De grootste kennisbank van het HBO

Inspiratie op jouw vakgebied

Vrij toegankelijk

Terug naar zoekresultatenDeel deze publicatie

Terrestrische laserdata in 3D GIS: modelleertechnieken en mogelijkheden

Rechten: Alle rechten voorbehouden

Terrestrische laserdata in 3D GIS: modelleertechnieken en mogelijkheden

Rechten: Alle rechten voorbehouden

Samenvatting

Tijdens dit afstuderen is onderzocht of en hoe het mogelijk is om terrestrische laserdata in een driedimensionaal (3D) Geografisch Informatie Systeem (GIS) te krijgen. Er zijn immers verschillende toepassingen te bedenken voor een 3D model. Zo kan men denken aan 3D bestemmingsplannen om de toekomstige situatie van een gebied te laten zien aan betrokkenen. Verder is het mogelijk om analyses uit te voeren op het Triangular Irregular Network (TIN) zoals hellingshoek, oppervlakteberekeningen en afwateringsmodellen. Ook zijn er zichtbaarheidanalyses mogelijk waarbij gekeken wordt naar objecten die “in de weg” staan. Zeker op visualisatiegebied is er veel mogelijk.
De doelstelling van dit onderzoek luidt dan ook als volgt: “Het maken van een 3D model uit terrestrische laserdata wat importeerbaar is in een 3D GIS”. Daarbij worden de verschillende stappen behandeld met de problemen die men tegenkomt.
Het eerste deel van het onderzoek gaat over het modelleren van de laserdata en op welke manieren dit kan gebeuren. Het tweede deel gaat over hoe men deze modellen importeert in ArcScene en wat de problemen hierbij zijn. Er is tijdens dit onderzoek gebruik gemaakt van een gebouw in Noordwijkerhout, wat eerst zelf is gelaserscand.

De opdracht is uitgevoerd bij Fugro-Inpark, een ingenieursbureau gespecialiseerd in het inwinnen, bewerken, interpreteren en beheren van geo-informatie. Vanuit de kennis over die processen voeren zij tevens project- en interim-management, geven adviezen en ontwikkelen softwareapplicaties. Fugro-Inpark richt zich in haar dienstverlening vooral op integratie van schakels in een keten waarbij geo-informatie een rol speelt.
Een belangrijk speerpunt voor Fugro-Inpark, zeker in de laatste jaren, is de terrestrische laserscanning. De laserscanner, een Cyrax 2500, kan worden beschouwd als een doorontwikkeling van de gemotoriseerde, reflectorloze tachymeter. Vanaf de standplaats van de scanner worden, afhankelijk van het scanbereik, vele duizenden metingen uitgevoerd met een laserafstandsmeter. Door de verdraaiing in x,y-richting en de z-richting wordt het object, in dit geval een gebouw in Noordwijkerhout, stapsgewijs afgetast. Er wordt vanaf verschillende opstellingen gemeten. Voordeel van terrestrisch laserscannen is dat het apparaat veel punten meet en een nauwkeurigheid heeft van 2-3 millimeter, afhankelijk van de afstand tot het object. Verder is de veiligheid het grote voordeel. Er hoeven geen halsbrekende toeren meer uitgehaald te worden wil men een object meten. Nadeel kan zijn de weinige reflectie die men krijgt bij regen.

De verschillende opstellingen worden vervolgens aan elkaar gekoppeld, oftewel geregistreerd, om zodoende één puntenwolk te krijgen. Dit doet men door ze in te lezen in het bijgeleverde programma Cyclone. Hier kan de puntenwolk worden gereduceerd bij teveel punten en wordt de ruis, zoals bomen en auto’s, eruit gefilterd. Na dit gedaan te hebben kan men de verschillende puntenwolken koppelen en, met behulp van de ingemeten paspunten, heeft men dus één puntenwolk van het hele gebouw in Rijksdriehoeksmeting (RD) -coördinaten.

