Helpoin keino kasvillisuuden poistamiseen on tietysti raivata mitattava kohde jo etukäteen – tähän ei usein kustannussyistä haluta ryhtyä tai kasvillisuus voi olla suojeltua. Jos kasvillisuus ei ole liian tiheää (esim. jäkälä tai sammal, jota optinen säde ei läpäise), niin Rieglin skannereilla on hyvä mahdollisuus mitata ainakin muutama piste varsinaisesta mittauskohteesta kasvillisuuden takaa. Tämä johtuu koko palautuvan signaalin digitoimisesta ja täyden aallonmuodon analysoinnista.

Kuvassa osin kasvillisuuden peittämää kallioseinamää.

Aineistoon on  tallentunut seinä-/maapisteitä  ja seuraavaksi tehtävänä on suodattaa tuo ylimääräinen kasvillisuus pois. Osan pisteitä saa pois valitsemalla kaikki välikaiut – aineistoon jätetään siis vain yhteen kohteeseen osuneet pisteet (single points) ja viimeiset kaiut (last points).

Vihreällä yhteen kohteeseen osunut signaali (single point), keltaisella 1. osuma (first points), turkoosilla välipisteet (other points) ja sinisellä viimeiset kaiut (last points).

Tämän operaation jälkeen aineistoon jää kuitenkin kasvillisuuspisteitä eli kasvien osia, joista mittaussäde palauttaa vain yhden kaiun. Seuraavaksi kokeillaan näihin pisteisiin luokittelua keskihajonnan perusteella.

Huonon keskihajonta-arvon omaavat pisteet valittuna punaisella.

Eri materiaalit antavat erilaisen palautteen ja keskihajonta kertoo palautuneen signaalin laadusta. Kasvien kohdalla pehmeät osat antavat vasteen, joka eroaa huomattavasti kovasta materiaalista ja nämä pisteet saadaan valittua sekä tarpeen mukaan poistettua aineistosta. Lopputulos ei ole vieläkään täydellinen, joten sitä pitää parantaa erillisellä kasvillisuutta poistavalla suodattimella, joka julkaistiin RiScan Prossa viime vuonna. Tällä suodattimella voidaan poistaa maanpinnan yläpuolisia tai alapuolisia pisteitä (esim. heijastumat), jolloin lopputuloksena saadaan todellinen mittauskohde viimein esille.

Kallioseinämän edessä sijaitseva kasvillisuus on valittu punaisella ja samalla aineisto on harvennettu mallinnettavaksi.

Yllä erilaisia toisiaan täydentäviä kasvillisuuden suodatustapoja on esitetty erillisinä prosesseina, mutta ne voi luonnollisesti tehdä samanaikaisesti pienemmällä vaivalla. Tärkeintä on, että kasvillisuuden poistaminen on mahdollista myös kuvan kaltaisissa pystysuorissa seinämissä. Prosessi vaatiin mittaussignaalilta “älyä” eli analogisten skannerien aineistoa ei voi käsitellä näillä menetelmillä. Muunmuassa tästä syystä kutsumme Rieglin skannereita maastoskannereiksi ja niihin on mahdollista kehittää myös erilaisia materiaaleja tunnistavia suodattimia.

Kallioseinämän lämpötilä 3000 m syvyydessä on 68 °C ja ilmanpaine on kova, joten olosuhteet ovat vaativat niin koneille kuin ihmisille. Myös kohteeseen matkaaminen vie aikaa, joten yksi skannaussessio kesti vain kaksi tuntia kerrallaan. Kokonaisuudessaan skannattiin 12 tuntia ja 280 skannausasemaa.

Faro Focus 3D kesti olosuhteet erinomaisesti ja toimi moitteetta koko ajan. Monilla muilla samassa paikassa kokeilluilla skannereilla oli ongelmia kuumuuden takia eli laitteita jouduttiin jäähdyttämään. Projekti on hyvä osoitus siitä miten laitteiden äärirajoja on vain jatkuvasti testattava, jotta niiden ominaisuudet tulevat selkeämmin esille. Suomessa meidän on helpompi testata matalimpia mahdollisia käyttölämpötiloja pakkasolosuhteissa.

