιήστε το L2pro για να σαρώσετε τη σιταποθήκη

Επεξεργασία Δεδομένων και Δημιουργία Μοντέλων

Μετά την απόκτηση δεδομένων, η ροή εργασίας περιελάμβανε:

• Εναέριος τριγωνισμός και φωτογραμμετρική ανακατασκευή

• Προεπεξεργασία νέφους σημείου LiDAR

• Μείωση θορύβου και εγγραφή

• Σύντηξη δεδομένων αέρος-εδάφους

• Πλήρης δημιουργία χρωματισμένου νέφους σημείων

Το μοντέλο που προέκυψε παρείχε μια υψηλής ακρίβειας ψηφιακή αναπαράσταση ολόκληρου του συγκροτήματος σιλό σιτηρών, συμπεριλαμβανομένων των προηγουμένως απρόσιτων κατασκευών στέγης.

Μετά τον εναέριο τριγωνισμό, δημιουργείται μια τρισδιάστατη ανακατασκευή και εξάγεται ως μοντέλο LAS.

Μοντέλο χρωματισμένου σημείου σιλό σιταριού

Grain Silo Interior Point Cloud

Χάρτης διάταξης σιλό σιτηρών

Τα δεδομένα νέφους σημείου οροφής των σιλό σιτηρών αποκτήθηκαν επιτυχώς χρησιμοποιώντας ενσωματωμένη σάρωση UAV και εδάφους.

Μηχανικά Παραδοτέα

Τα δεδομένα σύννεφου συγχωνευμένων σημείων εισήχθησαν στο λογισμικό CAD για λεπτομερή μηχανική ανάλυση.

Χρησιμοποιώντας τεχνικές εξαγωγής διατομής και γεωμετρικής προσαρμογής, η Tianbaonet δημιούργησε:

• Ακριβείς μετρήσεις περιφέρειας

• Υπολογισμοί επιφάνειας

• Σημειώσεις διαστάσεων

• Ανυψωτικά σχέδια πρόσοψης σε κλίμακα 1:1

Αυτά τα παραδοτέα παρέχουν αξιόπιστα δεδομένα αναφοράς για μελλοντικές δραστηριότητες ανακαίνισης, συντήρησης και δομικής αξιολόγησης.

Αποτελέσματα Έργου

Η ολοκληρωμένη τοπογραφική προσέγγιση έδωσε πολλά βασικά αποτελέσματα:

Πλήρης Ψηφιακή Τεκμηρίωση

Το έργο αποτύπωσε με επιτυχία όλα τα ορατά δομικά στοιχεία, συμπεριλαμβανομένων των τμημάτων στέγης που θα ήταν δύσκολο ή μη ασφαλές να μετρηθούν χρησιμοποιώντας παραδοσιακές μεθόδους.

Ακριβείς υπολογισμοί επιφάνειας

Δημιουργήθηκαν λεπτομερείς μετρήσεις κυλινδρικών τοίχων και κωνικών επιφανειών οροφής και για τα οκτώ σιλό σιτηρών.

Υψηλής ποιότητας Τεχνικά Σχέδια

Παρήχθησαν ολοκληρωμένα σχέδια προσόψεων, διατάξεις διαστάσεων και σχολιασμοί περιφέρειας για την υποστήριξη εφαρμογών μηχανικής.

Μακροπρόθεσμα Ψηφιακά Περιουσιακά Στοιχεία

Ο πελάτης έλαβε ένα πλήρες σύνολο ψηφιακών πόρων, συμπεριλαμβανομένων:

• Χρωματισμένα σύννεφα σημείων

• τρισδιάστατα μοντέλα

• Σχέδια CAD

• Σύνολα δεδομένων μετρήσεων

Αυτά τα περιουσιακά στοιχεία μπορούν να υποστηρίξουν μελλοντική παρακολούθηση, σχεδιασμό αποκατάστασης, σχεδιασμό ανακαίνισης και πρωτοβουλίες διατήρησης ψηφιακής κληρονομιάς.

Ολοκληρωμένο μοντέλο χρωματισμένου σημείου νέφους εναέριας-εδάφους του συγκροτήματος Grain Silo

Υπολογισμός Περιφέρειας σε CAD

Σχέδιο χωρίς περιτύλιγμα πρόσοψης των οκτώ κυλινδρικών σιλό σιτηρών

Υπολογισμός επιφανειών κυλίνδρων, κόλουρων κώνων και κώνων με διαστάσεις σιλό πλήρους κλίμακας

Γιατί έχει σημασία η ολοκληρωμένη αποτύπωση πραγματικότητας

Αυτό το έργο καταδεικνύει την αποτελεσματικότητα του συνδυασμού φωτογραμμετρίας UAV με φορητή σάρωση LiDAR για δύσκολα βιομηχανικά έργα και έργα τεκμηρίωσης πολιτιστικής κληρονομιάς.

Σε σύγκριση με τις συμβατικές μεθόδους τοπογραφίας, η ολοκληρωμένη ροή εργασίας παρείχε:

• Ταχύτερη συλλογή δεδομένων πεδίου

• Μειωμένοι περιορισμοί πρόσβασης στον ιστότοπο

• Ολοκληρωμένη κάλυψη χωρίς τυφλά σημεία

• Ακρίβεια σε επίπεδο εκατοστών

• Βελτιωμένη απόδοση για καμπύλες και ακανόνιστες κατασκευές

Το πιο σημαντικό, επέτρεψε τη δημιουργία μιας πλήρους ψηφιακής καταγραφής ιστορικά σημαντικών κτιρίων, ελαχιστοποιώντας παράλληλα την αναστάτωση στον χώρο.

Σχετικά με την Tianbaonet

Η Tianbaonet έχει εκτεταμένη εμπειρία στην παροχή τοπογραφικών, χαρτογραφήσεων, τρισδιάστατης σάρωσης λέιζερ, φωτογραμμετρίας UAV, λήψης πραγματικότητας βάσει SLAM και ψηφιακών δίδυμων λύσεων σε ένα ευρύ φάσμα βιομηχανιών.

Από βιομηχανικές εγκαταστάσεις και περιουσιακά στοιχεία υποδομής έως χώρους πολιτιστικής κληρονομιάς και έργα αστικής ανανέωσης, η Tianbaonet βοηθά τους οργανισμούς να συλλαμβάνουν, να διαχειρίζονται και να χρησιμοποιούν χωρικά δεδομένα με μεγαλύτερη αποτελεσματικότητα και ακρίβεια.

Καθώς η ζήτηση για διαχείριση ψηφιακών περιουσιακών στοιχείων και διατήρηση της πολιτιστικής κληρονομιάς συνεχίζει να αυξάνεται, η Tianbaonet παραμένει προσηλωμένη στην παροχή καινοτόμων γεωχωρικών τεχνολογιών που γεφυρώνουν το χάσμα μεταξύ του φυσικού κόσμου και του ψηφιακού του μέλλοντος.