Nu moet het gebouw nog gemodelleerd worden, aangezien de puntenwolk nog geen 3D model is. Als invoer wordt bij alle mogelijkheden het totaalbeeld genomen dat ontstaan is nadat de data geregistreerd en gefilterd is. Er is gebleken dat er in ArcGIS nog geen volumes en ronde vormen kunnen worden geïmporteerd. Hierdoor moest er een andere manier worden gevonden om het gebouw te kunnen modelleren zodat het nog importeerbaar is in ArcGIS. Dit kan op verschillende manieren.
Er kan gebruik worden gemaakt van Cyclone. Door middel van de intensiteit kan een vlak worden geselecteerd door een paar punten in dat vlak aan te wijzen.
Een mogelijkheid die als beste naar voren komt is het gebruik van 3D faces binnen AutoCAD. Het is hiervoor handig om eerst het raamwerk te tekenen van het gebouw. Dit zou men kunnen doen met Cyclone of, wat makkelijker is, meteen in AutoCAD of Microstation, alwaar men gebruik kan maken van CloudWorx om de puntenwolk in te laden. Het modelleerwerk zal veelal handmatig moeten worden gedaan, wat de snelheid van dit project natuurlijk niet ten goede komt.

De geëxporteerde modellen, uit AutoCAD, Microstation of Cyclone, kunnen daarna als dxf-bestand in 3D GIS worden geïmporteerd. De mogelijkheden van het 3D GIS zijn onderzocht. Hier zitten echter nog wat haken en ogen aan. Vooral op analysegebied is er nog vrij weinig mogelijk in 3D GIS, aangezien de structuur van een 3D object vele malen ingewikkelder is als een tweedimensionaal (2D) object.
Voor een realistischer beeld in GIS is het belangrijk dat het gebouw op een ondergrond wordt geplaatst. Voor de ondergrond is gebruik gemaakt van Fast Laser Imaging and Mapping Airborne Platform (FLI-MAP) data. Dit is ook een vorm van laserscanning, maar dan vanuit de lucht, waarbij de laserscanner gemonteerd is onder een helikopter. Ook hierbij worden erg veel punten in x, y en z en de intensiteit gemeten. Er kan echter ook gebruik worden gemaakt van Actueel Hoogtebestand Nederland (AHN), die een landsdekkend hoogtemodel hebben in tegenstelling tot FLI-MAP.
De, uiteindelijk verkozen FLI-MAP, data wordt in Cyclone als tekst-bestand geïmporteerd. Hiervan wordt dan een TIN gemaakt, waarna men het exporteert als dxf-bestand en importeert in ArcScene. Om de ondergrond wat realistischer te maken kan er de TOP10NL of een luchtfoto van het betreffende gebied overheen gedrapeerd worden.

Nadat de ondergrond klaar is, wordt het gemodelleerde gebouw, verschillende lagen geïmporteerd, zoals ramen, deuren, dak enzovoorts, geïmporteerd in ArcScene. Als dit goed gebeurd komt het gebouw precies op de juiste plek terecht, aangezien het gemeten object en de ondergrond allebei in hetzelfde coördinatenstelsel bekend zijn.
Hierna kan de thematische informatie aan het gelaserscande object gehangen worden. De informatie is gekoppeld aan de afzonderlijke vlakken (3D faces) van het gebouw. Het is aan de klant welke informatie hij of zij in de tabel wil hebben. Tevens kan het model nog aangekleed worden door verschillende 3D objecten, zoals bomen en auto’s, te plaatsen. Ook zou men de verschillende lagen van een textuur kunnen voorzien. Dit geeft het geheel een nog realistischer beeld.
Het zou tevens een visuele verbetering zijn indien foto’s van enkele aanzichten op het gebouw geprojecteerd worden. Hiervoor moeten aparte digitale foto’s gemaakt worden, aangezien de foto’s die de laserscanner maakt te onduidelijk zijn. Naar dit onderwerp is geen onderzoek gedaan, maar het zal in de toekomst zeker een goede optie kunnen zijn.
Analyses op het uiteindelijke model zijn, met de huidige mogelijkheden, bijna niet uit te voeren met ArcGIS. Hier wordt nog veel onderzoek in gedaan. ArcScene is voornamelijk nog een visualisatieprogramma.
Maar er liggen wel veel mogelijkheden op dit gebied, waarbij terrestrische laserscanning een grote rol zou kunnen spelen.

Toon meer
OrganisatieHogeschool Utrecht
OpleidingGeodesie
AfdelingGebouwde Omgeving
Jaar2006
TypeBachelor
TaalNederlands

Op de HBO Kennisbank vind je publicaties van 26 hogescholen

De grootste kennisbank van het HBO

Inspiratie op jouw vakgebied

Vrij toegankelijk