Utvärdering av metoder för framställning och kontroll av digitala terrängmodeller

Today there are many applications of digital terrain models (DTM) and the requirements of low uncertainty increases. Most of the DTM are produced with Global Navigation Satellite System (GNSS), terrestrial laser scanning (TLS), airborne laser scanning (ALS) and total stations. Guidelines for the pre...

Full description

Bibliographic Details
Main Authors: Persson, Erik, Sjöwall, Fredric
Format: Others
Language:Swedish
Published: Högskolan i Gävle, Avdelningen för Industriell utveckling, IT och Samhällsbyggnad 2012
Subjects:
TLS
ALS
Online Access:http://urn.kb.se/resolve?urn=urn:nbn:se:hig:diva-11985
id ndltd-UPSALLA1-oai-DiVA.org-hig-11985
record_format oai_dc
collection NDLTD
language Swedish
format Others
sources NDLTD
topic Digital terrain models (DTM)
GNSS
TLS
ALS
total station
SIS-TS 21144:2007
SIS-TS 21145:2007
profile-based control
comparison model to model
spellingShingle Digital terrain models (DTM)
GNSS
TLS
ALS
total station
SIS-TS 21144:2007
SIS-TS 21145:2007
profile-based control
comparison model to model
Persson, Erik
Sjöwall, Fredric
Utvärdering av metoder för framställning och kontroll av digitala terrängmodeller
description Today there are many applications of digital terrain models (DTM) and the requirements of low uncertainty increases. Most of the DTM are produced with Global Navigation Satellite System (GNSS), terrestrial laser scanning (TLS), airborne laser scanning (ALS) and total stations. Guidelines for the preparation and verification of DTM are found in Swedish Standards Institute – Technical Specifications (SIS-TS) 21144:2007 and SIS-TS 21145:2007. These were defined in collaboration between Swedish National Rail Administration, Banverket, and Swedish Road Administration, Vägverket, to satisfy the needs of requirement formulations in the production of DTM planning, design and construction.   The purpose of this paper is to produce and control DTM over Åkermans kulle, located west of the University of Gävle, according to SIS TS 21144:2007 using GNSS with network-RTK, TLS and ALS. Control of these was then performed by profile surveying with total station in accordance with SIS-TS 21145:2007 and by comparing the models against each other. Based on these results the control methods were evaluated. The area is approximately 2 ha and consists of very rough grassland with some vegetation. The post processing of the data was done in software SBG Geo Professional School, Cyclone 7.3 and Microsoft Excel.   The profile-based verification showed that GNSS gives the smallest deviation from reality for this type of area, with a mean deviation of 0.048 m, while the TLS and ALS deviated 0.162 m and 0.255 m. For the surface based control the largest deviation was between ALS and GNSS with an average deviation of 0.270 m and the smallest between ALS-TLS with an average deviation of 0.099 m.  In the production of DTM aim, uncertainty requirements, area and type of terrain should be taken into account and carefully analyzed. Based on this analysis, the most suitable method should be selected. Profile measurement is the most suited method for control since it generates a veracious depiction of the reality. Our results show that for hilly vegetated areas GNSS are preferable while TLS and ALS are more suited to plane areas without vegetation. A single national standard for the production and control of the DTM should be developed as only technical specifications exist today. === Användningsområden för digitala terrängmodeller (DTM) är idag många och kraven på låg osäkerhet ökar. DTM kan framställas med Global Navigation Satellite System (GNSS), terrester laserskanning (TLS), flygburen laserskanning (FLS) eller totalstation. Riktlinjer för framställning och kontroll av DTM finns i Swedish Standards Institute - Tekniska specifikationer (SIS-TS) 21144:2007 och SIS 21145:2007. Dessa framtogs i ett samarbete mellan Banverket och Vägverket, idag Trafikverket, för att tillfredsställa behoven av kravformuleringar vid framställning av DTM för planering, projektering och byggande.   