Aiemmin tässä kuussa julkaistun tiedotteen mukaan pistepilvien käsittelyn jatkokehittäminen on kuitenkin mietinnän alla. Autodesk Labsin työkalujen kokeilu lopetetaan ja viime vuonna ostetun Alice Labsin tekniikan integrointi Autodeskin ohjelmiin on vasta ilmeisen alkuvaiheissa. Tiedotteessa ei lupailla mitään, vaan kaikki tuntuu olen hieman auki.

Niille ohjelmistonvalmistajille, jotka valmistavat Autodeskin ohjelmien päällä toimivia pistepilvien käsittelyohjelmia, uutinen lienee tervetullut. Esimerkiksi Kubitin kaltaista ohjelmaa on suorastaan pakko käyttää, jos pistepilviä haluaa käsitellä AutoCADissä. Vaihtoehtoisesti muissa ohjelmissa, kuten PointCabissä, aineistoja voi käsitellä niin, että Autodeskin ohjelmat voivat käsitellä niiden lopputuotteita.

Rieglin Italian maahantuojan Microgeon sivuilla vinkataan laivan monitorointia tehtävän myös Rieglin skannereilla. Firenzen yliopiston sivuilta löytyy lisätietoa kaikesta laivaan kohdistuvasta monitoroinnista ja näitä menetelmiä näyttääkin olevan käytössä aikamoinen määrä. Pitkän matkan laserskanneri asennetaan pysyvästi kiinteään alustaan ja skannausten tuloksia vertaillaan päivittäin muutosten havaitsemiseksi. Rieglin käytettävyys työssä tulee hyvin esille pitkän etäisyymittauksen ansiosta, mutta myös valmis RiMonitor-ohjelma mahdollistaa reaaliaikaisen monitoroinnin skannausdatasta ja hälytyksen lähettämisen automaattisesti jos muutosta tapahtuu.

Markkinoinnista ja asiakassuhteista vastaavaksi  on nimitetty Johannes Riegl Jr. ja hän nousee myös johtokuntaan isänsä Johannes Rieglin ja Andreas Ullrichin rinnalle.

Lisäksi Riegl on Itävallassa palkittu vuoden patenttipalkinnolla “Inventum 2011″. Patentti koskee palautuvan signaalin tarkkaa ajan- ja amplitudin määritystä, mikä on ratkaistu elegantisti digitoimalla koko palautuva signaali ja vertaamalla sitä referenssisignaaleihin. Normaalisti palautuvaa signaalia verrataan matemaattiseen malliin, mutta nyt vertailu tehdään siis laitteen itse tuottamaan referenssiin. Toisekseen signaalia ei soviteta vain ajan vaan myös amplitudin mukaan. Kolmanneksi signaalin herkkiä kohtia painotetaan niiden vaikutuksen korostamiseksi.

Viime vuosi oli siis erittäin menestyksekäs Rieglille. Näitä tapahtumia ja kuvia tehtaalta on tallennettu oheiseen videoon.

Ohjelman ominaisuuksista tulee lisää tietoa julkaisun jälkeen, mutta alla päivitys Scene-ohjelman ulosvientiformaatteihin. Kannattaa muistaa, että monet ohjelmat tukevat Faron .fls sekä .fws (projekti) tiedostomuotoja suoraan, jolloin tiedostonsiirtoa ulkoisen formaatin kautta ei tarvitse tehdä.

E57: ASTM Internationalin ylläpitämä tiedonsiirtostandardi maalaserkeilausaineistoille (vrt. .las)

POD: Ohjelmistovalmistaja Pointoolsin pistepilviformaatti. Käytetään natiiviformaattina mm. Bentleyn Microstation-ohjelmassa.

PTC: Pistepilviformaatti – AutoCADin käyttämä.

