PLATO
Agentschap voor Innovatie door Wetenschap en Technologie
Project Laserscanning: Technologische kennisOverdracht
Departement Toegepaste Ingenieurswetenschappen Campus Schoonmeersen
Departement Industrieel Ingenieur Campus Gent
PLATO WERKPAKKET 2.1 EN 2.2
RESULTATEN VAN DE GEVALSTUDIES MET BETREKKING TOT HET MEETPROCES EN DE VERWERKINGSFASE
Auteurs:
Sara De Clerck – Hogeschool Gent Greet Deruyter – Hogeschool Gent Lieselot Christiaen - KAHO Sint-Lieven
Agentschap voor Innovatie
PLATO
door Wetenschap en Technologie
Project Laserscanning: Technologische kennisOverdracht
Inhoudsopgave
Inhoudsopgave.................................................................................................................................... i Overzicht figuren ............................................................................................................................... ii Overzicht tabellen ............................................................................................................................. iii 1.
Inleiding .....................................................................................................................................1
2.
Verklaring keuze van de casestudies ...........................................................................................2
3.
Casestudies .................................................................................................................................3 Casestudie 1: Elsbos Dendermonde......................................................................................3
3.1.1
Situering van het studiegebied ......................................................................................3
3.1.2
Meetproces ..................................................................................................................6
3.1.2.1
Meetproces met totaalstation ........................................................................................6
3.1.2.1
Meetproces met laserscanning ......................................................................................7
3.1.3
Verwerkingsfase ..........................................................................................................8
3.1.3.1
Verwerkingsfase van opmeting met totaalstation ..........................................................8
3.1.3.2
Verwerkingsfase van opmeting met laserscanner ..........................................................9
3.1.4
Vergelijking tussen meting met totaalstation en laserscanning .................................... 11
3.2
Casestudie 2: Belfort Brugge ............................................................................................. 13
3.2.1
Situering van het studiegebied .................................................................................... 13
3.2.2
Meetproces ................................................................................................................ 14
3.2.2.1
Voorbereiding ............................................................................................................ 14
3.2.2.2
Uitvoering opmeting .................................................................................................. 16
3.2.3
Verwerkingsfase ........................................................................................................ 25
3.2.3.1
Registratie ................................................................................................................. 25
3.2.3.2
Verwerking met Cloudworx ....................................................................................... 37
3.2.3.3
Walkthrough .............................................................................................................. 42
3.2.4
Conclusies ................................................................................................................. 42
Inhoudsopgave
3.1
i
Agentschap voor Innovatie
PLATO
door Wetenschap en Technologie
Project Laserscanning: Technologische kennisOverdracht
Overzicht figuren Figuur 1: Kaart met situering van het gebied Elsbos in de regio (Bron: Studiebureau VDS planning en Stad Dendermonde) ............................................................................................................................4 Figuur 2: Kaart met situering van het gebied Elsbos in zijn omgeving (Bron: Studiebureau VDS planning en Stad Dendermonde) .........................................................................................................5 Figuur 3: foto van het gebied Elsbos te Dendermonde .........................................................................6 Figuur 4: Pentax R300X......................................................................................................................6 Figuur 5: Prisma .................................................................................................................................6 Figuur 6: Leica ScanSation C10 ..........................................................................................................7 Figuur 7: 6" rond target (Leica) ...........................................................................................................7 Figuur 8: Onbewerkte geregistreerde scan van Elsbos te Dendermonde ...............................................8 Figuur 9: plan bestaande toestand bekomen door opmeting met totaalstation .......................................9 Figuur 10: plan bestaande toestand bekomen door opmeting met laserscanning ................................. 10 Figuur 11: plan voor vergelijking meting met totaalstation en laserscanning ...................................... 11 Figuur 12: Aanduiding Brugge op kaart ............................................................................................ 13 Figuur 13: Aanduiding Belfort op kaart van Brugge .......................................................................... 14 Figuur 14: Opdeling toren om homogene resolutie te bekomen ......................................................... 15 Figuur 15: Leica ScanSation C10 ...................................................................................................... 16 Figuur 16: 6" rond target (Leica) ....................................................................................................... 16 Figuur 17: Aanduiding veelhoekspunten ........................................................................................... 17 Figuur 18: Detail veelhoekspunten 11-15 op binnenkoer Belfort ....................................................... 18 Figuur 19: Foto's van tijdens opmeting veelhoek ............................................................................... 19 Figuur 20: Foto van scanner met Belfort op achtergrond ................................................................... 19 Figuur 21: Aanduiding scanposities (SC) en targets (a-z)................................................................... 20
Figuur 23: Aanduiding scanposities (SC) en targets ba-ca in hallen ................................................... 22 Figuur 24: Foto van een stuk van de Hallen op de eerste verdieping .................................................. 23 Figuur 25: Foto's van opmeting in toren en schatkamer ..................................................................... 24 Figuur 26: Bekomen fouten bij target-to-target registratie (methode 1) .............................................. 26
Overzicht figuren
Figuur 22: Aanduiding scanposities (SC) en targets aa-as op binnenkoer ........................................... 21
ii
Agentschap voor Innovatie
PLATO
door Wetenschap en Technologie
Project Laserscanning: Technologische kennisOverdracht
Figuur 27: Bekomen fouten bij cloud-to-cloud registratie (methode 1)............................................... 26 Figuur 28: Bekomen fouten bij target-to-target (23, 24, 25 en 28/03) en cloud-to-cloud (22/03) registratie .......................................................................................................................................... 28 Figuur 29: Bekomen fouten bij cloud-to-cloud registratie .................................................................. 31 Figuur 30: Bekomen fouten bij combinatie van target-to-target en cloud-to-cloud registratie ............. 34 Figuur 31: Bekomen fouten bij target-to-target registratie van de schatkamer met de coördinaten van de heenmeting naar de schatkamer met het totaalstation .................................................................... 36 Figuur 32: voorbeeld van doorsnede voor voorgevel ......................................................................... 37 Figuur 33: Beeld uit Cloudworx met het 2D plan van de toren, getekend op de puntenwolk............... 38 Figuur 34: Voorbeeld van hoge graad van detail bij het gebruik van laserscanning ............................ 39 Figuur 35: Volledig vooraanzicht Belfort Brugge, getekend in Cloudworx ........................................ 40 Figuur 36: Beeld van het achteraanzicht, getekend op de puntenwolk ................................................ 41 Figuur 37: Volledig achteraanzicht Belfort Brugge, getekend in Cloudworx ...................................... 41
Overzicht tabellen Tabel 1: Verschil tussen coördinaten van targets na cloud-to-cloud registratie ................................... 27 Tabel 2: Verschil tussen coördinaten targets na cloud-to-cloud en target-to-target registratie ............. 29 Tabel 3: Verschil tussen coördinaten targets na cloud-to-cloud registratie.......................................... 31 Tabel 4: Verschil tussen coördinaten targets bij combinatievan target-to-target en cloud-to-cloud
Overzicht tabellen
registratie .......................................................................................................................................... 35
iii
Agentschap voor Innovatie
PLATO
door Wetenschap en Technologie
Project Laserscanning: Technologische kennisOverdracht
1. Inleiding In de vorige werkpakketten werden de drempels voor de doorbraak van laserscanning onderzocht en op een rijtje gezet. Daarnaast werd er ook een vergelijking van de verschillende meettechnieken en een opsomming van de verschillende toepassingsmogelijkheden van laserscanning gemaakt. Dit gebeurde op basis van een uitgebreide literatuurstudie. Het doel van de werkpakketten 2.1 en 2.2 is na te gaan wat de praktische haalbaarheid en de meerwaarde van laserscanning is ten opzichte van andere technieken. De verschillende casestudies werden gekozen met het oog op de typische taken van de Vlaamse landmeter om zo de interesse bij de doelgroep op te wekken en tevens drempelverlagend te werken. Een tweede doel van deze werkpakketten is te toetsen of de conclusies gemaakt in werkpakketten 1.2
Inleiding
moeten bijgestuurd worden.
