Utvärdering av mätosäkerhet i höjd för UAS med LiDAR

Sammanfattning: Digitala terrängmodeller (DTM:er) är ett vanligt förekommande verktyg i planering av olika samhällsutvecklande projekt inom stat, kommun och den privata sektorn. Inom planering för byggnationer av väg och järnväg används ofta SIS-TS 21144:2016 som ett dokument för styrning av produktionsprocessen vid framtagning av DTM:er, eller markmodeller. Med anledning av att ny teknik öppnar för möjligheter till snabbare, effektivare och klimatsmartare insamling av data, har denna studie till syfte att utvärdera Unmanned Aerial System (UAS) med Light Detection and Ranging (LiDAR) från YellowScan och dess mätosäkerhet i höjd. I denna undersökning jämförs resultatet från studien med klass 2 i SIS-TS 21144:2016 för flyghöjderna 50 m och 80 m samt för skanningsvinklarna 0 (lod), 10, 20 och 40 grader. Platsen för studien är belägen strax sydväst om Gävle i en nedlagd grustäkt med både hårt packat och något lösare underlag. Storleken för studieområdet begränsades till 200 x 300 m, vilket ger en 6 ha stor yta. Med utrustning för mätning med GNSS (Global Navigation Satellite System) mättes två stompunkter in med Nätverks-RTK (Real Time Kinematic). Därefter skapades ett stomnät med åtta punkter. Totalt mättes 26 kontrollytor in för jämförelser mot insamlade LiDAR-data. Datainsamlingen utfördes med obemannad flygfarkost (Unmanned Aerial Vehicle, UAV), GeoDrone X4L, utrustad med LiDAR-skannern YellowScan Surveyor meden integrerad IMU (Inertial Measurement Unit) från Applanix. Tillsammans bildade dessa enheter ett obemannat flygsystem (UAS) som kunde fjärrstyras och kommunicera sin position. All bearbetning utfördes i programvara från Terrasolid, baserat på data från flygrutten som först bearbetats i YellowScan CloudStation. Punkterna klassificerades för att urskilja marklassade punkter som användes vid generering av DTM:er. En justering av punktmolnet gjordes med avsikt att höja marklassade punkter för att motverka det brus som förekommer i data. Kontrollytorna kunde nu jämföras mot DTM:en och analyseras. Resultaten i studien visar att YellowScan Surveyor uppnår ett Root Mean Square (RMS) i höjd på 0,024 m vid 50 meters flyghöjd, vilket innebär 0,047 m utvidgad mätosäkerhet (2-sigma, 95 %). Även vid 80 meter uppnås relativt låg mätosäkerhet i höjd med ett RMS på 0,040 m. Resultaten i studien visar också att påverkan av mätning i en större skanningsvinkel inte är den enda faktor som försämrar resultatet.