Applicazione della tecnologia di Image Surveying nella misurazione dei volumi delle opere di terra

vRTK, il primo ricevitore GNSS con doppia fotocamera.

La misurazione del movimento terra è una fase importante della costruzione del progetto, direttamente correlata alla stima dei costi e alla selezione dello schema del progetto. Pertanto, l'unità di ingegneria deve misurare il volume di terra prima della costruzione del progetto. Per le unità di ingegneria è importante calcolare il volume di terra in modo rapido e accurato attraverso la misurazione.

Contesto del progetto

Questo progetto è la seconda fase del progetto di costruzione della strada di Zhengzhou; la lunghezza e la larghezza della strada dovrebbero essere rispettivamente di 2,583 km e 50 metri, mentre la linea rossa di acquisizione del terreno lungo la linea centrale della strada su entrambi i lati sarà di 100 metri verso l'esterno. Quando il progetto sarà completato ed entrerà in funzione, la strada offrirà alle comunità locali un'ulteriore comodità in termini di trasporto e vita quotidiana.

Il 13 giugno 2022, la direzione del progetto è stata informata dal Comitato locale che la grande quantità di rifiuti edili generati durante la costruzione deve essere ripulita entro due giorni nel luogo specificato. Il volume effettivo della terra e l'intero processo di costruzione saranno registrati in modo veritiero.

Analisi dei punti dolenti

la maggior parte degli operatori utilizza di solito UAV e RTK per i progetti di rilievo delle opere di terra. I droni professionali richiedono qualifiche e competenze tecniche elevate da parte degli operatori, ma molte unità operative non dispongono di piloti professionisti. Inoltre, gli RTK per l'acquisizione dei punti nel progetto richiedono la misurazione manuale di ogni punto, il che non solo crea un carico di lavoro pesante e richiede molto tempo, ma comporta anche la possibilità di perdere o sovramisurare punti. Inoltre, a volte è difficile e pericoloso misurare la superficie irregolare e sconosciuta del terreno.

Attuazione del programma

per applicare le nuove tecnologie al progetto, il dipartimento di gestione del progetto ha scelto di utilizzare Hi-Target vRTK per misurare il volume del terreno insieme all'Hi-Target V200 RTK esistente.

Flusso di lavoro

1. Raccolta sul campo

il team A ha applicato il V200 RTK al lavoro di rilevamento. In base alle specifiche GB/T 17160-1997 per la digitalizzazione di carte topografiche 1:500, 1:1000 e 1:2000, il team A ha effettuato la verifica dei punti di controllo dopo che il segnale ricevuto dall'RTK dalla stazione base CORS ha ottenuto lo stato di soluzione fissa. Quando l'accuratezza ha soddisfatto i requisiti, è stato possibile eseguire il rilievo dettagliato. Durante l'operazione, il team A ha raccolto e registrato i punti evidenti degli oggetti terrestri in evoluzione. Per migliorare l'efficienza operativa sul campo, i dati sono stati raccolti in modalità di misurazione automatica, in modo da ridurre i tempi di allineamento dei punti di centratura.

il team B, invece, ha utilizzato il vRTK Hi-Target per eseguire l'acquisizione dei dati all'opposto dell'area di lavoro del team A, per evitare interferenze. A differenza del team A, il team B ha sfruttato la tecnologia di rilevamento delle immagini del vRTK per la raccolta dei dati dopo che la verifica dei punti di controllo era stata effettuata e la precisione soddisfaceva i requisiti.

2. Elaborazione dei dati

i risultati della misurazione in tempo reale del V200 acquisiti dal team A possono essere riconosciuti dal software interno direttamente dopo la conversione dei dati in formato .dat. Importando l'area di rilevamento, stabilendo il DTM e generando una rete di triangoli o una griglia quadrata, è possibile esportare i dati relativi alle opere in terra. Il funzionamento dettagliato è illustrato nella figura seguente.

la misurazione delle immagini di vRTK ha permesso al team B di elaborare i dati nei più diffusi software di modellazione e di abbinare ulteriormente i dati POS alle foto per la triangolazione aerea e l'esportazione di un modello 3D. In considerazione dei requisiti di questo progetto, l'elevazione del campo è stata livellata, per cui il volume della terra può essere calcolato direttamente sul modello; inoltre, l'elaborazione secondaria dei dati può realizzare risultati più ricchi. La figura seguente mostra il funzionamento dettagliato.

Visualizzazione dei risultati

confrontando i risultati delle due misurazioni della terra acquisite da Hi-Target vRTK e Hi-Target V200 RTK, il dipartimento del progetto è rimasto sorpreso dalle prestazioni del vRTK. "Non avremmo mai pensato che l'RTK potesse misurare i punti come una fotogrammetria ravvicinata, è molto più efficiente dei precedenti metodi di misurazione del movimento terra"

oltre al DLG (Digital Line Graphic), i dati ottenuti includono anche il modello 3D e il DEM (Digital Elevation Model), rendendo la costruzione di grande efficienza.

Sintesi del progetto

in questo caso di calcolo delle opere di sbancamento, con l'aiuto dell'RTK ad alta precisione e delle telecamere HD, Hi-Target vRTK è stato in grado di eseguire misurazioni di immagini che hanno apportato grandi miglioramenti in termini di raccolta dei dati sul campo, elaborazione dei dati e risultati rispetto ai metodi di misurazione RTK tradizionali.

innanzitutto, la raccolta dei dati sul campo è stata rapida. Grazie alla sua tecnologia di rilievo delle immagini, Hi-Target vRTK è stato in grado di acquisire informazioni su entrambi i punti dell'immagine alla volta, mentre l'RTK tradizionale può acquisire informazioni solo su un singolo punto alla volta. Pertanto, a parità di carico di lavoro, il vRTK ha impiegato meno tempo per completare il suo lavoro.

in secondo luogo, la fase di elaborazione dei dati è stata efficace. I byte di ogni singola foto sono piccoli e non richiedono requisiti specifici all'hardware del computer, anche se il processo di elaborazione dei dati interni del vRTK era complesso. Il tempo speso nell'elaborazione interna dei dati può ovviamente compensare il tempo speso nell'acquisizione dei dati sul campo.

in terzo luogo, i risultati dei dati sono stati diversificati. Non solo il file DLG, ma anche i risultati del modello 3D, l'ortofoto HD e i dati DEM possono essere esportati dal vRTK per consentire al dipartimento di gestione del progetto di monitorare e decidere l'effettivo avanzamento del progetto e per supportare le decisioni governative. Mentre l'esportazione dei dati dell'RTK tradizionale supportava solo il formato DLG, e la conservazione storica delle prove e i problemi di archiviazione possono essere risolti solo con il recupero dei dati.