1
Agentschap voor Innovatie
PLATO
door Wetenschap en Technologie
Project Laserscanning: Technologische kennisOverdracht
2. Verklaring keuze van de casestudies Als eerst casestudie werd de opmeting van het terrein Elsbos in Dendermonde gekozen. Dit is een terrein van ongeveer 20 ha waar nu nog vooral weiden en velden zijn, maar dat binnenkort verkaveld zal worden. Dit deel van het terrein werd vorig jaar helemaal opgemeten met een totaalstation in het kader van het multidisciplinair project van het masterjaar INWE landmeten (Hogeschool Gent). Zowel de meet- als verwerkingstijd zijn gekend. Bovendien zijn ook alle plannen en berekeningen zowel digitaal als op papier beschikbaar. Dit maakt dit project geschikt als basis voor één van de gevalstudies. Voor de tweede casestudie werd gekozen voor het Belfort van Brugge. Laserscanning is immers (naast fotografie) het middel bij uitstek om historische gebouwen te documenteren. Vaak bezitten deze gebouwen nog niet de rechtlijnigheid van de hedendaagse architectuur, waardoor deze structuren vol bogen, fijne details en vaak kromgetrokken muren moeilijk documenteerbaar zijn met fotogrammetrie of totaalstations. Om de kracht van laserscanning voor deze toepassing aan te tonen, werd een historisch gebouw gezocht dat enkele uitdagingen bezat, maar toch in grote mate kon opgemeten worden binnen de tijdspanne van een week. Via contacten met de stadsdiensten van Brugge werd gekozen voor het belfort. Verder werden nog enkel andere gevalstudies uitgevoerd die telkens in een ander aspect van het beroep van landmeter-expert aan bod komen en nog niet aan bod kwamen in de vorige gevalstudies. Zo werden onder andere een deel van de campus Schoonmeersen van Hogeschool Gent opgemeten en gevisualiseerd, werden de vervormingen op stalen platen als gevolg van explosies gevisualiseerd en werden lengte- dwarsprofielen gegenereerd van een weg. Bij de verwerking van de data werd gebruik gemaakt van software van verschillende producenten: Cyclone, Cyclone II Topo en Cloudworx (Leica), RealWorks (Trimble), AutoCad (Autodesk),
Verklaring keuze van de casestudies
Pointools (Pointools Ltd)
2
Agentschap voor Innovatie
PLATO
door Wetenschap en Technologie
Project Laserscanning: Technologische kennisOverdracht
3. Casestudies
3.1 Casestudie 1: Elsbos Dendermonde
3.1.1 Situering van het studiegebied Het studiegebied bevindt zich in het oosten van de stad Dendermonde. Deze stad is gelegen in de driehoek Gent-Antwerpen-Brussel en kent een oppervlakte van 5515 ha. De stad maakt deel uit van de provincie Oost-Vlaanderen en het arrondissement Dendermonde. Buurgemeenten zijn kloksgewijs Zele, Hamme, Buggenhout, Lebbeke, Aalst, Lede, Wichelen en Berlare. Dendermonde is opgebouwd uit acht deelgemeenten: Appels, Baasrode, Dendermonde, Grembergen,
Casestudies
Mespelare, Oudegem, Schoonaarde en Sint-Gillis.
3
Agentschap voor Innovatie
PLATO
door Wetenschap en Technologie
Project Laserscanning: Technologische kennisOverdracht
Figuur 1: Kaart met situering van het gebied Elsbos in de regio (Bron: Studiebureau VDS planning en Stad Dendermonde)
Ten zuiden van het studiegebied bevindt zich de spoorlijn Mechelen-Dendermonde. Langs het oosten,
kennen. Dit gebied is ruimtelijk volledig opgenomen binnen de verstedelijkte ruimtelijke structuur van de kern Sint-Gillis.
Casestudies
noorden en westen is deze site omgeven door verschillende woonstraten die een vrij dichte bebouwing
4
Agentschap voor Innovatie
PLATO
door Wetenschap en Technologie
Project Laserscanning: Technologische kennisOverdracht
Ten Oosten van het gebied bevindt zich de drukke gewestweg N41 e het bedrijventerrein Hoogveld.
Casestudies
Figuur 2: Kaart met situering van het gebied Elsbos in zijn omgeving (Bron: Studiebureau VDS planning en Stad Dendermonde)
5
Agentschap voor Innovatie
PLATO
door Wetenschap en Technologie
Project Laserscanning: Technologische kennisOverdracht
Figuur 3: foto van het gebied Elsbos te Dendermonde
3.1.2 Meetproces
3.1.2.1
Meetproces met totaalstation
De opmetingen met het totaalstation werden uitgevoerd door twee studenten van master in de Industriele Wetenschappen Landmeten met een totaalstation van het type Pentax R300X.
Figuur 4: Pentax R300X
Figuur 5: Prisma
Voor de opmetingen werd een veelhoek gelegd. Het totaalstation werd daarna opgesteld op de verschillende veelhoekpunten om zo het hele terrein in detail op te meten. Hierbij werd gericht op een
Bij de opmetingen werden er codes toegevoegd aan de punten. Hierbij werd gebruik gemaakt van de GRB-codering.
Casestudies
prisma dat op een valstok bevestigd werd.
6
Agentschap voor Innovatie
PLATO
door Wetenschap en Technologie
Project Laserscanning: Technologische kennisOverdracht
De opmetingen werden gespreid over verscheidene vrijdagen en zaterdagen. De totale opmeettijd bedroeg vijf dagen voor een oppervlakte van 12 ha.
3.1.2.1
Meetproces met laserscanning
De opmetingen met de laserscanner werden uitgevoerd door het PLATO-team. Hierbij werd gebruik gemaakt van de Leica ScanStation C10 en HDS 6" ronde targets van Leica
Figuur 6: Leica ScanSation C10
Figuur 7: 6" rond target (Leica)
Tijdens het opmeten werd gebruik gemaakt van de optie “traverse” wat betekent dat voor de positionering van de laserscanner (en bijgevolg ook de resulterende puntenwolken) dezelfde werkwijze gehanteerd wordt als bij gebruik van een totaalstation. Als eerste opstelpositie met het bijhorend backsight punt werd gebruik gemaakt van 2 punten van de veelhoek aangelegd door de studenten. Het voordeel hiervan is dat zo in hetzelfde lokaal assenstelsel gewerkt wordt wat de vergelijking van de resultaten van beide meetcampagnes vereenvoudigt. Bovendien werden behalve de targets nodig voor de traverse ook telkens 3 extra gemeenschappelijke targets gebruikt om (indien nodig) ook een registratie op basis van targets mogelijk te maken. Tijdens de meting werd eveneens een veelhoek gelegd, waarvan drie punten samenvallen met punten uit de veelhoek die door de studenten werd aangelegd ten behoeve van hun opmeting met een totaalstation.
in beslag. Hierbij moet wel opgemerkt worden dat bij deze meting slechts 6,11 ha werd opgemeten. Dit is de helft van de 12 ha die opgemeten werd met het totaalstation. Aangezien voor laserscanning geen omgevingslicht nodig is, kon de hele metingen op één dag afgewerkt worden. Dat zorgt voor een
Casestudies
De opmetingen werden op een namiddag en avond uitgevoerd en namen in totaal ongeveer zeven uur
7
Agentschap voor Innovatie
PLATO
door Wetenschap en Technologie
Project Laserscanning: Technologische kennisOverdracht
besparing op de verplaatsingskosten en maakt het verzekeren van de veelhoekspunten nodig om de traverse te sluiten overbodig.