Syftet med detta examensarbete är att framställa DTM över Åkermans kulle, beläget väster om Högskolan i Gävle enligt SIS-TS 21144:2007. Detta med hjälp av GNSS med nätverks-RTK, TLS och FLS, samt kontroll genom profilinmätning med totalstation enligt SIS-TS 21145:2007 och ytbaserad kontroll av modellerna mot varandra. Utgående från dessa resultat utvärderades kontrollmetoderna. Området är ca 2 ha stort och består av mycket kuperad ängsmark med viss vegetation. Efterbearbetningen av inmätta data skedde i programvarorna SBG Geo Professional School 2012, Cyclone 7.3 samt Microsoft Excel.   Den profilbaserade kontrollen visade att GNSS är den metod som ger lägst osäkerhet för denna typ av område, med en medelavvikelse på 0,048 m, medan TLS och FLS avvek 0,162 m respektive 0,255 m. För den ytbaserade kontrollen var de största avvikelserna mellan FLS och GNSS, med en medelavvikelse på 0,270 m och den lägsta medelavvikelsen på 0,099 m mellan FLS och TLS. Vid framställning av terrängmodeller bör syfte, osäkerhetskrav, areal och typ av terräng tas i beaktande och analyseras noggrant. Utifrån denna analys bör den mest sanningsenliga metoden väljas. För kontroll är profilmätning med totalstation mest lämpat då det ger en sanningsenlig bild av verkligheten. Våra resultat visar att för kuperade vegetationsrika områden är GNSS att föredra medan TLS och FLS passar bättre för plana områden utan vegetation. En gemensam nationell standard för framställning och kontroll av DTM bör tas fram då det i dagsläget endast finns specifikationer.
author Persson, Erik
Sjöwall, Fredric
author_facet Persson, Erik
Sjöwall, Fredric
author_sort Persson, Erik
title Utvärdering av metoder för framställning och kontroll av digitala terrängmodeller
title_short Utvärdering av metoder för framställning och kontroll av digitala terrängmodeller
title_full Utvärdering av metoder för framställning och kontroll av digitala terrängmodeller
title_fullStr Utvärdering av metoder för framställning och kontroll av digitala terrängmodeller
title_full_unstemmed Utvärdering av metoder för framställning och kontroll av digitala terrängmodeller
title_sort utvärdering av metoder för framställning och kontroll av digitala terrängmodeller
publisher Högskolan i Gävle, Avdelningen för Industriell utveckling, IT och Samhällsbyggnad
publishDate 2012
url http://urn.kb.se/resolve?urn=urn:nbn:se:hig:diva-11985
work_keys_str_mv AT perssonerik utvarderingavmetoderforframstallningochkontrollavdigitalaterrangmodeller
AT sjowallfredric utvarderingavmetoderforframstallningochkontrollavdigitalaterrangmodeller
_version_ 1716530987191500800
spelling ndltd-UPSALLA1-oai-DiVA.org-hig-119852013-01-08T13:52:07ZUtvärdering av metoder för framställning och kontroll av digitala terrängmodellerswePersson, ErikSjöwall, FredricHögskolan i Gävle, Avdelningen för Industriell utveckling, IT och SamhällsbyggnadHögskolan i Gävle, Avdelningen för Industriell utveckling, IT och Samhällsbyggnad2012Digital terrain models (DTM)GNSSTLSALStotal stationSIS-TS 21144:2007SIS-TS 21145:2007profile-based controlcomparison model to modelToday there are many applications of digital terrain models (DTM) and the requirements of low uncertainty increases. Most of the DTM are produced with Global Navigation Satellite System (GNSS), terrestrial laser scanning (TLS), airborne laser scanning (ALS) and total stations. Guidelines for the preparation and verification of DTM are found in Swedish Standards Institute – Technical Specifications (SIS-TS) 21144:2007 and SIS-TS 21145:2007. These were defined in collaboration between Swedish National Rail Administration, Banverket, and Swedish Road Administration, Vägverket, to satisfy the needs of requirement formulations in the production of DTM planning, design and construction.   