Ilmalaserkeilattujen korkeuksien georeferoinnin tarkistaminen tiekulkuneuvoon kiinnitetyn satelliittipaikantimen avulla
No Thumbnail Available
Journal Title
Journal ISSN
Volume Title
School of Engineering |
Master's thesis
Checking the digitized thesis and permission for publishing
Instructions for the author
Instructions for the author
Author
Date
2010
Department
Major/Subject
Geodesia
Mcode
Maa-6
Degree programme
Language
fi
Pages
61
Series
Abstract
Aerial laser scanning is quickly becoming the prime technology for acquisition of elevation data. Increased pulse rate frequency, 2 to 3 cm ranging accuracy and the exploitation of intensity data support the engineering scale mapping for the first time. Laser scanning system is also independent of traditional ground control points while providing a 3D point cloud acquired by means of directly geo-referenced ranging measurements oriented by the scanning angle and the GPS/INS-system. Yet there's several possible error sources relating to laser scanning while navigation errors being the most critical ones. The misalignment between IMU- and LiDAR-sensors is probably a main source of systematic errors and therefore careful calibration between these sensors is required for centimetre-level accuracy. Errors relating to GNSS/IMU -integration cannot be considered in the calibration process since their magnitude and impact change from one mission to another. Instead misalignment errors between IMU- and LiDAR-sensors can be detected and treated, in addition to strip adjustment, with ground control based correction transformations. In general an applicable ground control target for laser scanning provides good 3D -perceptivity and -accuracy while the positioning accuracy determines the lower boundary for the accuracy achievable for the method. In this thesis we investigate the possibility to use road network measured by a vehicle based satellite positioning receiver as a quickly measureable, geometrically extensive and economical ground control target for evaluation of laser scanning accuracy. A directive height accuracy of the pre-processed data used in the thesis was 15 cm which proved too pessimistic and the difference between the GPS- and LiDAR-heights was on an average 0-4 cm. RTK- and VRS-methods proved to be well applicable for verification of the LiDAR height accuracy level.Ilmalaserkeilauksesta on nopeasti kehittymässä ensisijainen menetelmä korkeustiedon hankintaan. Pulssitaajuuden kasvu, etäisyysmittauksen tarkkuuden parantuminen 2-3 cm:iin sekä intensiteettitiedon hyödyntäminen ovat nostaneet laserkeilauksen potentiaalia insinööritason kartoitusmenetelmäksi. Laserkeilausjärjestelmä on myös riippumaton perinteisistä maastotukipisteistä tuottaessaan suoraan 3D-pistepilven GPS/INS -orientoinnin ja keilauskulman avulla georeferoiduista etäisyyshavainnoista. Laserkeilaukseen liittyy kuitenkin useita mahdollisia virhelähteitä, joista kriittisimpiä ovat navigoinnista johtuvat virheet. Suurimmat systemaattiset virheet aiheutuvat mahdollisesti IMU- ja LiDAR-osien epäkohdistuksesta, joten näiden välinen huolellinen kalibrointi on edellytys suurta tarkkuutta edellyttäville sovelluksille. GNSS/IMU-integroinnin virheitä ei voida käsitellä kalibrointiprosessissa, sillä niiden suuruus ja vaikutus vaihtelee tehtävästä riippuen. Sen sijaan IMU- ja LiDAR-osien välisten epäkohdistusten aiheuttamia virheitä voidaan havaita ja käsitellä jonosovituksen lisäksi mm. maastotukeen perustuvien korjausmuunnosten avulla. Yleisesti laserkeilaukseen soveltuvalta maastotukikohteelta vaaditaan hyvää 3D-havaittavuutta ja -tarkkuutta, kohteen laadun määrittäessä alarajan menetelmällä saavutettavalle tarkkuudelle. Diplomityössä on tutkittu mahdollisuutta hyödyntää tieverkostoa ajoneuvoon kiinnitetyn kinemaattisen GPS:n avulla nopeasti mitattavana, geometrisesti kattavana ja edullisena maastotukikohteena laserhavaintojen tarkkuuden arviointiin. Esikäsitellyn laserpisteaineiston ohjeellinen korkeustarkkuus (15 cm) osoittautui luvattua paremmaksi ja ero GPS-havaintoihin oli keskimäärin 0-4 cm:n luokkaa tiedon käsittelytavasta riippuen. Tulosten puitteissa voitiin todeta RTK- ja VRS-menetelmien hyvä soveltuvuus korkeustarkkuustason varmentamiseen.Description
Supervisor
Vermeer, MartinThesis advisor
Rönnholm, PetriKeywords
airborne laser scanning, ilmalaserkeilaus, ground control points, maastotukitieto, RTK, RTK, VRS, VRS, accuracy of height measurements, korkeustarkkuus