Figuur 8: Onbewerkte geregistreerde scan van Elsbos te Dendermonde
Evenals bij totaalstations en prisma's moet er bij gebruik van een veelhoek tijdens een opmeting met de laserscanner steeds op gelet worden dat de juiste tussenstukken, die bij de scanner horen, gebruikt worden om de targets op een statief te plaatsen. Indien dit niet gedaan wordt, ontstaat er een hoogteverschil tussen de scanner en de targets en is de kans op een fout in de hoogte veel groter.
3.1.3 Verwerkingsfase
3.1.3.1
Verwerkingsfase van opmeting met totaalstation
Voor de verwerking van de opmeting met het totaalstation werd door de twee studenten gebruik gemaakt van Pythagoras en AutoCAD. De coördinatenlijst werd uitgelezen uit het totaalstation en geïmporteerd in Pythagoras. Aangezien gebruik gemaakt werd van de GRB-codering tijdens de opmeting, werd een groot deel van het plan
Casestudies
automatisch getekend. Dit plan werd dan verder afgewerkt tot een plan van bestaande toestand.
8
Agentschap voor Innovatie
PLATO
door Wetenschap en Technologie
Project Laserscanning: Technologische kennisOverdracht
Figuur 9: plan bestaande toestand bekomen door opmeting met totaalstation
Daarnaast werd er ook een lijst gemaakt met de coördinaten van alle hoekpunten van de percelen en ook alle oppervlakten van de percelen werden vermeld. De verwerkingstijd van de opmeting met een totaalstation wordt op 1 dag geschat. Aangezien een groot deel van het plan automatisch gegenereerd werd, nam de verwerking van de opmeting met het totaalstation niet zo veel tijd in beslag.
3.1.3.2
Verwerkingsfase van opmeting met laserscanner
De verwerking van de opmeting van laserscanning gebeurde in Cyclone, Cyclone II Topo, AutoCAD en Pythagoras. In Cyclone werd de registratie automatisch uitgevoerd, omdat bij de opmeting gebruik gemaakt werd van traverse. Er werd ter controle ook een registratie gedaan aan de hand van de gemeenschappelijke targets tussen de verschillende scans, target-to-target registratie dus. In de bekomen scanworld werd het ruis verwijderd. Dit was niet zo veel werk aangezien er niet veel verkeer was op de wegen grenzend aan het terrein. Daarna werd vanuit Cyclone van de scanworld een Cyclone II Topo work file gemaakt. In Cyclone II
den naar een dxf bestand om vervolgens verder afgewerkt te worden met Pythagoras. Er werd eveneens een lijst gegenereerd met de coördinaten van de hoekpunten en de oppervlakte van de percelen.
Casestudies
Topo kon dan het plan van bestaande toestand getekend worden, waarna de lijnen geëxporteerd wer-
9
Agentschap voor Innovatie
PLATO
door Wetenschap en Technologie
Project Laserscanning: Technologische kennisOverdracht
Figuur 10: plan bestaande toestand bekomen door opmeting met laserscanning
De verwerking van de opmeting met de laserscanner duurde ongeveer 4 dagen, met verwijderen van de ruis en tekenen van plan inbegrepen. Deze verwerking nam dus meer tijd in beslag dan de verwerking van de opmeting met het totaalstation. Dat is het gevolg van het feit dat alles hier handmatig
Casestudies
moest getekend worden.
10
Agentschap voor Innovatie
PLATO
door Wetenschap en Technologie
Project Laserscanning: Technologische kennisOverdracht
3.1.4 Vergelijking tussen meting met totaalstation en laserscanning Om de meting uitgevoerd met het totaalstation te vergelijken met de meting met de laserscanning werden de twee bekomen plannen van bestaande toestand op elkaar gelegd. De lijnen van het plan bekomen uit de meting met het totaalstation werden in het blauw gezet. Het plan verkregen uit de meting met de laserscanning werd in de originele kleuren gehouden. In Figuur 11 is het resultaat te zien.
Figuur 11: plan voor vergelijking meting met totaalstation en laserscanning
De grootste afwijking werd bepaald aan de hand van duidelijk definieerbare terreinelementen (zoals de spoorstaven, een paaltje,…). De maximale afwijking bij de paaltjes van afsluitingen is 0,355m en bij de spoorstaven is dit 0,335m. Met de laserscanner is niet het hele gebied van 10 ha opgemeten. Dit was een bewuste keuze omdat dit geen meerwaarde bood in de vergelijking van de verschillende methodes. De voordelen van de opmeting met het totaalstation ten opzichte van de laserscanning zijn: -
Er kan zelf bepaald worden welke specifieke punten er opgemeten worden. Zo kan bijvoorbeeld een hoekpunt van een terrein met een totaalstation wel exact opgemeten worden, terwijl dit bij laserscanning meestal niet kan. In voorliggend geval was dit geen probleem omdat het hier vooral weiland en akkers betrof. De punten die gemeten worden liggen altijd echt op de bodem. Wanneer er een grasveld opgemeten wordt, zal de punt van de valstok op de bodem gezet worden. Bij het gebruik van laserscanning daarentegen worden de toppen van de grassprietjes gemeten en zal de bodem zelf niet gemeten worden. Hierdoor zal er een verschil in hoogte bekomen worden tussen de meting met het totaalstation en de meting met de laserscanner.
Casestudies
-
11
Agentschap voor Innovatie
PLATO -
door Wetenschap en Technologie
Project Laserscanning: Technologische kennisOverdracht
Bij een opmeting met het totaalstation kan er een code ingevoerd worden bij elk opgemeten punt. Aan de hand van deze codering wordt een deel van het plan reeds automatisch getekend. Hierdoor is de verwerkingstijd lager dan bij het gebruik van laserscanning. Hoewel in de gebruikte software reeds een aantal tools voorzien zijn om het tekenwerk te vereenvoudigen, blijft het tekenwerk toch hoofdzakelijk een arbeidsintensief werk. Bovendien moet eerst handmatig de ruis verwijderd te worden.
De voordelen van opmeting met laserscanning ten opzichte van opmeting met het totaalstation zijn: -
Met een laserscanner wordt direct alle nodige data gescand. Wanneer tijdens de verwerking blijkt dat nog extra gegevens nodig zijn, kunnen deze bekomen worden uit de bestaande scandata. Het is hierbij uiteraard belangrijk dat bij de planning van de meetcampagne voldoende aandacht besteed wordt aan onder andere het bepalen van de gewenste resolutie. Bij opmeting met een totaalstation daarentegen, moet er voor extra data teruggekeerd worden naar het terrein om extra metingen uit te voeren, wat niet altijd mogelijk is (de terreintoestand kan al gewijzigd zijn door bijvoorbeeld afbraak, nieuwbouw, graafwerken, …), maar zeker altijd een meerkost betekent.
