Mniej uczęszczana droga: Innowacyjna cyfryzacja górskiej drogi z użyciem Leica Pegasus:Two Ultimate

Raphael Goudard, Business Manager ds. rozwiązań Skanowania Kinematycznego

Alpejskie drogi w Berchtesgaden w Niemczech oferują jedne z najpiękniejszych widoków na świecie. Jako wrota obszarów turystycznych na południowo-wschodnim krańcu Bawarii, dla lokalnej gospodarki ważne jest, aby drogi były utrzymywane w dobrym stanie. Odpowiedzialna za to jest Urząd Budownictwa Traunstein (TSBA). TSBA zarządza drogami alpejskimi oraz siecią, która obejmuje setki kilometrów dróg, ścieżki piesze i rowerowe, mosty, podpory i tunele. TSBA, pionier w wykorzystaniu metod cyfrowych, chciał opracować cyfrowy model terenu jako podstawę planowanych prac budowlanych. Urząd zwrócił się do firmy Ing Geovision, ekspertów ds. geodezji i zarządzania danymi geoprzestrzennymi, o pomiar odcinka o długości 3,2 km. Po zapoznaniu się z opcjami, firma Ing Geovision użyła mobilnego rozwiązania do mapowania Leica Geosystems, aby cyfrowo uchwycić drogę i jej mury oporowe. Projekt był pierwszym, w którym skanowanie kinematyczne zostało zastosowane na potrzeby realizacji tego typu zlecenia.

Trudne fizyczne ograniczenia dotyczące skanowania

Z 23% nachyleniem w niektórych miejscach i ogromnymi spadkami w dolinie poniżej, drogi w Berchtesgaden nie są łatwe do pomiaru. Szczególnie trudno jest uzyskać dostęp do obu stron murów oporowych, ponieważ są one zbudowane na stromym, mocno zarośniętym terenie. Ze względu na wysokość i odległość sygnał GNSS był słaby na prawie całym projekcie, zwłaszcza w pięciu tunelach objętych obszarem badań. Oprócz ograniczeń fizycznych, pomiary musiały zostać przeprowadzone szybko. Drogi nie można było zamknąć ani blokować zbyt długo, aby trasa była dostępna dla autobusów turystycznych. Niemniej jednak, ponieważ dane pomiarowe miały być podstawą do planowanych prac budowlanych, droga i ściany oporowe musiały być rejestrowane z jak największą dokładnością.

Skanowanie kinematyczne spełniło wszystkie kryteria oceny projektu

Zespół Ing Geovision posiada duże doświadczenie w zakresie tradycyjnej geodezji. Byli partnerem w zakresie digitalizacji budynków, zakładów i innej infrastruktury w ponad 1000 udanych projektach skanowania laserowego. W ramach projektu w Berchtesgadener rozważali różne metody: skanowanie laserowe za pomocą drona, pomiar tachymetrem, skanowanie statyczne i skanowanie kinematyczne. Kryteria oceny obejmowały czas spędzony w terenie, dokładność danych, możliwość wykrywania murów oporowych i stanu drogi w wysokiej rozdzielczości. Wreszcie, czy metoda może być wykorzystana do gromadzenia dokumentacji fotograficznej i chmur punktów podczas jednej operacji.

Wykluczono drona, ponieważ mógł dostarczać tylko zdjęcia, pomiary tachymetrem, ponieważ nie mógły dostarczać zdjęć ani chmur punktów. Skanowanie statyczne trwałoby zbyt długo i w wielu miejscach nie mogło być prowadzone na zewnątrz ścian oporowych. Chociaż nie przetestowano go w tym scenariuszu, skanowanie kinematyczne było w stanie spełnić wszystkie kryteria. Mobilne systemy skanujące łączą zaawansowane czujniki sprzętowe i oprogramowanie umożliwiając zdjęcie skanerów ze statywów, co pozwala na pozyskiwanie dokładnych danych 3D z samochodu.

Niekonwencjonalny montaż skanera rozwiązał problem z dostępem do terenu

Firma Ing Geovision opracowała rozwiązanie do skanowania, korzystając z mobilnej platformy do mapowania Leica Pegasus Ultimate II. W pomysłowy sposób, aby uchwycić obie strony ścian oporowych, system Leica Pegasus Ultimate II został zamontowany nie tylko na dachu samochodu, ale także na łyżce koparki. Dzięki temu skaner mógł wisieć nad krawędzią ściany i zeskanować otoczenie, bez ryzyka dla bezpieczeństwa ludzi. Pomiar punktów stałych wykonano tachimetrem TS16, a tunele dodatkowo zeskanowano statycznym RTC 360 w celu wyszukania historycznego systemu odwadniającego. Dane zostały opracowane w oprogramowaniu Leica Pegasus Manager, Leica Cyclone i Leica Cyclone 3DR.

Szybkie i elastyczne skanowanie

Główną zaletą korzystania z systemu do skanowania kinematycznego był krótki czas spędzony w terenie. Systemowi Leica Pegasus Ultimate II zajęło tylko pół dnia, aby zeskanować 3,2 km drogi z samochodu, a kolejne pół dnia, aby zeskanować trudne odcinki ściany oporowej wykorzystując montaż na koparce. Nawet w tym czasie pojazdy turystyczne nadal mogły poruszać się po drogach, co oznacza, że ​​pomiary miały minimalny wpływ na lokalną gospodarkę. Zebrano około 162 GB surowych danych, co zaowocowało 600 GB przetworzonych danych - ostatecznie dostarczając cyfrowy model terenu i plany inwentaryzacji niezbędne do przyszłych prac budowlanych. Spełniając wymagania TSBA dotyczące dokładności, dane miały bezwzględną dokładność w granicach 2-3 cm.

Ewolucja mobilnego skanowania: wiele zastosowań

TSBA realizuje modele BIM od 2019 roku. Urzędowi udało się doprowadzić do wysokiego stopnia cyfryzacji zarządzanych obiektów, usprawniając planowanie, budowę i utrzymanie. Dzięki temu projektowi po raz pierwszy uzyskano pełną cyfryzację drogi alpejskiej. Gotowość Ing Geovision i TSBA do wprowadzania innowacji zaowocowała opracowaniem nowej, sprawdzonej metody skanowania w trudnym i wysoko położonym terenie. Z pewnością zostanie ponownie użyta.

„W dzisiejszych czasach skanowanie kinematyczne jest tak zaawansowane, że można je wykorzystać również do monitoringu. W ocenie możliwych rozwiązań do skanowania, Leica Pegasus:Two Ultimate okazał się najszybszym i najdokładniejszym rozwiązaniem do wykrywania obszaru.” Sven Gollub, Kierownik projektu w ing Geovision.