Jak mogę łatwo i dokładnie przeprowadzić małą ankietę krajobrazową?

Podsumowanie

Czy jest jakiś sprzęt, który mogę wypożyczyć „niedrogo” (mniej niż 400 USD), który pozwoliłby 1-2 osobom dokładnie (+/- 6 ”) uchwycić topografię pagórkowatego terenu o wysokości około 250 stóp na boku po południu?

Detale

Moja żona i ja zamierzamy przeprojektować krajobraz wokół naszego domu w górach. Nasza działka zaczęła się od nachylenia 1: 3 i zostało to (oczywiście) zmienione na wiele interesujących sposobów podczas budowy. Są małe wzgórza, patio, obszary częściowo spłaszczone, a następnie duże spadki.

W ramach naszego projektu chcemy uchwycić cyfrowo dokładnie to, jak teraz wygląda krajobraz. (Następnie wyrzeźbimy w komputerze, co chcemy, biorąc pod uwagę istniejące granice i otaczające kontury, i z grubsza zobaczymy, ile brudu potrzebujemy lub będziemy musieli usunąć.)

W ten weekend przeprowadziliśmy ankietę na temat „getta” przy użyciu strun i słupów, z grubsza próbkując siatkę wzniesień co 10 stóp. Uzyskane przez nas wyniki dały rozsądnie wyglądającą reprezentację terenu. Jednak próbkowanie 10 'było nieco zbyt szorstkie jak na moje gusta i - co ważniejsze - byliśmy w stanie sondować tylko około 1/4 potrzebnego obszaru, zanim nasze bieguny pomiarowe nie były wystarczająco wysokie lub zabrakło obiektów referencyjnych .

Więc ... Jaki sprzęt istnieje, który mogę wypożyczyć, aby ułatwić to zadanie? Idealnie, chciałbym wziąć kij, przejść się po całej posiadłości, a co kilka stóp trzymać go na ziemi, nacisnąć przycisk, usłyszeć „dźwięk!”. i niech zapisuje próbkę XYZ, która jest dokładna w granicach +/- 6 ". Po zrobieniu tego przez kilka godzin podłączę ją do komputera i pobiorę DEM, CSV lub inne dostępne dane wszystkich punktów w -właściwy format.

Wygląda na to, że Trimble oferuje fajne gadżety na tej arenie i widzę, że niektóre firmy wynajmują tego rodzaju sprzęt , ale ponieważ nie jestem specjalistą w dziedzinie badań krajobrazu, nie mogę dokładnie ustalić, które produkty, jeśli w ogóle, spełniają moje wymagania.

Czy ktoś, kto zna tę przestrzeń produktu, może pomóc zasugerować, czego powinienem szukać?

Opcja 1:

1. Znajdź kilka obiektów (dom, drzewa itp.), Które razem pozwalają przynajmniej jednemu z nich znajdować się na poziomym polu widzenia z dowolnego miejsca na podwórku.

2. Naklej wskaźnik laserowy na końcu poziomu (przyklejony, abyś mógł użyć tego poziomu jako rodzaju monopod spoczywającego na ziemi).

3. Poruszaj się po dziedzińcu, utrzymuj poziom i skieruj laser na jeden z obiektów. Niech ktoś przy obiekcie użyje taśmy mierniczej do zarejestrowania pomiaru. Odejmij długość swojego poziomu.

4. Po uzyskaniu wszystkich pomiarów należy ustalić przesunięcia elewacji obiektów względem siebie i odpowiednio przesunąć pomiary względem nich.

Opcja nr 2: Użyj programu fotogrametrycznego, takiego jak PhotoModeler (http://www.photomodeler.com/), aby połączyć zdjęcia wykonane za pomocą statywu i aparatu cyfrowego z różnych punktów obserwacyjnych. Oczywiście te aplikacje są niezwykle drogie, prawdopodobnie kosztują więcej niż gadżety, o których wspomniałeś. Chyba że masz już licencję na jeden z produktów AutoCAD, który daje dostęp do aplikacji do fotogrametrii AutoDesk, ImageModeler 2009 (http://usa.autodesk.com/adsk/servlet/pc/index?id=11390028&siteID=123112) .

Kup lub wypożycz poziomicę laserową, która wysyła dysk świetlny w płaszczyźnie poziomej. Postaw stopę nad ziemią w najwyższym punkcie.

Spaceruj z miernikiem (lub dwoma taśmami mierniczymi połączonymi razem, w zależności od nachylenia). W każdym punkcie na planszy zapisz, gdzie na mierniku uderza laser. Być może trzeba to zrobić w nocy, aby zobaczyć linię lasera.