-
Het is mogelijk om in het donker te meten met een laserscanner. Wanneer een meting nog niet afgewerkt is als de nacht valt, kan deze dus gewoon verder gezet worden omdat niet gericht wordt op specifieke punten. Bij een totaalstation kan in theorie zonder omgevingslicht gemeten worden, maar in de praktijk wordt dit niet toegepast omdat niet het meetprincipe, maar de zichtbaarheid de beperkende factor is. De meettijd van een meting met een laserscanner is veel korter dan bij gebruik van een totaalstation.
Casestudies
-
12
Agentschap voor Innovatie
PLATO
door Wetenschap en Technologie
Project Laserscanning: Technologische kennisOverdracht
3.2 Casestudie 2: Belfort Brugge
3.2.1 Situering van het studiegebied Het belfort van Brugge, ook wel de Halletoren genoemd, bevindt zich op de Grote Markt van Brugge.
Casestudies
Figuur 12: Aanduiding Brugge op kaart
13
Agentschap voor Innovatie
PLATO
door Wetenschap en Technologie
Project Laserscanning: Technologische kennisOverdracht
Figuur 13: Aanduiding Belfort op kaart van Brugge
3.2.2 Meetproces
3.2.2.1
Voorbereiding
De toren van het belfort is 83 meter hoog, de hallen zijn 44 meter breed en 84 meter diep. De binnenkoer en de toren zijn overdag vrij toegankelijk. Door een voortdurende belangstelling van toeristen is het moeilijk om overdag een vrij gezichtsveld te hebben, waardoor de lage delen van het belfort zoveel mogelijk 's morgens vroeg of in de late middag werden gescand. Om binnenin de hallen te scannen en eventueel ook een kamer in de toren mee te nemen, werd toestemming gevraagd aan de verantwoordelijken van het Belfort zodat we deze overdag of na sluitingsuur konden scannen. Bij de verkenning werden alle nodige opstelpunten in kaart gebracht en werd ook beslist waar de
eenvolgende scans telkens met elkaar verbonden werden door minstens 4 targets en die ook nog eens onderling gekoppeld waren d.m.v. een veelhoek nauwkeurig opgemeten met een totaalstation. Tijdens
Casestudies
klemtoon ging liggen van de opmeting. Het aantal opstelpunten werd geschat op 34, waarbij de op-
14
Agentschap voor Innovatie
PLATO
door Wetenschap en Technologie
Project Laserscanning: Technologische kennisOverdracht
de meting werd dit aantal teruggebracht op 27 opstelpunten, namelijk 18 buiten rond het Belfort en op de binnenkoer, 8 in de hallen en 1 in de schatkamer. De toren werd in de hoogte in 3 delen onderverdeeld om er zo voor te zorgen dat de resolutie van het geheel voldoende homogeen is.
Figuur 14: Opdeling toren om homogene resolutie te bekomen
In de praktijk werd de resolutie ingesteld volgens de afstand naar het middelste punt uit de zone. Na testen blijkt dit: 1cm op 12m, 1cm op 38m en 1cm op 70m te zijn. Van de schatkamer die zich in de toren bevindt, werd ook de binnenkant opgemeten.Aangezien er in de muren geen openingen zijn waarlangs via gemeenschappelijke targets een koppeling met de buitenkant kon gemaakt worden, was de enige mogelijkheid die koppeling tot stand te brengen via de wen-
smalle trap en dit ook de nauwkeurigheid zou ten goede komen.
Casestudies
teltrap. Dit gebeurde met een totaalstation om dat dit toestel gemakkelijker te hanteren was op de
15
Agentschap voor Innovatie
PLATO 3.2.2.2
door Wetenschap en Technologie
Project Laserscanning: Technologische kennisOverdracht
Uitvoering opmeting
Van het belfort werden de buitenzijde, de binnenkoer en de hallen op de eerste verdieping opgemeten van maandag 21 t.e.m. vrijdag 25 maart 2011 en op maandag 28 maart 2011. De opmeting werd hoofdzakelijk uitgevoerd door Sara De Clerck en Lieselot Christiaen, m.b.v. een scanner (Leica C10), een totaalstation (Pentax), 8 driepoten, 4 spiegels, 8 targets en een aantal meetnagels.
Figuur 15: Leica ScanSation C10
Figuur 16: 6" rond target (Leica)
Op maandag 21 maart 2011 werd de veelhoek gelegd rond en in het gebouw en werd deze opgemeten met het totaalstation. Na vereffening zou de rest van het meetwerk gebaseerd worden op deze veel-
Casestudies
hoekscoördinaten. Op onderstaande luchtfoto van het Belfort werden de veelhoekspunten aangeduid.
16
Agentschap voor Innovatie
Project Laserscanning: Technologische kennisOverdracht
Figuur 17: Aanduiding veelhoekspunten
Casestudies
PLATO
door Wetenschap en Technologie
17
Agentschap voor Innovatie
Project Laserscanning: Technologische kennisOverdracht
Figuur 18: Detail veelhoekspunten 11-15 op binnenkoer Belfort Casestudies
PLATO
door Wetenschap en Technologie
18
Agentschap voor Innovatie
PLATO
door Wetenschap en Technologie
Project Laserscanning: Technologische kennisOverdracht
Figuur 19: Foto's van tijdens opmeting veelhoek
Aangezien geen GPS gebruikt werd, zijn de coördinaten van de veelhoekspunten lokaal. Deze lokale coördinaten zijn echter eenvoudig om te zetten naar Lambertcoördinaten, indien 2 veelhoekspunten opgemeten worden met GPS. De dag erop, 23 maart 2011, werd gestart met de scanner in scanpositie 1 (SC1) en werd de toren (in 3 fases) ingescand. Eens dit klaar was, werden de targets ingemeten die overal verspreid waren tussen de eerste en de volgende opstelpositie. De targets werden verspreid in de zichtbare ruimte en werden op variërende hoogtes geplaatst. Ze werden altijd met een nauwkeurige targetscan ingemeten vlak voor de scanner verplaatst werd naar het volgende opstelpunt. Daar werden ze eerst ingescand voor de algemene scans gestart werden. Op
Casestudies
Figuur 20: Foto van scanner met Belfort op die manier konden beter gegarandeerd worden dat de targets achtergrond niet verplaatst werden door geïnteresseerde toeristen.
19
Agentschap voor Innovatie
Project Laserscanning: Technologische kennisOverdracht
Figuur 21: Aanduiding scanposities (SC) en targets (a-z)
Casestudies
PLATO
door Wetenschap en Technologie
20
Agentschap voor Innovatie
Project Laserscanning: Technologische kennisOverdracht
Figuur 22: Aanduiding scanposities (SC) en targets aa-as op binnenkoer Casestudies
PLATO
door Wetenschap en Technologie
21
Agentschap voor Innovatie
PLATO
door Wetenschap en Technologie
Project Laserscanning: Technologische kennisOverdracht
De volledige buitenzijde was na 3,5 dagen helemaal ingescand, waarna de binnenzijde van de hallen op de eerste verdieping werd ingescand. De koppeling kon eenvoudig gemaakt worden door te starten op het balkon van waaruit de targets op de binnenkoer goed zichtbaar waren. De hallen worden overkoepeld door een dak met een prachtig houten gebinte. Om dit volledig in detail in te scannen, was er echter te weinig tijd, waardoor vooral gefocust werd op de data noodzakelijk voor het genereren van grondplannen. Er werden echter voldoende opstelpunten genomen en er werd nog steeds gescand met
Figuur 23: Aanduiding scanposities (SC) en targets ba-ca in hallen
Casestudies
een resolutie van 1 cm horizontaal en verticaal, waardoor verdere modellering zeker mogelijk is.