PTX: Pistepilviformaatti, jossa jokainen piste koostuu koordinaattiarvosta ja intensiteettiarvosta. Jokaiseiseen koordinaattiarvoon jokaiseen liittyy siihen rekisteröinnissä tehty koordinaatistomuunnos.

PTS: ASCII pistepilviformaatti, jossa jokaisella xyz-koordinaatilla on järjestysnumero rivin alussa. Lisäksi mukan voi olla intensiteettiaro i sekä väriarvot RGB. Leican käyttämä.

XYZ: ASCII pistepilviformaatti, jossa jokaisella rivillä on XYZ-koordinaatit.

XYZ Binary: Binaarinen XYZ-formaatti.

DXF: AutoDeskin yli 20 vuotta sitten luoma CAD-tiedostomuoto. Ei järkevä tiedostomuoto pistepilvien siirtoon, koska tiedostoista tulee helposti valtavia. DXF on tarkoitettu vektorikohteiden siirtoformaatiksi.

IGES: Teollisuudessa tyypillisesti käyetty CAD-tiedostomuoto, jonka avulla voidaan tallentaa esim. solid-malleja. Ei järkevä tiedostomuoto pistepilvien siirtoon, koska tiedostoista tulee helposti valtavia.

VRML: Internetiä varten luotu 3D-tiedostoformaatti, jota useimmat 3D CAD ja muotoilu/suunnitteluohjelmat ymmärtävät. CAD-aineistojen sisääntuontiformaatti Faro Sceneen.

Väriarvot RGB ja intensiteetti siirtyvät  E57, XYZ text, POD, PTX ja PTS formaateissa.

Faro Scenen 7 päivää toimiva kokeiluversio on ladattavissa Faroeuropen sivuilta tai sen voi pyytää myös meiltä.

Uutisten mukaan hankinta keskitetään kahdelle laitehankkijalle, joista iloksemme toinen on itävaltalainen Riegl. Jo aiemmin viime vuonna Lontoon poliisi hankki useita Rieglin VZ-400 skannereita omaan käyttöönsä ja kokemukset ovat ilmeisen hyviä. Riegleitä hankittiin, koska ne todettiin pulssilasereista nopeimmiksi ja Lontoossa onnettomuuksien raivausaikaa onkin saatu lyhennettyä keskimäärin 90 minuuttia.

Molemmat nyt hankittavat laitteet edustavat ns. pulssimittaustekniikkaa, joilla on pidempi mittausmatka kuin vaihe-erokeilaimilla. Kalliimmasta hinnastaan huolimatta itse työn tekeminen on Rieglin skannereilla vauhdikasta – sama alue saadaan mitattua vähemmillä laiteasemilla. Riegl on myös käytännössä monia vaihe-erokeilaimia nopeampi – joten erotus hankintahinnassa saadaan nopeasti takaisin nopeudessa.

Uutinen hankinnasta BBC:n sivuilla.

Directions Magazine

Dresdenin teknisen yliopiston ja Rieglin yhteistyöprojekti näyttää pitkien matkojen mittaustarvetta Alpeilla Rieglin kotimaassa. Projektissa kehitetaan vuoripelastusjärjestelmää, joka käsittää navigaatiojärjestelmän ohjaamaan pelastajia vuorenrinteellä. Ohjelman ja GPS-paikannuksen lisäksi tarvitaan tarkka kolmiulotteinen kartta vuorenrinteestä, joka tässä tapauksessa mitaan VZ-1000 laserskannerilla.

Projektiin voi tutustua katsomalla 3sat tv-kanavalla esitetyn saksankielisen dokumentin. Ensimmäisen 10 minuutin aikana näemme ensin Rieglin oman mittauslentokoneen ohjaimissaan tohtori Johannes Riegl ja sitten maastotyöskentelyä VZ-1000 skannerilla – Thomasilla on kiitettävän rankka homma mitata 5 skannausasemaa.