Wprowadź swoje dane do jednego z programów wymienionych w innych odpowiedziach.

Dzięki samopoziomującym liniom laserowym możesz wyeliminować niektóre irytujące kroki z innych rozwiązań. Jednak pomiar siatki nadal jest irytujący.

Edytuj: Ponownie czytając pytanie, widzę, że tak naprawdę nie poradziłem sobie z twoim głównym bólem, a mianowicie z dużym nachyleniem. Będziesz potrzebował taśmy mierniczej z dobrym dystansem lub znacznie dłuższego drążka (grabie dachu ze znacznikami na taśmie?), Aby uzyskać głębokości w tych punktach, a pomiar siatki jest jeszcze bardziej denerwujący. Prawdopodobnie będziesz musiał zbadać te obszary w kawałkach, umieścić laser w nowym miejscu na ziemi na początku każdego obszaru i połączyć je ze sobą.

Zastanawiam się, czy dobry aparat DSLR na solidnym statywie może zrobić szybki i brudny transport z poziomowaniem.

Podstawową techniką wykorzystującą transport wyrównujący i Rod jest:

1. Wybierz zerową lokalizację.
2. Ustaw tranzyt z dala od tego miejsca, gdzie głowa jest wyższa od zera.
3. Ustaw pręt z podziałką (zwykle czerwone i białe znaki 1 cm) na zero.
4. Zobacz pręt i zapisz pomiar. Daje to wysokość instrumentu (cześć).
5. Powtórz celowanie i nagrywanie w każdym punkcie, który chcesz zmierzyć.
6. Po zrobieniu wszystkiego, co możesz z jednej lokalizacji, przenieś instrument na nowe terytorium, spoglądając z powrotem na znaną stację, aby uzyskać nowe Cześć.

Matematyka:

• Załóż pierwszy poziom zerowy.
• Hi = czytanie na pręcie.
• Wszystkie inne stacje z tego punktu konfiguracji mają wysokość = odczyt - cześć (w odniesieniu do testu porównawczego)
• Aby określić Hi2 ze znanej stacji, Hi2 = Elev (stacja) + Reading.

Miałem do czynienia z tym samym problemem - chciałem ustawić taras na moim pochyłym podwórku, aby był bardziej użyteczny. Musiałem wiedzieć, gdzie dokonać podziałów tarasów, aby uniknąć konieczności usuwania lub dodawania ziemi z terenu, i wiedzieć, ile bloków kupić. Oto co zrobiłem:

Podsumowanie metody:

1. Zbierz topografię we współrzędnych sferycznych względem odczytów kompasu i poziomu grawitacji, używając tylu źródeł, ile potrzeba do zbadania interesującego nas obszaru.
2. W programie Excel przekonwertuj na współrzędne kartezjańskie
3. Przetłumacz wiele zestawów danych na wspólną ramkę odniesienia
4. Sortuj dane od najniższej do najwyższej Z.
5. Wykreśl dane w wielu seriach zgodnie z żądaną rozdzielczością linii konturu
6. Użyj linii trendu, aby wypełnić linie konturu lub narysuj ręcznie.

Wyniki:

Koszt był zerowy, ponieważ miałem już taśmę laserową, telefon i statyw. Taśma laserowa kosztuje od 50 do 150 USD w zależności od odległości i fantazyjnych funkcji. Mój kosztował 100 $.

Dokładność: Wygląda na około 6 "na podstawie szumu danych. Ale szczerze mówiąc, nie pracowałem bardzo ostrożnie, ponieważ nie chciałem poświęcić dużo czasu, jeśli proces miał jakieś nieprzewidziane zawieszanie się. nawet przyciśnij laser i telefon ściśle do masonitu. Były dość luźne. Początek lasera nie był wyśrodkowany w środku obrotu statywu, co przyczynia się do błędu. Nie zawsze uderzał laserem w ziemię z powodu wysokiej trawy , liście i krzaki. Jeśli chodzi o dokładność Androida, nie jestem pewien, ale łatwo byłoby przeprowadzić kilka testów, aby dowiedzieć się, ponieważ tak naprawdę zależy nam na lokalnej względnej dokładności. To znaczy, jeśli mój telefon jest wyłączony o 10 stopni, nie obchodzi mnie to tak długo, jak różnica w orientacji o jeden stopień jest równa różnicy w odczycie o jeden stopień.

Czas: około 2 godzin na zebranie 200 punktów danych z trzech lokalizacji.

Pokryty obszar miał około 60 stóp szerokości i 20 stóp głębokości, a odchylenie az około 8 stóp.