22
Agentschap voor Innovatie
PLATO
door Wetenschap en Technologie
Project Laserscanning: Technologische kennisOverdracht
Figuur 24: Foto van een stuk van de Hallen op de eerste verdieping
Tenslotte werd de binnenkant van de schatkamer gescand. Vanwege de toeristen werd dit uitgevoerd na de openingsuren. Er werd besloten om met het totaalstation de verbinding te maken tussen de scans van op de binnenkoer en de scan van de schatkamer. Hiervoor werd het totaalstation buiten op het balkon opgesteld en werd de positie van het totaalstation hier bepaald ten opzichte van de vaste punten van targets op de binnenkoer. Daarna werd via verschillende opstelpunten in de inkomhal en de trappenhal een heen- en terugmeting uitgevoerd naar de schatkamer en dus terug naar het eerste punt op het balkon. Hierbij werd in de heen- en terugmeting gebruikt gemaakt van dezelfde opstelpunten door de statieven met stelschroeven blok te laten staan. Aangezien de trap vol kwam te staan met statieven, werd eerst de scanner langs de wenteltrap naar boven gedragen, zodat het scannen en de heen- en terugmeting gelijktijdig konden gebeuren. . Er werd een grote sluitfout bekomen bij deze meting. Wanneer de resultaten bekeken werden, kon vastgesteld worden dat deze fout bij de eerste 2 spiegels gemaakt werd. Deze 2 spiegels bevonden zicht op het balkon en in de inkomhal van het Belfort. Daar liepen nog andere mensen rond. Aangezien wij deze spiegels niet in het oog konden houden, is het mogelijk dat er iemand tegen het statief is
ten zijn een gevolg van de volgende moeilijkheden: •
De wenteltrap was zeer smal, waardoor de statieven tegen de buitenzijde geplaatst werden en het niet evident was om door de kijker te kijken.
Casestudies
gelopen. Er waren ook fouten nog enkele mm-fouten in de andere punten in de trappenhal. Deze fou-
23
Agentschap voor Innovatie
PLATO •
door Wetenschap en Technologie
Project Laserscanning: Technologische kennisOverdracht
De treden waren glad, maar door de vorm was het niet mogelijk om sterren te plaatsen. Rubberen voetjes waren eventueel een oplossing geweest.
•
Er kon maar na sluitingstijd begonnen worden met de meting en al het materiaal moest voor een bepaald tijdstip terug uit de toren zijn, waardoor de tijdsdruk groot was en een iets minder nauwkeurige meting niet kon opnieuw gebeuren binnen het ons toegekende tijdsvenster.
Door enkel de heenmeting, waarin de fouten miniem waren, te gebruiken kon de scan alsnog gekoppeld worden met de andere puntenwolken.
Casestudies
Figuur 25: Foto's van opmeting in toren en schatkamer
24
Agentschap voor Innovatie
PLATO
door Wetenschap en Technologie
Project Laserscanning: Technologische kennisOverdracht
3.2.3 Verwerkingsfase
3.2.3.1
Registratie
Eerst werden de verschillende scans die op 1 dag gemaakt werden per dag aan elkaar gekoppeld. Dit kon makkelijk en snel gebeuren via target-to-target registratie, omdat er steeds voldoende targets ingezet werden. De bekomen fouten bij deze registratie lagen altijd ruim onder 1 cm. Daarna werden de geregistreerde scans van de verschillende dagen aan elkaar gekoppeld. Hiervoor werden volgende methoden gebruikt: •
target-to-target registratie
eerste methode: target-to-target registratie voor 23, 24, 25 en 28 maart gecombineerd met cloud-to-cloud registratie voor 22 maart, in 2 afzonderlijke registraties
tweede methode: target-to-target registratie voor 23, 24, 25 en 28 maart gecombineerd met cloud-to-cloud registratie voor 22 maart, in één registratie
•
cloud-to-cloud registratie: voor scans van 22, 23, 24, 25 en 28 maart
•
combinatie van target-to-target registratie en cloud-to-cloud registratie in één registratie
target-to-target registratie voor 23, 24, 25 en 28 maart
cloud-to-cloud registratie voor 22, 23, 24, 25 en 28 maart
De fouten bekomen bij deze verschillende registraties werden vervolgens met elkaar vergeleken om tenslotte verder te werken met het meest nauwkeurige resultaat.
Target-to-target -
Eerste methode
Hierbij werd dus een target-to-target registratie toegepast om de scans van 23, 24, 25 en 28 maart aan elkaar te koppelen. De targets werden boven een nagel opgesteld en de hoogte werd steeds opgemeten, zodat de dag erna de targets opnieuw boven die nagels konden opgesteld worden. Wanneer de hoogte dan opnieuw ingemeten werd, kon een target-to-target registratie uitgevoerd worden tussen de scans van verschillende opeenvolgende dagen. Hiervoor moesten wel de opgemeten hoogtes ingegeven worden in Cyclone. Wanneer deze registratie uitgevoerd werd, werd gezien dat er bij target ao een grote fout optrad die
gistratie. Dit vormt geen enkel probleem aangezien er steeds zeker 4 gemeenschappelijke targets voorzien waren.
Casestudies
waarschijnlijk te wijten is aan een foute opstelling. Dit target werd dan ook uitgeschakeld voor de re-
25
Agentschap voor Innovatie
PLATO
door Wetenschap en Technologie
Project Laserscanning: Technologische kennisOverdracht
Figuur 26 toont de bekomen residuele fouten.
Figuur 26: Bekomen fouten bij target-to-target registratie (methode 1)
Daarna moesten ook nog de scans van 22 maart aan de geregistreerde scans van de andere dagen gekoppeld worden. Omdat de hoogtes van de targets op de eerste dag niet genoteerd werden, kon dit niet met een target-to-target registratie gebeuren. Daarom werd dit gedaan met een cloud-to-cloud registratie. Bij deze methode gebeurde deze cloud-to-cloud registratie in een nieuwe registratie, gescheiden van de target-to-target registratie dus. Hierbij werden 5 gemeenschappelijke punten aangeduid in beide scans. In Figuur 27 is te zien dat de residuele fout slechts 1mm bedraagt.
Figuur 27: Bekomen fouten bij cloud-to-cloud registratie (methode 1)
Om nog eens extra te controleren wat de bekomen afwijkingen waren, werden ook nog eens de coördinaten van de targets met elkaar vergeleken. Hierbij worden dus de coördinaten van de targets uit de geregistreerde puntenwolk in Cyclone gehaald en dan worden de coördinaten van de verschillende dagen van eenzelfde target vergeleken. Deze targets zijn boven dezelfde vaste punten opgesteld op de verschillende dagen en zouden dus normaal dezelfde coördinaten moeten hebben. Om de z-
opstelhoogtes op de verschillende dagen. Hierbij moet nog opgemerkt worden dat de opstelhoogtes al tijdens de opmetingen in de scanner kunnen ingegeven worden. Indien dit gedaan wordt, is het moge-
Casestudies
coördinaten te kunnen vergelijken, moet er natuurlijk rekening gehouden worden met de verschillende
26
Agentschap voor Innovatie
PLATO
door Wetenschap en Technologie
Project Laserscanning: Technologische kennisOverdracht
lijk gewoon de z-waarden van de targets te vergelijken. Aangezien van deze targets de opstelhoogte op de eerste dag niet gekend is, is het onmogelijk de z-waarde te vergelijken van target l, m en n.
