Factsheet scan2map. Factsheet

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1 Factsheet

2 KONZEPT In Zusammenarbeit mit der ETH Lausanne betreibt BSF Swissphoto ein kleines, flexibles und genaues luftgestütztes Messsystem (scan2map), welches einen Laserscanner, eine Digitalkamera und Navigationssensoren integriert. Einmalig in seiner Grösse und Präzision kann das System in wenigen Minuten in einen Helikopter eingebaut werden und manuell von einem Operator ausgerichtet werden. Somit können topographisch anspruchsvolle Gebiete präzise und hochauflösend kartographiert werden. ANWENDUNGEN Mögliche Anwendungsgebiete für scan2map sind: Topographische Grundlagendaten in anspruchsvollem Gelände: Felswände, Lawinenverbauungen, Steinbrüche Naturkatastrophen und Umweltmonitoring: Geologische Erkundung, Erdrutsche, Erosion, Murgänge, Gletscher, Lawinen, Überschwemmungen Infrastruktur-Management: Kiesgruben, Staumauern, Kraftwerke, Hochspannungsleitungen, Transportinfrastruktur (Strasse, Bahn), Forstwirtschaft Korridormapping: Seilbahn-, Strassenund Schienenbau, Pipelines, hydrologische Installationen Zivile Luftfahrt: Hinderniskarten Start- und Landekorridore für Punktwolke Luftbild Klassifizierte Punktwolke Orthophoto mit DOM DTM und Höhenkurven Amtliche Vermessung: Erfassung der Bodenbedeckung (Waldränder, Flussläufe) TIN - 3D Modell Die Kombination von LIDAR & Digitalkamera erlaubt die Generierung einer Vielzahl von Geoprodukten mit nur einer Befiegung

3 SPEZIFISCHE VORTEILE Keine spezifische Installation am Helikopter notwendig, dadurch sehr kurze Installationszeit Geringe Initialisierungskosten und kurze Reaktionszeit Schräg- und Nadiraufnahmen können im gleichen Messflug durchgeführt werden Möglichkeit auch sehr steile Gebiete mit hoher Genauigkeit zu kartographieren. Direkte Georeferenzierung Passpunkte im Messgebiet sind nicht nötig Gleichzeitige Erfassung von Bildund Laserdaten optimal zur Produktion von digitalen Geländemodellen und Orthophotos Keine Kalibrierung notwendig, da alle Sensoren fix auf einen Sensorblock montiert sind Kalibrierungswerte sind Installationsunabhängig REFERENZPROJEKTE Lodrino (TI) Guarda (GR) Monnaz (VD) Ennetbürgen (LU) Erstfeld (UR) Brinzauls (GR) Januar 2006 Hochauflösendes DTM (> 4 Punkte/m2) und Orthophoto (10 cm) für Kubaturberechnung in einem Steinbruch Februar 2007 DTM/DOM/Orthophoto zur Digitalisierung von Bodenbedeckungsklassen (Flüsse, Wald) für die amtliche Vermessung April 2009 Erstellung einer Flughinderniskarte für den Heliport der REGA basierend auf der LiDAR-Punktwolke August D-Erfassung einer Hochspannungsleitung, inklusive Masten und Vegetation welche die Leitungen gefährden könnte April 2008 Bestandesaufnahme einer steinschlaggefährdeten vertikalen Felswand, Erstellung von Profilen und Felskubaturen Oktober 2009 DTM/Orthophoto als Grundlage für Deformationsmessungen und Beurteilung von Geländebewegungen