Detale:

1. Zbierz dane. Użyłem taniego statywu fotograficznego z pochyleniem i panoramowaniem, taśmy laserowej Bosch i mojego smartfona z Androidem z zainstalowaną aplikacją poziomu kompasu. Użyłem kawałka masonitu, aby zrobić platformę do zamocowania na statywie, i przymocowałem telefon i taśmę laserową do masonitu za pomocą opasek błyskawicznych. Przesuwaj i przechylaj, nagrywając kompas i przechylając od telefonu oraz odległość od taśmy laserowej w arkuszu kalkulacyjnym Excel. W zestawie danych umieściłem dość mały (inaczej jednoznaczny) punkt odniesienia, który mogłem zobaczyć z następnej lokalizacji, do której przenosiłem statyw. Powtórz kilka razy, aby obejść podwórko. (Nie musisz używać tego samego oryginalnego punktu odniesienia, wystarczy punkt odniesienia między sąsiednimi pozycjami gromadzenia danych.)

2. W programie Excel przekonwertuj dane ze współrzędnych sferycznych, które masz podczas zbierania kąta pan lub kompasu, kąta nachylenia i odległości od punktu zbierania, na współrzędne kartezjańskie lub (x, y, z). (Proste formuły dostępne do konwersji online.)

3. Przetłumacz na wspólną ramkę odniesienia. Za każdym razem, gdy poruszałem statywem, zbierałem nowy zestaw danych, który miał swoje pochodzenie i oczywiście chcę tylko jeden. Wygodnie pozycje i pochylenie kompasu są absolutne, to znaczy nie zmieniają się, gdy poruszam statywem. Oznacza to, że wszystkie moje zestawy danych mają wspólne ramki odniesienia panoramy i pochylenia, więc moje dane muszą być tylko przetłumaczone, nie wymaga mnożenia macierzy! Wszystko, co musiałem zrobić, to wziąć różnicę x, yiz między zestawami danych dla mojego jednoznacznego punktu odniesienia i dodać tę różnicę do wszystkich współrzędnych w zestawie dodatkowym, aby przełożyć ją na główny zestaw danych. Wykonaj to tłumaczenie tyle razy, ile potrzeba, aby przenieść ostatni zestaw danych do następnego na ostatni, następnie do następnego itd. I wreszcie do zestawu podstawowego. Teraz wszystkie dane są w jednej wspólnej ramce odniesienia.

4. Użyj funkcji Sortuj, aby zmienić kolejność danych według wartości z, od najmniejszej do największej.

5. Użyj wykresu rozrzutu, aby wykreślić dane x, y w szeregu wykresów opartych na zakresach Z. Na przykład zgrupuj wszystkie dane zz od 0 do 1 stopy, 1 do 2 itd. I narysuj je wszystkie na tym samym wykresie. Każda fabuła reprezentuje izokontur (jest na to lepsze słowo, prawda?).

6. Użyj funkcji linii trendu, aby narysować linie konturowe w zestawach danych. Użyłem funkcji wielokąta 6. stopnia, aby narysować linię, która może nie być wystarczająco zwinna dla wielu zestawów danych.

Nowa informacja##

Zrobiłem trochę badań nad innymi metodami tworzenia map topograficznych mojego podwórka. Klasyczna metoda polega na użyciu teodolitu, tyczek, taśmy i pionów. Teodolit to po prostu teleskop, który bardzo dokładnie rejestruje nachylenie i przesuwanie (nachylenie i odchylenie, jeśli chcesz). Obecnie ludzie używają stacji sumujących, które mierzą nachylenie i odchylenie oraz odległość jednocześnie, które są współrzędnymi sferycznymi, z których po odrobinie arytmetyki otrzymujesz współrzędne 3D. Właśnie to robię z taśmą laserową i telefonem. Dodałem zdjęcie konfiguracji.

Myślę, że najlepsza dokładność, jakiej możesz się spodziewać po tej cienkiej konfiguracji rzędu kilku cali. Problemy to głównie dwa.

1. Błędy kompasu.
2. Wyrównania i sztywność.

Taśma laserowa jest całkiem dobra, ułamki cala, a pomiar skoku jest całkiem dobry, około 1 stopnia. Kompas jest dość zły. Czujnik w telefonie dryfuje dość szybko i jest łatwo zakłócany przez dowolny metal żelazny lub elektronikę, a więc odległość około 12 cali między telefonem a taśmą laserową. Niestety separacja sprawiła, że ​​moja konfiguracja była dość lekka.

Ale daje mi użyteczne zdjęcie mojego podwórka.

Te dane zostały zebrane w ciemności, padał deszcz, a telefon znajdował się tuż obok taśmy laserowej. Można to znacznie ulepszyć, używając telefonu tylko do nachylenia, dodając lepszy kompas i bardziej wypukłą platformę oraz wykonując pewne pobieżne wyrównania między laserem a osią nachylenia statywu.