Tabel 1: Verschil tussen coördinaten van targets na cloud-to-cloud registratie
l
verschil (m)
x (m) y (m) 1017,333 1143,012 1017,328 1143,008 0,005
0,004
m
x (m) y (m) 1027,796 1145,889 1027,789 1145,887 verschil (m) 0,007 0,002
n
verschil (m)
-
x (m) y (m) 1025,259 1150,762 1025,252 1150,761 0,007
0,001
Tweede methode
Hierbij werd eveneens een target-to-target registratie toegepast voor de scans van 23, 24, 25 en 28 maart en een cloud-to-cloud registratie om de scans van 22 maart aan de scans van de andere dagen te hangen. Het verschil met de eerste methode is echter dat deze registraties allemaal in één registratie gebeurden. Voor de cloud-to-cloud registratie werden 5 gemeenschappelijke punten aangeduid tussen de scans van 22 en die van 23 maart en ook nog eens 5 gezamenlijke punten tussen de scans van 22 en 24 maart.
Casestudies
Figuur 28 toont de residuele fouten bij deze registratie, welke dus niet hoger zijn dan 5mm.
27
Agentschap voor Innovatie
PLATO
door Wetenschap en Technologie
Project Laserscanning: Technologische kennisOverdracht
Figuur 28: Bekomen fouten bij target-to-target (23, 24, 25 en 28/03) en cloud-to-cloud (22/03) registratie
Zoals te zien is in deze figuur zijn de targets l, m en n uitgeschakeld. Dit is omdat de hoogtes van de eerste dag niet gekend waren. In de laatste kolom kan inderdaad geconstateerd worden dat de fouten bij deze targets zich in de hoogte (z-waarde) bevinden. Daarnaast is hier ook weer target ao uitgeschakeld en dit om dezelfde reden als bij de eerste methode. Ook hier werden de coördinaten van de targets l, m en n nog eens vergeleken (zie Tabel 2), zodat hier ook een idee gevormd kan worden van de afwijkingen hierop. De verschuiving is ook voor deze tar-
Casestudies
gets in x en y lager dan 5 mm.
28
Agentschap voor Innovatie
PLATO
door Wetenschap en Technologie
Project Laserscanning: Technologische kennisOverdracht
Tabel 2: Verschil tussen coördinaten targets na cloud-to-cloud en target-to-target registratie
l
verschil (m)
x (m) y (m) 1017,329 1143,012 1017,328 1143,008 0,001
0,004
m
x (m) y (m) 1027,792 1145,888 1027,789 1145,887 verschil (m) 0,003 0,001
verschil (m)
x (m) y (m) 1025,255 1150,762 1025,252 1150,761 0,003
0,001
Casestudies
n
29
Agentschap voor Innovatie
PLATO
door Wetenschap en Technologie
Project Laserscanning: Technologische kennisOverdracht
Cloud-to-cloud Bij deze methode werden alle scans van de verschillende dagen aan elkaar gehangen door gebruik te maken van een cloud-to-cloud registratie. Hiervoor werd gekeken welke scans een voldoende grote overlap hebben met andere scans. Hieronder wordt een overzicht gegeven van de overlap tussen de verschillende scans en er wordt ook tussen haakjes bij vermeld hoeveel gemeenschappelijke punten er aangeduid werden. 22/03/2011
23/03/2011
24/03/2011
25/03/2011
28/03/2011
5
5
Geen overlap
Geen overlap
5
Geen overlap
Geen overlap
6
5
22/03/2011 23/03/2011
5
24/03/2011
5
5
25/03/2011
Geen overlap
Geen overlap
6
28/03/2011
Geen overlap
Geen overlap
5
6 6
Scan van 22/03/2011 heeft overlap met scan van 23/03/2011 (5 gemeenschappelijke punten) scan van 24/03/2011 (5 gemeenschappelijke punten) Scan van 23/03/2011 heeft overlap met scan van 22/03/2011 (5 gemeenschappelijke punten) scan van 24/03/2011 (5 gemeenschappelijke punten) Scan van 24/03/2011 heeft overlap met scan van 22/03/2011 (5 gemeenschappelijke punten) scan van 23/03/2011 (5 gemeenschappelijke punten) scan van 25/03/2011 (6 gemeenschappelijke punten) scan van 28/03/2011 (5 gemeenschappelijke punten) Scan van 25/03/2011 heeft overlap met scan van 24/03/2011 (6 gemeenschappelijke punten) scan van 28/03/2011 (6 gemeenschappelijke punten) scan van 24/03/2011 (5 gemeenschappelijke punten) scan van 25/03/2011 (6 gemeenschappelijke punten)
Casestudies
Scan van 28/03/2011 heeft overlap met
30
Agentschap voor Innovatie
PLATO
door Wetenschap en Technologie
Project Laserscanning: Technologische kennisOverdracht
In Figuur 29 is te zien wat de bekomen fouten zijn bij deze registratie.
Figuur 29: Bekomen fouten bij cloud-to-cloud registratie
Hier werden eveneens de coördinaten van de targets nog eens vergeleken op dezelfde manier als eerder beschreven werd, zodat hier ook een idee gevormd kan worden van de afwijkingen hierop. Om het verschil in hoogte te kunnen vergelijken, werd ook hier het verschil tussen de z-waarden vergeleken met het verschil in opstelhoogte. Bij de targets l, m en n was dit dus, zoals eerder al vermeld werd, niet mogelijk. Tabel 3: Verschil tussen coördinaten targets na cloud-to-cloud registratie
x (m) 23/mrt 1017,324 22/mrt 1017,328
verschil (m) m
x (m) 22/mrt 1027,792 23/mrt 1027,787
verschil (m) n
0,005
x (m) 23/mrt 1025,246 22/mrt 1025,255
verschil (m) u
-0,004
-0,009
x (m) 23/mrt 1051,156 24/mrt 1051,152
verschil (m)
0,004
y (m) 1143,010 1143,008 0,002 y (m) 1145,886 1145,888
z (m) opstelhoogte target (m) 11,903 / 12,005 1,607 -0,102 / / z (m) opstelhoogte target (m) 11,876 / 11,848 1,500 0,028 /
-0,002 y (m) 1150,759 1150,763 -0,004 y (m) 1047,121 1047,121 0,000
z (m) opstelhoogte target (m) 11,929 / 11,967 1,537 0,038 / / z (m) opstelhoogte target (m) 12,093 1,790 12,186 1,884 -0,093 -0,094 0,001
Casestudies
l
31
Agentschap voor Innovatie
v
Project Laserscanning: Technologische kennisOverdracht
x (m) 23/mrt 1047,463 24/mrt 1047,459 verschil
w
0,004
x (m) 24/mrt 1032,076 23/mrt 1032,086 verschil
ak
x (m) 24/mrt 1028,957 25/mrt 1028,964
verschil (m) al
-0,003
x (m) 25/mrt 1035,790 28/mrt 1035,795
verschil (m) am
0,002
x (m) 24/mrt 1035,792 28/mrt 1035,795
verschil (m) al
-0,007
x (m) 24/mrt 1035,792 25/mrt 1035,790
verschil (m) al
0,010
-0,005
x (m) 24/mrt 1042,408 25/mrt 1042,404
verschil (m)
0,004
y (m) 1029,676 1029,677 0,001 y (m) 1018,717 1018,716 0,001 y (m) 1095,509 1095,510 -0,001 y (m) 1131,169 1131,172 -0,003 y (m) 1131,169 1131,169 0,000 y (m) 1131,172 1131,169 0,003 y (m) 1107,011 1107,010 0,001
z (m) opstelhoogte target (m) 12,065 1,405 12,497 1,854 0,432 0,449 0,017 z (m) opstelhoogte target (m) 12,206 1,788 12,250 1,769 0,044 0,019 0,025 z (m) opstelhoogte target (m) 11,631 1,657 11,815 1,845 -0,184 -0,188 0,004 z (m) opstelhoogte target (m) 12,147 1,642 12,353 1,848 -0,206 -0,206 0,000 z (m) opstelhoogte target (m) 12,147 1,642 12,185 1,682 -0,038 -0,04 0,002 z (m) opstelhoogte target (m) 12,353 1,848 12,185 1,682 0,168 0,166 0,002 z (m) opstelhoogte target (m) 12,046 1,798 11,852 1,605 0,194 0,193 0,001 Casestudies