Seuraavaksi kerrotaan ohjelmiston kehittelystä ja testauksesta Dresdenissä ja lopuksi päästään tosipaikan testiin Dachsteinin etetelärinteelle. Olosuhteet ovat suotuisat, sillä testin aikana vallitsee sakea sumu, jonka aikana normaali vuoripelastus on hengenvaarallista tai mahdotonta. Kaikki sujuu kuitenkin suunnitelmien mukaan ja vuoripelastusammattilaiset ovat hämmästyneitä jo kehitysversion toimivuudesta.

Myös Suomessa – vaikka Alppeja ei ole lähimäillä – tarvitaan aina vaan tarkempaa maastotietoa vaikkapa juuri pelastustoimen tarpeisiin. Nykyinen karttatieto ei riitä tarkkuudeltaan, jos lähdetään kehittämään vaikka järjestelmä, jossa pelastuskulkuneuvot ohjataan tiealueiden ulkopuolelle. Näin voi käydä esimerkiksi kaupungeissa, joissa ajoneuvot ohjataan puistoalueille joko ruuhkien tai ajansäästön takia. Tarkkaa maastotietoa tarvitaan, jotta voidaan heti päätellä voiko tietty ajoneuvo ajaa alueella vai ei.

Dokumentti vuoripelastusjärjestelmän kehittämisestä.

Tositapahtumiin perustuva elokuva vuoripelastustyön traagisuudesta. Tässä syksyllä näkemässäni elokuvassa tulee hyvin esiin, kuinka pimeys ja sumu keskeyttävät pelastustyön normaalitilanteessa.

Mielenkiintoinen on myös ohjeistuksen kehittämisprosessi, johon mobiilikartoituksen osalta pääsee käsiksi Kalifornia yliopiston (Davis) julkaiseman raportin kautta. Uusien mittaustapojen käyttöönotto ei välttämättä ole yksinkertainen prosessi, koska ne täytyy arvioida ja testata omien tavoitteiden suhteen. Tämä raportti on kiitettävä osa arviointiprosessia, jonka avulla myös ulkopuoliset pääsevät tutustumaan mobiiliskannauksen maailmaan. Esitellyt laitteistot kuvastavat vuoden 2010 tilannetta ja ne ovat sen jälkeen päivittyneet esimerkiksi Rieglin osalta. Periaatteet, virheiden aviointi ja suositukset ovat kuitenkin aina ajankohtaisia. Niitä tutkimalla myös mobiiliskannausta harkitseva tilaaja tai tekijä pääsee nopeammin sisään aihepiiriin.

Lopputuloksen kannalta ei ole yhdentekevää, millaista mittausjärjestelmää käytetään. Niinpä tässä raportissa keskitytään geodeettisiin mittauslaitteistoihin, joilla voidaan saavuttaa tien pinnanmittauksessa haluttu tarkkuus edes teoreettisesti. Käyttäjien kannalta on nimittäin hämäävää, että käyttöön tarjotaan hyvin erihintaisia laitteistoja, joilla muka mitataan muutaman senttimetrin tarkkuudella. Raportissakin todetaan, että kuvantamisperiaatteella mittaavat laitteet saavuttavat tällä hetkellä parhaimmillaan vain “jalan” eli noin 30 cm tarkkuuden. Skannaavissa järjestelmissä tarkkuus riippuu puolestaan käytetyistä komponenteista. Ja loppu onkin kiinni käyttäjien osaamisesta.

Mobiiliskannausjärjestelmät houkuttelevat, koska kartoitusnopeus kasvaa vastaamaan nylymaailman tarpeita ja varsinkin liikenneväylillä liikuttaessa parannetaan huomattavasti työturvallisuutta. Pelkkä tekniikka ei muuta tilannetta, vaan myös esimerkiksi käyttäjien osaamista, aineistojen käsittelyä ja tulosten arviointimenetelmiä on kehitettävä voimakkaasti. Suomessa ei käytännössä yhdessäkään koulussa opeteta edes perusvalmiuksia mobiiliskannaukseen, mutta onneksi muunmuassa Geodeettisella laitoksella perehdytään asiaan rakentamalla omia järjestelmiä. Tekemällä oppii!