Przeprowadziłem jeszcze kilka testów dokładności, wybierając kilka punktów wokół mojego podwórka i wewnątrz domu, w których mogłem obliczyć pozycje punktów i odległości separacji z moim zestawem, a następnie porównać z bezpośrednimi pomiarami taśmy laserowej.

Z telefonem, taśmą laserową i statywem fotograficznym, ze sztywniejszym mocowaniem dla lasera i telefonu oraz z laserem wyrównanym do osi skoku na statywie, wygląda na to, że można uzyskać około +/- 8 ”w płaszczyźnie poziomej, i +/- 1 ”pionowo przy 20 '.

Zamień kompas telefonu na kątomierz, a błędy zredukowane do +/- 1 ”w 3D. Użyłem poziomu wzroku cieśli jako mojego kątomierza, który czyta w stopniach.

Zepsuł się i kupił używany teodolit (260 USD), a błędy zredukowane do około +/- 3/8 ”w 3D. I przypisałbym to temu, że trzymałem taśmę laserową ręką nad teodolitem, próbując ustawić tył taśmy w środku obrotu widza i wskazać miejsce, w które patrzyłem przez widza.

Jeśli miałbyś mnie zapytać, jak stworzyć mapę topo twojego podwórza, sugerowałbym taśmę laserową, smartfon i poziom cieśli, który pozwala na nachylenie, ziewanie i czytanie kątów. Poziomy tranzytu ustępują poziomom lasera, dzięki czemu można je kupić w serwisie eBay za mniej niż 100 USD.

Powiedziałbym, że nie używaj niwelatorów laserowych, po prostu idź do oldschoolowego stylu, wypożycz pręt i poziom (nie wiem, ile kosztują, ponieważ pracuję dla firmy inżynierskiej, więc pożyczam je na weekend). Wędki są w dość dużych rozmiarach (zwykle pożyczam nasze 25 stóp), więc nie musiałbyś zbytnio ustawiać poziomu, postępuj zgodnie z radą dslr, ale zamiast tego używaj zwykłego poziomu, o wiele łatwiej. Możesz natryskiwać farbę na ziemię z góry ustalonymi znakami, które chcesz uzyskać na wysokości, lub możesz również wbić kołki (małe kawałki drewna lub cokolwiek, co można łatwo odróżnić i móc je policzyć) w ziemię, aby zawsze łatwo było zapamiętać dokładnie, gdzie jakie są wzniesienia.

I tylko po to, żeby wyjaśnić bardziej dogłębnie to, o czym mówił, jeśli to nie miało sensu. Pierwsza wysokość, którą strzelasz (tam, gdzie znajduje się pręt), nazywa się wysokością 100 stóp (łatwiej jest zacząć, więc nie wchodzisz w negatywy, jeśli zaczynasz od 0), jeśli strzelasz 5 stóp na pręt, Twoja wysokość instrumentu wynosi 105 stóp. Jeśli następne zdjęcie zrobi 20 stóp na pręcie, oznacza to, że wysokość na pręcie wynosiłaby 85 stóp. Trzymasz wędkę w tym miejscu i ustawiasz poziom ponownie w dolnej części dziedzińca, dzięki czemu możesz przeczytać tylko trochę na wędce, więc gdy wędka wciąż znajduje się w tym samym miejscu, na nowym lokalizacja dla poziomu. Wysokość instrumentu wynosi teraz 87 stóp i możesz dalej z niego korzystać. Musisz tylko ponownie ustawić poziom za każdym razem, gdy jesteś blisko końca wędki. Powodzenia

Wygląda na to, że jesteś gotów zainwestować w to trochę czasu. Metoda bieguna i sznurka jest dobrym początkiem, aby przejść do bardzo szczegółowej skali, którą prawie musisz zbadać na podstawie uziemienia z ustalonego punktu (np. Blisko domu) z kimś innym trzymającym kij w wielu różnych miejscach na podwórku.

Widzisz, jak pracownicy rządowi robią to przez cały czas, gdy przeglądają drogi i autostrady. Przy dobrych pomiarach odległości i kątów procentowych oraz dość dużej matematyce (dobry arkusz Excela powinien tutaj pomóc) można to zrobić. sprzedają sprzęt ankietowy na Amazon, ale prawdopodobnie możesz go wypożyczyć lokalnie taniej.

http://www.amazon.com/CST-berger-55-SAL20ND-Automatic-Level/dp/B000YBJ8VW/ref=sr_1_2?ie=UTF8&qid=1299764646&sr=8-2