Skaitmeninė miesto želdynų ir kapinių inventorizacija. Kaip SLAM skeneris, dronas su LiDAR ir ArcGIS keičia darbą
Miesto parko teritorijos skenavimas siekiant gauti informaciją apie medžius
Miestams vis dažniau reikia aktualių, patikimų ir lengvai panaudojamų duomenų apie miesto žaliąsias zonas.
Parkų, skverų ir komunalinių kapinių inventorizacija rankiniu būdu yra brangi, užima daug laiko ir sunku turėti nuolat aktualius duomenis. Šiuolaikinės 3D technologijos leidžia gerokai pagreitinti šį procesą: per trumpą laiką galima gauti taškų debesį, 360° fotografinę dokumentaciją, tikslią medžių vietą bei visą parametrų rinkinį, būtiną skaitmeninei apskaitai GIS sistemoje tvarkyti.
Sprendimas, pagrįstas Topcon CR-S skeneriu, dronų skrydžiais su LiDAR ir „ArcGIS“ platforma, sukuria pilną darbo eigą (workflow) viešajam administravimui: nuo greito matavimo, 3D duomenų apdorojimo iki oficialios duomenų bazės papildymo. Rezultatas – ne tik tikslesnė inventorizacija, bet ir įrankis, padedantis planuoti medžių kirtimą, sodinimą, priežiūros darbus, erdvines analizes bei bendravimą su gyventojais.
Didžiausia tokio požiūro vertė yra lauko darbų greičio ir duomenų kokybės derinys, kurį galima iškart panaudoti operatyviai. Vietoj to, kad būtų atliekami pavieniai rankiniai kiekvieno medžio matavimai, operatorius eina suplanuotu maršrutu su SLAM skeneriu, o sistema nepertraukiamai fiksuoja aplinką. Duomenys yra išsamūs, atkuriami ir gali būti tikrinami tiek 3D vaizde, tiek GIS žemėlapyje.
Greitas matavimas — mažiau rankinio darbo, daugiau duomenų
Pirmasis etapas yra mobilus 3D duomenų rinkimas. SLAM skeneris fiksuoja medžių kamienus, takus, bortelius, antkapius, tvoras, mažosios architektūros elementus ir techninę infrastruktūrą tiesiog einant per teritoriją. 360° kameros sukuria papildomą fotografinę dokumentaciją, kurios dėka savivaldybės ar įstaigos darbuotojas vėliau gali patikrinti objektą iš naujo nevykdamas į vietą. Tai realus laiko taupymas ir patogus būdas sutvarkyti žinias apie valdomą teritoriją.
Kapinės: taškų debesis iš SLAM skenerio, nuotrauka
Išsamesnis teritorijos vaizdas dėl LiDAR drono duomenų
Parkų, medžiais apsodintų skverų ir istorinių kapinių atvejais ypač didelę naudą teikia antžeminio skenavimo derinimas su drono skrydžiu, kuriame sumontuotas LiDAR. SLAM skeneris labai gerai atvaizduoja objektus, matomus iš žmogaus aukščio, o dronas suteikia informacijos apie medžių lajas, augalijos struktūrą ir reljefą iš oro perspektyvos. Šių šaltinių derinys leidžia sukurti išsamų skaitmeninį teritorijos modelį, kuris gali tapti analizių, planavimo ir sprendimų priėmimo pagrindu.
Vieninga 3D darbo eiga — nuo taškų debesies iki paruoštų GIS sluoksnių
Baigus matavimus, duomenys eksportuojami į universalius formatus, tokius kaip LAS arba E57, ir vėliau apdorojami specializuotoje taškų debesų programinėje įrangoje, pavyzdžiui, Terrasolid. Šiame etape galima atlikti kokybės kontrolę, taškų klasifikavimą, duomenų valymą ir teminių sluoksnių parengimą. Dėl GNSS/RTK pozicionavimo ir IMU modulio palaikymo duomenys yra teisingai orientuoti erdvėje, o tai palengvina tolesnį jų naudojimą ArcGIS ir sumažina papildomo derinimo laiką.
Automatinis medžių aptikimas — greitesnė ir nuoseklesnė inventorizacija
Pažangūs taškų debesų analizės įrankiai padeda automatiškai atpažinti objektų klases: žemę, augaliją, kamienus, medžių lajas, pastatus ar infrastruktūros elementus. Dėl to darbuotojams nereikia rankiniu būdu aprašinėti kiekvieno objekto nuo nulio. Sistema pateikia sutvarkytą informacijos rinkinį, kurį galima panaudoti žaliųjų plotų apskaitoje, audituose, žaliųjų zonų priežiūros pirkimuose ir ilgalaikiame biudžeto planavime.
Remiantis suklasifikuotu taškų debesiu, galima automatiškai nustatyti svarbiausius medžių parametrus, kurie vėliau patenka į GIS duomenų bazę:
- Tiksli medžio vieta: medžio taškas sukuriamas remiantis kamieno geometrija ir gali būti iškart rodomas oficialiame žemėlapyje.
- Skersmuo ir kamieno apimtis: matavimas 1,30 m aukštyje palaiko standartinę dendrologinę apskaitą ir pokyčių kontrolę laikui bėgant.
- Medžio aukštis: parametras, naudingas vertinant želdynų būklę, atliekant rizikos analizes ir planuojant priežiūros darbus.
- Lajos plotis: svarbi informacija analizuojant šešėliavimą, sandūras su infrastruktūra bei planuojant naujus sodinimus.
Dėl automatizavimo duomenys yra vienodesni, lengviau atnaujinami ir mažiau priklausomi nuo pavienio vykdytojo subjektyvaus vertinimo. Įstaiga gauna duomenų bazę, kurią galima vystyti dar daugelį metų, o ne vienkartinę ataskaitą, uždarytą faile.
Pav. 1. Medžių segmentavimas LiDAR taškų debesyje
Pav. 2. Automatinis kamienų identifikavimas ir skersmens matavimas.
Pav.3. Medžių ir reljefo paviršiaus klasifikavimas
Pav.4. Medžių segmentavimas LiDAR taškų debesyje
Nuskenuotas medis Gdansko miesto portale su atributų lentele
ArcGIS kaip želdynų valdymo centras
Gautus rezultatus galima perduoti į ArcGIS taškinių sluoksnių, atributų lentelių, Shapefile, GeoPackage, CSV arba TXT failų pavidalu. Kiekvienas medis tampa objektu žemėlapyje su priskirtais parametrais, tokiais kaip vieta, kamieno apimtis, aukštis, lajos skersmuo ar identifikatorius. Esant reikalui, prie objektų galima pridėti panoraminių nuotraukų, lauko dokumentacijos ir papildomos administracinės informacijos.
Praktikoje tai reiškia, kad įstaigos darbuotojai gauna vieną aplinką želdynų duomenims peržiūrėti, atnaujinti ir analizuoti. ArcGIS gali padėti palaikyti kasdienę parkų ir kapinių priežiūrą, planuoti tvarkymo darbus, analizuoti gyventojų pranešimus, rengti ataskaitas ir priimti investicinius sprendimus. SLAM skenerio, GNSS/RTK, IMU, 360° kamerų, drono su LiDAR ir GIS sistemos derinys sukuria šiuolaikinį sprendimą miestams, norintiems valdyti želdynus remiantis duomenimis: greičiau, tiksliau ir skaidriau.
