En jämförelsestudie mellan UAS-LiDAR och UAS-fotogrammetri : Utvärdering av kvalitet hos DTM

• Main Authors: Claesson, Arvid, Sandström, Paul
• Format: Others
• Language: Swedish
• Published: Högskolan i Gävle, Samhällsbyggnad 2021
• Subjects: Other Social Sciences not elsewhere specified; Övrig annan samhällsvetenskap
• Online Access: http://urn.kb.se/resolve?urn=urn:nbn:se:hig:diva-37351

Vid utbyggnad av samhället behövs flertal analyser, bland annat volymberäkningar, markanvändningsanalyser, deformationsövervakning och avrinningsanalyser. Gemensamt för analyserna är att de behöver en terrängmodell för att kunna utföras. God kvalitet på DTM är en förutsättning för att analyserna ska vara pålitliga. Även tid och lämplighet är avgörande vid framställande av analyserna, därmed tillämpas ofta UAS-LiDAR och UAS-fotogrammetri vilket är två insamlingsmetoder som snabbt och lämpligt kan framställa detaljerad DTM. För att göra metoderna mer tillämpbara krävs mer forskning som utvärderar deras möjligheter inom framställande av DTM. Denna studie utförs i samarbete med 5D Konsulterna för att utvärdera hur DTM framställda genom UAS-LiDAR och UAS-fotogrammetri skiljer sig åt. För att bilda en fullständig förståelse måste påverkande faktorer tas hänsyn till, därmed utförs studien över 4 olika marktyper med varierande terräng och vegetation. Variationen i marktyperna kommer göra det möjligt att dra slutsatser angående hur kvaliteten påverkas av olika marktyper. I studien jämförs marktyperna grus, berg i dagen, skog och asfalt och de kontrolleras genom kontrollprofiler utformade efter tekniska specifikationen SIS-TS 21144:2016. Standarden handlar om att utvärdera DTM. Kontrollen kommer möjliggöra utvärdering av kvalitet i höjd. Studien visar att både UAS-LiDAR och UAS-fotogrammetri kan framställa DTM över de öppna ytorna grus och asfalt med låga avvikelser. Båda metoderna klarade kraven enligt SIS-TS 21144:2016. När marktypen berg i dagen provades klarade också båda metoderna kraven enligt SIS-TS 21144:2016. Däremot visades en ökning av avvikelser, huvudsakligen i RMS och variationsvidd vilket orsakats av den mer kuperade terrängen. I marktypen skog visades stora kvalitetsskillnader där UAS-LiDAR fick medelavvikelse på 3,8 cm och UAS-fotogrammetri fick medelavvikelse på 12,8 cm. Liknande tendens sågs även i RMS där UAS-LiDAR fick RMS på 6,1 cm och UAS-fotogrammetri fick RMS på 26 cm. Resultatet visade att endast UAS-LiDAR klarade kraven för marktypen skog enligt SIS-TS 21144:2016. Med stöd från tidigare studier drogs slutsatsen att kvalitetsskillnaden beror på vegetationen inom marktypen skog. Vegetationen har större inverkan på kvalitet för UAS-fotogrammetri än UAS-LiDAR, således bör UAS-LiDAR användas för att uppnå god kvalitet när marktyper med vegetation ska analyseras genom DTM.   === When expanding the society a variety of analyses are needed, for instance volume calculation, land use analyses, deformation monitoring and drainage analyses. All these analyses are based on DTM. High quality on DTM is a condition to make the analyses applicable. Time and suitability are also crucial when producing the analyses, therefore UAS-LiDAR and UAS-photogrammetry are often applied, these are two data collecting methods that quickly and suitably can produce detailed DTM. To make the methods more applicable more research is needed that evaluate the methods possibilities when producing DTM. The study is performed in association with 5D Konsulterna to evaluate how DTM produced with UAS-photogrammetry and UAS-LiDAR compare. To create a complete understanding the contributing factors need to be taken into consideration, therefore the study is performed over 4 different land types with different terrain and vegetation. The variation of land types will make it possible to draw conclusions concerning how quality is affected by different land types. The study will compare the land types outcrop, asphalt, gravel and forest and they will be controlled using control profiles which will be created according to SIS-TS 21144:2016. The control will enable evaluation of the quality in height. The study show that both UAS-LiDAR and UAS-photogrammetry can produce DTM that represent the open areas gravel and asphalt with low deviations. Both methods met the requirements in SIS-TS 21144:2016. When the land type outcrop was evaluated both methods met the requirements in SIS-TS 21144:2016. However, both methods showed an increase of deviation mainly in RMS and variation width which was caused by the tilting terrain. The big differences in quality was seen in the land type forest where UAS-LiDAR had an average deviation at 3,8 cm and UAS-photogrammetry had an average deviation at 12,8 cm. The same tendency was seen when evaluating RMS where UAS-LiDAR had a RMS at 6,1 cm and UAS-photogrammetry had at RMS at 2,6 dm. The result showed that only UAS-LiDAR met the requirements for the land type forest in SIS-TS 21144:2016. With support from previous studies the conclusion that the difference in quality was due to vegetation in the land type forest was drawn. Vegetation has a larger impact on UAS-photogrammetry than UAS-LiDAR, therefore UAS-LiDAR should be used to achieve high quality when land types with vegetation are analysed using DTM.