The purpose of this paper is to produce and control DTM over Åkermans kulle, located west of the University of Gävle, according to SIS TS 21144:2007 using GNSS with network-RTK, TLS and ALS. Control of these was then performed by profile surveying with total station in accordance with SIS-TS 21145:2007 and by comparing the models against each other. Based on these results the control methods were evaluated. The area is approximately 2 ha and consists of very rough grassland with some vegetation. The post processing of the data was done in software SBG Geo Professional School, Cyclone 7.3 and Microsoft Excel.   The profile-based verification showed that GNSS gives the smallest deviation from reality for this type of area, with a mean deviation of 0.048 m, while the TLS and ALS deviated 0.162 m and 0.255 m. For the surface based control the largest deviation was between ALS and GNSS with an average deviation of 0.270 m and the smallest between ALS-TLS with an average deviation of 0.099 m.  In the production of DTM aim, uncertainty requirements, area and type of terrain should be taken into account and carefully analyzed. Based on this analysis, the most suitable method should be selected. Profile measurement is the most suited method for control since it generates a veracious depiction of the reality. Our results show that for hilly vegetated areas GNSS are preferable while TLS and ALS are more suited to plane areas without vegetation. A single national standard for the production and control of the DTM should be developed as only technical specifications exist today. Användningsområden för digitala terrängmodeller (DTM) är idag många och kraven på låg osäkerhet ökar. DTM kan framställas med Global Navigation Satellite System (GNSS), terrester laserskanning (TLS), flygburen laserskanning (FLS) eller totalstation. Riktlinjer för framställning och kontroll av DTM finns i Swedish Standards Institute - Tekniska specifikationer (SIS-TS) 21144:2007 och SIS 21145:2007. Dessa framtogs i ett samarbete mellan Banverket och Vägverket, idag Trafikverket, för att tillfredsställa behoven av kravformuleringar vid framställning av DTM för planering, projektering och byggande.   Syftet med detta examensarbete är att framställa DTM över Åkermans kulle, beläget väster om Högskolan i Gävle enligt SIS-TS 21144:2007. Detta med hjälp av GNSS med nätverks-RTK, TLS och FLS, samt kontroll genom profilinmätning med totalstation enligt SIS-TS 21145:2007 och ytbaserad kontroll av modellerna mot varandra. Utgående från dessa resultat utvärderades kontrollmetoderna. Området är ca 2 ha stort och består av mycket kuperad ängsmark med viss vegetation. Efterbearbetningen av inmätta data skedde i programvarorna SBG Geo Professional School 2012, Cyclone 7.3 samt Microsoft Excel.   Den profilbaserade kontrollen visade att GNSS är den metod som ger lägst osäkerhet för denna typ av område, med en medelavvikelse på 0,048 m, medan TLS och FLS avvek 0,162 m respektive 0,255 m. För den ytbaserade kontrollen var de största avvikelserna mellan FLS och GNSS, med en medelavvikelse på 0,270 m och den lägsta medelavvikelsen på 0,099 m mellan FLS och TLS. Vid framställning av terrängmodeller bör syfte, osäkerhetskrav, areal och typ av terräng tas i beaktande och analyseras noggrant. Utifrån denna analys bör den mest sanningsenliga metoden väljas. För kontroll är profilmätning med totalstation mest lämpat då det ger en sanningsenlig bild av verkligheten. Våra resultat visar att för kuperade vegetationsrika områden är GNSS att föredra medan TLS och FLS passar bättre för plana områden utan vegetation. En gemensam nationell standard för framställning och kontroll av DTM bör tas fram då det i dagsläget endast finns specifikationer. Student thesisinfo:eu-repo/semantics/bachelorThesistexthttp://urn.kb.se/resolve?urn=urn:nbn:se:hig:diva-11985application/pdfinfo:eu-repo/semantics/openAccess