Utvärdering av kvaliteten för två UAV/LiDAR-system i olika prisklasser : Jämförelse av osäkerheten vid skapandet av digitala terrängmodeller

Sammanfattning: UAV/LiDAR-system har utvecklats snabbt under de senaste åren. De har blivit kompaktare och kan generera en hög punkttäthet med låg mätosäkerhet. Samtidigt har prisnivåerna sjunkit, vilket medfört att ett UAV/LiDAR-system nu kan införskaffas för några hundra tusen kronor. Det finns även mer avancerade UAV/LiDAR-system för ett par miljoner kronor.  Syftet med denna studie är att undersöka vilka skillnader som finns i kvalitet mellan två UAV/LiDAR-system i olika prisklasser. Framför allt kommer osäkerheter vid skapande av digitala terrängmodeller att studeras. De system som ingår i studien är drönaren DJI Matrice 300 RTK med LiDAR-sensorn DJI Zenmuse L1, och drönaren Microdrones md4-3000 kombinerad med LiDAR-modulen RIEGL miniVUX-1DL (mdLiDAR3000DL).  Undersökningen utfördes på en grustäkt i Rörberg utanför Gävle. En fri stationsetablering gjordes för att kunna mäta in stöd- och kontrollpunkter samt fem kontrollprofiler i terrängen. En flygning per drönare genomfördes över området. De erhållna punktmolnen bearbetades och jämfördes sedan mot kontrollpunkterna i höjdled. Även mängden brus i punktmolnen studerades. Därefter skapades digitala terrängmodeller som jämfördes mot kontrollprofilerna enligt metoden i SIS-TS 21144:2016.  Innan georeferering mot stödpunkter fanns det relativt stora skillnader mellan respektive punktmoln gällande avvikelsen i höjd. För DJI-punktmolnet blev till exempel medelavvikelsen 49 mm, medan mdLiDAR3000DL genererade en medelavvikelse på –21 mm. Efter brusreducering och inpassning av punktmolnen blev resultaten mer lika. Till exempel hade de två systemens punktmoln 13 mm i både standardavvikelse och RMS. Även de uppskattade brusmängderna var relativt lika. Den enda märkbara skillnaden var att mdLiDAR3000DL gav fler låga punkter procentuellt sett. Kontrollen av respektive DTM gav också ett jämnt resultat. DJI-systemets DTM hade en variationsvidd på 43 mm, medelavvikelsen 0 mm och standardavvikelsen 11 mm. MdLiDAR3000DL:s DTM hade 42 mm i variationsvidd, 0 mm i medelavvikelse och 8 mm i standardavvikelse.  Slutsatsen som kan dras är att det främst finns skillnader i osäkerhet innan någon databearbetning har genomförts. När punktmolnen brusreduceras och georefereras jämnas resultaten ut. Hanteringen av punktmoln har följaktligen en avgörande betydelse för osäkerheten i slutändan. Båda UAV/LiDAR- systemen kan därmed generera högkvalitativa slutprodukter.