PLATO
door Wetenschap en Technologie
32
Agentschap voor Innovatie
PLATO am
door Wetenschap en Technologie
Project Laserscanning: Technologische kennisOverdracht
x (m) 24/mrt 1042,405 28/mrt 1042,403
verschil am
x (m) 25/mrt 1042,402 28/mrt 1042,403
verschil an
-0,002
x (m) 25/mrt 1029,638 28/mrt 1029,642
verschil (m) ao
0,002
x (m) 24/mrt 1029,640 28/mrt 1029,642
verschil (m) an
0,001
x (m) 24/mrt 1029,640 25/mrt 1029,638
verschil (m) an
0,002
-0,004
x (m) 28/mrt 1037,963 25/mrt 1037,995
verschil (m)
-0,032
y (m) 1107,010 1107,012 0,002 y (m) 1107,011 1107,012 0,001 y (m) 1105,588 1105,590 -0,002 y (m) 1105,588 1105,587 0,001 y (m) 1105,590 1105,587 0,003 y (m) 1097,406 1097,538 -0,132
z (m) opstelhoogte target (m) 12,074 1,798 12,051 1,780 0,023 0,018 0,005 z (m) opstelhoogte target (m) 11,875 1,605 12,051 1,780 0,176 0,175 0,001 z (m) opstelhoogte target (m) 11,596 1,499 11,701 1,604 -0,105 -0,105 0,000 z (m) opstelhoogte target (m) 11,596 1,499 11,762 1,667 -0,166 -0,168 0,002 z (m) opstelhoogte target (m) 11,701 1,604 11,762 1,667 -0,061 -0,063 0,002 z (m) opstelhoogte target (m) 11,924 1,870 12,039 1,747 -0,115 0,123 -0,238
Er is weer te zien dat de afwijkingen bij target ao groot zijn, wat dus nog eens duidelijk maakt dat er
Casestudies
daar een opstelfout is gebeurd.
33
Agentschap voor Innovatie
PLATO
door Wetenschap en Technologie
Project Laserscanning: Technologische kennisOverdracht
Combinatie cloud-to-cloud en target-to-target registratie Bij deze methode werd de target-to-target registratie, die gebruikt werd om de scans van 23, 24, 25 en 28 maart aan elkaar te koppelen, gecombineerd met de cloud-to-cloud registratie, toegepast op de scans van 22, 23, 24, 25 en 28 maart. Dit alles gebeurde in één registratie. Zowel de target-to-target als de cloud-to-cloud registratie gebeurde zoals hierboven al beschreven werd. Voor de cloud-to-cloud registratie werd gebruik gemaakt van hetzelfde aantal gemeenschappelijke punten, zoals eerder al aangegeven. In Figuur 30 worden de bekomen fouten weergegeven. Er kan afgeleid worden dat de bekomen fouten niet hoger liggen dan 5mm.
Figuur 30: Bekomen fouten bij combinatie van target-to-target en cloud-to-cloud registratie
Ook bij deze registratiemethode werden de coördinaten van de targets vergeleken, zodat een idee gevormd kan worden van de fouten hierop. Aangezien hier ook met target-to-target registratie gewerkt werd, kan dit enkel gedaan worden voor de targets l, m en n. Hierbij kon dus enkel de afwijking in de
Casestudies
x- en y-richting berekend worden.
34
Agentschap voor Innovatie
PLATO
door Wetenschap en Technologie
Project Laserscanning: Technologische kennisOverdracht
Tabel 4: Verschil tussen coördinaten targets bij combinatievan target-to-target en cloud-to-cloud registratie
l
x (m) 22/mrt 1017,328 23/mrt 1017,330
verschil (m) m
x (m) 22/mrt 1027,789 23/mrt 1027,792
verschil (m) n
-0,002
-0,003
x (m) 22/mrt 1025,252 23/mrt 1025,256
verschil (m)
-0,004
y (m) 1143,008 1143,012 -0,004 y (m) 1145,887 1145,888 -0,001 y (m) 1150,761 1150,762 -0,001
Gemaakte keuze Rekening houdend met alle bekomen fouten werd er beslist om verder te werken met de laatste registratiemethode, de combinatie van target-to-target en cloud-to-cloud registratie. De hele registratie heeft ongeveer 5 dagen geduurd, inclusief de registratie van de schatkamer. Hierbij moet wel opgemerkt worden dat wanneer de registratie door een meer ervaren iemand zou gedaan worden, dit minder tijd in beslag zou nemen.
Registratie schatkamer Zoals reeds eerder gezegd kon de registratie van de schatkamer gebeuren met behulp van de heenmeting naar de schatkamer met het totaalstation. Eerst werd dus het bestand met de coördinaten van de heenmeting en van de targets in de schatkamer, opgemeten met het totaalstation, ingeladen in een nieuwe scanworld in Cyclone. Aan dit bestand kon dan de schatkamer geregistreerd worden door een target-to-target registratie toe te passen. Hierbij werd het bestand met de coördinaten als basisbestand genomen, zodat de schatkamer in het lokaal assenstelsel, waarin ook de andere scans gebeurd waren, werd gezet.
Casestudies
De afwijkingen bekomen bij deze registratie worden in Figuur 31 weergegeven.
35
Agentschap voor Innovatie
PLATO
door Wetenschap en Technologie
Project Laserscanning: Technologische kennisOverdracht
Figuur 31: Bekomen fouten bij target-to-target registratie van de schatkamer met de coördinaten van de heenmeting naar de schatkamer met het totaalstation
Aangezien de scan van de schatkamer in hetzelfde lokaal assenstelsel, waarin ook de andere scans van het Belfort gebeurden, staat, kan de scan van de schatkamer gekopieerd en geplakt worden in de scan met alle andere scans samen. Er kon vastgesteld worden dat de scan van de schatkamer inderdaad in de toren en op de juiste hoogte terechtkwam. Dit is echter niet de beste manier van werken. Beter was geweest dat er vanuit de schatkamer een rechtstreekse verbinding kon gemaakt worden met de vaste punten op de binnenkoer van het Belfort, bijvoorbeeld een nagel die door het raam zichtbaar was vanuit de schatkamer. Dit was hier echter niet mogelijk. Wat wel een mogelijkheid was geweest, is het opmeten van minimum drie vaste punten op de binnenkoer met het totaalstation. Dit zou het mogelijk gemaakt hebben de schatkamer aan de opmeting met het totaalstation te hangen door target-to-target registratie a.d.h.v. de targets in de schatkamer. En er kon dan ook een target-to-target registratie gedaan worden tussen de opmeting met het totaalstation en de scans van de binnenkoer, a.d.h.v. de vaste punten op de binnenkoer. Waardoor de schatkamer dus op correcte wijze aan de andere scans zou kunnen toegevoegd worden. Er was echter onvoldoende tijd om de meting opnieuw uit te voeren, rekening houdend met bovenstaande mogelijkheid. Deze mogelijkheid kan echter een goeie tip zijn voor gelijkaardige opmetingen.