4 FAQ Für welche Projektgrösse ist das System geeignet? Das System ist nicht fix am Helikopter installiert sondern wird im Flug manuell von einem Operator ausgerichtet. Des weiteren verfügt der Laser über eine relativ geringe Reichweite (typische Flughöhe zwischen m), daher eignet sich das System vor allem für topographisch anspruchsvolle Projekte welche eine Fläche von 10 km 2 und 50 km Korridorlänge nicht überschreiten. Kann das System beliebig installiert werden? Das System ist primär für Einsätze von einem Helikopter geeignet. Um den Sensorblock aufhängen zu können, muss der Helikopter über einen Aufhängepunkt (z.b. Seilwinde) verfügen. Viele Helikopterunternehmen verfügen auch über einbaubare Photositze, welche einen Aufhängepunkt beinhalten. Somit kann in den meisten Fällen die Zusammenarbeit mit einem lokalen Helikopterunternehmen erfolgen. Dies ermöglicht die Transfer- und Flugkosten tief zu halten. Welches sind die ökonomischen Vorteile des Systems? Das System besticht durch schnelle Einsetzbarkeit, hohe Genauigkeit und Kosteneffektivität für Projekte mit relativ geringer Fläche oder anspruchsvoller Topographie. Dank der direkten Georeferenzierung können die Daten innerhalb einiger weniger Tage berechnet und geliefert werden. Prodktionskosten/ha] (Ohne Einheit) Technologie Terrestrische Messverfahren Photogrammetrie Luftgestütztes Laserscanning scan2map [Fläche in Hektaren] tief hoch Messgeschwindigkeit ZUSÄTZLICHE INFOS & KONTAKT BSF Swissphoto AG Dorfstrasse 53 Postfach CH-8105 Regensdorf-Watt Tel Geodetic Engineering Laboratory Swiss Federal Institute of Technology Station 18 CH-1015 Lausanne

5 APPENDIX 1: TECHNISCHE DATEN GPS ANTENNE LASER SCANNER (LIDAR) INERTIAL NAVIGATION SYSTEM (INS) Data Rack: Kontrolliert die Messsensoren und die Datenaufzeichnung und stellt die autonome Stromversorgung für den Sensorblock sicher wird im Helikopter installiert DIGITALKAMERA Beweglicher Sensorblock: Kombiniert LIDAR / KAMERA / INS / GPS in einer rigiden Karbon-aluminium Struktur wird an einem Aufhängepunkt an der Seitentür des Heliopters installiert Systemparameter Bedingung Wert Digitalkamera (Hasselblad H2 + Imacon Backplane) Brennweite CCD Grösse 35mm Öffnungswinkel x m Radiometrische Auflösung Filter Laser ( Riegl LMS-Q240) Maximale Reichweite Minimale Reichweite Auflösung der Distanzmessung Modi zur Zielerkennung Wellenlänge Messfrequenz Öffnungswinkel des Laserstrahls Scanmuster Öffnungswinkel des Scanners Helle Flächen Dunkle Flächen 16 bit RGB and CIR 650 m 300 m 2 m 5 mm Erste Reflektion / Letzte Reflektion/ Alternativ 905 nm 10 KHz 3 mrad Parallele Scanlinien ± 30 (60 total) Winkelauflösung Scanfrequenz Breite des Messstreifens GPS (JAVAD Lexon-GGD) Messrate 6-80 Scanlinien/s 1.15 x Flughöhe 1-10 Hz IMU (Litton LN-200) Frequenzen L1/L2 IMU Genauigkeit (roll / pitch / yaw) 0.01 / 0.01 / 0.02 IMU Messrate 400 Hz

6 APPENDIX 2: FLUGSCENARIOS Operationelle Daten Bedingung Wert Höhe - Geschwindigkeit Quer x längs / Punktdichte Optimale Flughöhe für Erfassung von Hochspannungsleitungen Optimale Flughöhe für Erfassung von urbanem Gelände Optimale Flughöhe für Erfassung von ländlichem und gebirgigem 150m - 10m/s 0.4m x 0.4m / 5.8 Punkte/m 150m - 15 m/s 0.49m x 0.49m / 3.9 Punkte/m 150m - 20m/s 0.56m x 0.56m / 2.9 Punkte/m 200m - 10m/s 0.46m x 0.46m / 4.3 Punkte/m 200m - 15 m/s 0.56m x 0.56m / 2.9 Punkte/m 200m - 20m/s 0.65m x 0.65m / 2.2 Punkte/m 250m - 10m/s 0.51m x 0.51m / 3.5 Punkte/m 250m - 15 m/s 0.63m x 0.63m / 2.3 Punkte/m 250m - 20m/s 0.72m x 0.72m / 1.7 Punkte/m 150m 0.45m Grösse des 200m 250m 0.75m Digitalkamera Erwartete Einzelpunktgenauigkeit (inkl. GPS Fehler für DOP < 3) : horizontal / Höhe über Ground 0.1m (1 ) / 0.05m (1 ) 0.12m (1 ) / 0.07m (1 ) 0.15m (1 ) / 0.09m (1 ) Bildauflösung 150m 500m 5cm 8cm 13cm Bildgrösse (bei flachem 150m 160 x 500m 210 x 210m 320 x 320m 530 x 530m