شماره ركورد
24215
شماره راهنما
MAP3 13
عنوان
بهبود دقت دادههاي لايدار با استفاده از مشاهدات ژئودتيك زميني (مطالعهي موردي: شهر اصفهان)
مقطع تحصيلي
دكتري
رشته تحصيلي
مهندسي عمران نقشه برداري - ژئودزي
دانشكده
مهندسي عمران و حمل و نقل
تاريخ دفاع
1403/10/02
صفحه شمار
79 ص.
استاد راهنما
جمال عسگري
استاد مشاور
عليرضا اميري سيمكوئي , سيدباقر فاطمي نصرآبادي
كليدواژه فارسي
كليدواژهها: لايدار، ارزيابي دقت و كنترل كيفيت سيستم ليزراسكن هوابرد، سيستم تعيينموقعيتماهوارهاي، تعيينموقعيت آني، ارتفاعسنجي با دستگاه اولتراسونيك
چكيده فارسي
در حال حاضر فناوري لايدار هوايي يكي از كارآمدترين شيوهها براي جمعآوري مشاهدات ارتفاعي با تراكم بالاست، اما از نظر قابلاعتماد بودن دادهها داراي اشكال است. هنگام جمعآوري و بهكارگيري دادهها از سيستمهاي هوايي لايدار بايد دقت و صحت موقعيت دادهها بهخصوص مؤلفهي ارتفاعي را در نظر گرفت و موردپردازش قرار داد. معمولا كنترل كيفيت، آخرين مرحلهي توليد دادهاست كه بهطور مطلوب شامل استفاده از نمونه نقاط تارگت از پيش تعيينشدهي كنترل زميني جهت محاسبهي ميزان RMSE خطاهاي موقعيت ميشود. ارائهدهندگان محصولات لايدار، اغلب دقت 15 الي 30 سانتيمتر را براي مؤلفهي ارتفاعي مشخص كردهاند. لذا يكي از جنبههاي مهم در توليد اين دادهها، ارزيابي و در صورت امكان از بينبردن خطاها جهت دستيابي به دقت مطلوبتري است.
در اين مطالعه، ما يك سكو (پلتفرم) اوليهي ارزانقيمت را توسعه دادهايم و از يك مدل مناسب و جامع براي افزايش دقت مختصات ارتفاعي نقاط لايدار استفاده كردهايم. لازمبهذكر است اين سكو داراي نوآوري و منحصربهفرد است و هيچ نمونهي داخلي يا خارجي ندارد و مطالعهي انجامشده بر روي دادههاي لايدار در جادههاي شهري متمركز است. سطح تصحيح ارتفاعي پيشنهادي براي اين نوع نقاط خاص توسعه يافته و اعمال شدهاست.
در اين پژوهش دقت دادههاي ارتفاعي لايدار جمعآوريشده شهر اصفهان در كشور ايران، بهوسيلهي تركيب دادههاي مشاهداتي موقعيت GNSS-NRTK و ارتفاعسنجي صوتي دستگاه اولتراسونيك مورد ارزيابي قرار گرفتهاست. يك سطح تصحيح پيوسته براي ادغام دادههاي سكوي ايجادشده و دادههاي لايدار پيشنهاد گرديده و در نهايت الگوريتمي جهت اعمال تصحيحات به مؤلفهي ارتفاعي ابر نقاط لايدار توسعه دادهشده كه منجر به بهبود دقت براي تمام دادههاي لايدار كلاس زميني ميشود. نتايج مدل تصحيح ارتفاعي پيشنهادي و مقايسهي آن با ارتفاع ژئودتيك نقاط بنچمارك GNSS، نشان ميدهد كه دقت ارتفاعي دادههاي لايدار به شكل محسوسي افزايش يافتهاست. بهنحويكه با استفاده از برازش سطح تصحيحات، متوسط RMSE خطاي ارتفاعي از 5/18 به 2/8 سانتيمتر و متوسط ميانگين خطا نيز از 9/14 به 1/0 سانتيمتر كاهش پيدا ميكند. همچنين دقت دادههاي لايدار در مقايسه با تعدادي از نقاط چك NRTK، كاهش RMSE خطاي ارتفاعي از 4/17 به3/5 سانتيمتر را نشان ميدهد. ضمن اينكه پس از اعمال تصحيحات، توزيع نسبتا همگن خطا در نواحي مختلف ناحيهي موردمطالعه ديدهشد درحاليكه قبل از اعمال اين تصحيحات، خطاي سيستماتيك GNSS، مرتبط با روز برداشت و موازي با خطوط مسير پرواز در دادههاي لايدار مشاهده شد.
كليدواژه لاتين
LiDAR, Airborne Laser scanning System Accuracy assessment, Global Navigation Satellite System (GNSS), Real-Time Kinematic (RTK), Ultrasonic distance measuring
عنوان لاتين
Improvement of Lidar Data Accuracy using Geodetic Observations (Case Study: Isfahan City)
گروه آموزشي
مهندسي نقشه برداري
چكيده لاتين
Although Light Detection and Ranging (LiDAR) technology is currently one of the most efficient methods for acquiring high-density point cloud, it still has problems in terms of data reliability. In particular, the accuracy assessment of LiDAR data, especially in the height component, is one of the main issues in this context. It is usually the last stage of data generation, which generally includes using sample target points related to ground control points to calculate the positions’ RMSE. Airborne LiDAR providers often claim an accuracy of 15 to 20 cm for the height component, so one of the critical aspects in generating LiDAR point cloud data is to evaluate and, if possible, reduce errors to achieve higher accuracy.
In this research, the accuracy of the LiDAR height data collected in the city of Isfahan (Iran) has been evaluated by combining the positioning data of GNSS-NRTK and the distance measurement of the Ultrasonic device. Then an algorithm has been proposed to apply corrections to the height component of the LiDAR point cloud. The results of the proposed height correction model and its comparison with the geodetic height of GNSS benchmarks and NRTK checkpoints show that the height accuracy of LiDAR data has increased significantly. By fitting the correction surface, the RMSE of the LiDAR height error decreased from 18.5 to 8.2 cm, as assessed by GNSS benchmarks. In the second scenario of evaluating the accuracy of the proposed method, approximately one thousand NRTK control points were used and the RMSE decreased from 17.4 cm to 5.3 cm. Also, after applying the corrections, a relatively homogeneous error distribution was seen in different parts of the study area. In contrast, systematic errors were observed parallel to the flight paths in the LiDAR data before using these corrections. According to the results of this research, to increase the accuracy of LiDAR heights and better quality-control assessment, it is suggested to collect ground targets with a high number and density, as well as fitting a correction surface to LiDAR point cloud biases, especially in urban roads and open land areas.
تعداد فصل ها
5
فهرست مطالب pdf
118393
نويسنده