Casestudies
De volledige registratie heeft niet zo veel tijd in beslag genomen. Wanneer we ook het testen van de registratiemethoden meerekenen heeft de registratie hooguit 5 werkdagen geduurd.
36
Agentschap voor Innovatie
PLATO 3.2.3.2
door Wetenschap en Technologie
Project Laserscanning: Technologische kennisOverdracht
Verwerking met Cloudworx
Leica Cloudworx 4.1 voor AutoCAD is een plug-in voor het gebruik van puntenwolken rechtstreeks in AutoCAD. Bij de verwerking met Cloudworx werd de puntenwolk, bekomen met de laatste registratiemethode, ingeladen in Cloudworx. Eerst werd er een vooraanzicht gemaakt. Hiervoor werd er eerst voor gezorgd dat op het bovenaanzicht de x-as gelijk kwam te liggen met de voorgevel. Daarna werd het stuk rond de voorgevel en het voorste stuk van de toren geïsoleerd van de volledige scan. Deze doorsnede is te zien in Figuur 32. Door deze doorsnede te maken, wordt het makkelijker om de voorgevel te tekenen. Omdat dan enkel de punten van de voorgevel te zien zijn en er geen verwarring kan zijn met achterliggende punten.
Casestudies
Figuur 32: voorbeeld van doorsnede voor voorgevel
37
Agentschap voor Innovatie
PLATO
door Wetenschap en Technologie
Project Laserscanning: Technologische kennisOverdracht
Door dan te switchen naar het vooraanzicht van deze doorsnede kon begonnen worden met het tekenen van het vooraanzicht van het Belfort. Het tekenen van de aanzichten werd in 2D uitgevoerd.
Figuur 33: Beeld uit Cloudworx met het 2D plan van de toren, getekend op de puntenwolk
Casestudies
Het is onmiddellijk duidelijk dat via deze weg veel meer details in het 2D-plan opgenomen worden dan zou mogelijk zijn op basis van opmetingen met een totaalstation.
38
Agentschap voor Innovatie
PLATO
door Wetenschap en Technologie
Project Laserscanning: Technologische kennisOverdracht
Casestudies
Figuur 34: Voorbeeld van hoge graad van detail bij het gebruik van laserscanning
39
Agentschap voor Innovatie
Project Laserscanning: Technologische kennisOverdracht
Figuur 35: Volledig vooraanzicht Belfort Brugge, getekend in Cloudworx
Casestudies
PLATO
door Wetenschap en Technologie
40
Agentschap voor Innovatie
PLATO
door Wetenschap en Technologie
Project Laserscanning: Technologische kennisOverdracht
Op dezelfde wijze als bij het vooraanzicht werd ook een achteraanzicht getekend met behulp van Cloudworx.
Figuur 37: Volledig achteraanzicht Belfort Brugge, getekend in Cloudworx
Casestudies
Figuur 36: Beeld van het achteraanzicht, getekend op de puntenwolk
41
Agentschap voor Innovatie
PLATO 3.2.3.3
door Wetenschap en Technologie
Project Laserscanning: Technologische kennisOverdracht
Walkthrough
Er werd een walkthrough gemaakt van de schatkamer, waarbij er volledig rond werd gegaan in de schatkamer en er ook een zicht op het plafond gegeven werd. Deze walthrough werd gemaakt in Cyclone, omdat hiervan een licentie beschikbaar was. De walkthrough werd gecreëerd in Cyclone versie 7.1.3.De intensiteit werd ingesteld in greyscale, omdat dit het meest zakelijk uitzicht gaf. De pixels werden vergroot naar 2x2 pixels. Om de walkthrough te creëren werden camera's geplaatst in de schatkamer. Hierbij werd getracht alle camera's ongeveer op de zelfde hoogte te plaatsen en de afstand tussen de verschillende camera's zo constant mogelijk te houden. Het maken van scherpe bochten werd vermeden. Wanneer de camera's geplaatst waren, werd een pad gecreëerd door alle camera's. Daarna kon er in de 'animation editor' het aantal frames tussen de verschillende cameraposities, waarmee de snelheid van de walkthrough bepaald wordt, ingesteld worden. Wanneer dit alles ingesteld was, werd de walkthrough gerenderd. Hierbij werd eerst nog de resolutie en de frame rate ingesteld worden.
3.2.4 Conclusies Uit deze casestudie kunnen we besluiten dat laserscanning zeker aan te raden is wanneer er een reëel 3D-beeld bekomen moet worden. Daarnaast kunnen er met een laserscanner ook veel details opgemeten. Tijdens deze opmeting van het Belfort in Brugge kwamen er ook enkele nadelen aan het licht. In de buurt van het Belfort zijn steeds heel veel toeristen aanwezig, waardoor de targets soms onzichtbaar waren voor de scanner. Hierdoor werd de opmeting enorm vertraagd. Eén keer was er meer dan 1uur nodig om van één targets een fijnscan te kunnen nemen. Daarnaast verhogen de toeristen ook de kans dat er targets verschoven worden. Omdat er zoveel volk rondloopt, is het onmogelijk om alles goed in de gaten te houden, zodat dit kan gebeuren zonder dat de landmeters het gezien hebben. De opmeting van de schatkamer moest na de openingsuren gebeuren en voor 21u, want dan werd de toren volledig gesloten en moest al het materiaal dus ook al uit de toren zijn. Hiervoor was dus niet zo veel tijd beschikbaar, wat er voor zorgde dat het onmogelijk was om ook de trappenhal in te scannen.
-
Het scannen gebeurt best zoveel mogelijk op de momenten dat er weinig volk rondloopt, want dan wordt de meting niet verstoord door voorbijgangers. Er moeten op voorhand goede afspraken gemaakt worden met de eigenaars van het gebouw, zodat er goed geweten is wanneer er toegang kan verkregen worden tot welke lokalen.
Casestudies
Uit deze casestudie kunnen we ook enkele tips halen voor het scannen van historische gebouwen, namelijk:
42
Agentschap voor Innovatie
PLATO
-
-
Project Laserscanning: Technologische kennisOverdracht
Een goede verkenning van de omgeving is ook noodzakelijk. Dit helpt bij de opstelling van de planning en het laat ook toe goed in te schatten hoeveel opstelplaatsen er nodig zullen zijn en hoe lang de meting zal duren Het is ook aan te raden om een degelijke en natuurlijk realistische planning te maken. Wanneer er hoge gebouwen ingescand moeten worden, is het aan te raden dit gebouw in de hoogte te verdelen in verschillende stukken en deze stukken apart in te scannen met de gevraagde resolutie. Dit zorgt voor een homogene resolutie over de hele toren.
Casestudies
-
door Wetenschap en Technologie
43