Wyniki wyszukiwania - BazTech

1

Standardisation in 3D building modelling: Terrestrial and mobile laser scanning level of detail

Klapa Przemysław

Advances in Science and Technology. Research Journal

|

2025

|

Vol. 19, no. 3

238--251

EN

The investigation of the standardisation of 3D building modelling based on TLS (Terrestrial Laser Scanning) and MLS (Mobile Laser Scanning) point clouds aims at assessing the possibility of obtaining various levels of detail (LOD) in the context of performance, accuracy, and structure condition evaluation. The two point clouds represent a heritage church in Żmijowiska. TLS generates more detailed data, which supports higher LOD. This characteristic is critical for the precise representation of intricate architectural details and condition monitoring as it facilitates detecting deformations, damage, and signs of material degradation. Although less accurate, MLS offers substantial speed, cost, and hardware availability benefits. Effective and affordable scanning makes this method useful for regular monitoring of building and infrastructure conditions. Moreover, MLS cloud information can be enhanced with auxiliary data, such as images taken with mobile devices (smartphone or camera), to improve model detail and promote better structural evaluation. The results suggest that MLS is more suitable when rapid and cost-effective visualisation and monitoring are important. On the other hand, TLS is advantageous for more detailed reconstructions where high-quality data is required to diagnose infrastructure condition and create high-fidelity digital models of cultural heritage. Therefore, the technology should be chosen depending on the required level of detail and available resources because each offers unique benefits for specific types of projects.

2

Quality of transportation infrastructure and trade facilities: opportunities and challenges in increasing trade and economic productivity

Widiatmaka Florentinus Pambudi, Prasetyo Anugrah Nur, Suherman Suherman, Sularno Heri, Cahyadi Tri, Pranyoto Pranyoto, Fitrianingsih Aryanti, Kundori Kundori, Sukrisno Sukrisno

TransNav : International Journal on Marine Navigation and Safety of Sea Transportation

|

2024

|

Vol. 18 No. 3

521--528

EN

This study seeks to develop a conceptual model for increasing the productivity of a province in Indonesia. Based on trade facilities, it is hoped that it will become a key factor or strategy to increase trade that is oriented towards increasing the productivity of the provinces in Indonesia. Model In this study, in 34 provinces in Indonesia using secondary time series data and primary cross-sectional data. Self-data analysis using Amos 25 And from the results of data analysis all hypotheses proposed in this study is accepted, it shows that trade facilities are a key strategy for increasing trade and its orientation towards productivity growth of the gross regional domestic product.

3

An approach to the analysis of critical elements of transport and logistics networks using graph theory

Strzelczyk Adriana, Guze Sambor

TransNav : International Journal on Marine Navigation and Safety of Sea Transportation

|

2024

|

Vol. 18 No. 3

535--544

EN

The article's primary purpose is to develop methods for determining critical nodes, arcs, and routes of transport and logistics networks. One of the proposed algorithms resolves a problem in finding the critical elements of the transport network. The second gives solutions to make alternative paths based on this criticality of the network. These tools should be helpful for transport planners, especially for dangerous, oversized, and important goods. The basis of the developed method is the domination in graphs. The proposed analysis methodology is verified on the existing infrastructure in northeastern Poland.

4

Accuracy of the application of mobile technologies for measurements made in headings of the Kłodawa Salt Mine

Świerczyńska Ewa Joanna, Kurdek Damian, Jankowska Iwona

Reports on Geodesy and Geoinformatics

|

2024

|

Vol. 117

55--68

EN

The "Kłodawa" salt mine, due to geological conditions and continuous salt extraction, is subject to a range of measurements documenting the speed of changes in the geometry of the chambers. Cyclic surveys are conducted under challenging conditions several hundred metres underground. Consequently, measurement methods used for determining the parameters of the ongoing clamping should be of high precision but also be resistant to dense dust (in fields of active mining) and strong gusts (near ventilation shafts). The research presented here concerns the analysis of the possibilities of solutions offered by modern technologies in mine conditions. Test measurements were conducted at observation stations using linear bases stabilized with metal pins. The base points were located in the aisles, ceiling, and bottom of the chamber in Field 1 of "Kłodawa" salt mine at the depth of 600m. Point clouds mapping the object were acquired using a Leica RTC360 3D laser scanner and two mobile devices: Motorola G100 smartphone and iPad Pro with LiDAR technology using the Pix4Dcatch application. The accuracy of the point cloud from the Leica RTC360 3D laser scanner was determined by comparing it with classic measurements taken with a Leica Disto laser rangefinder. The repeatability and accuracy of the point cloud from a smartphone were examined using statistical analysis based on Pearson's correlation coefficient and cross-correlation. An attempt was also made to approximate the correlation between the obtained errors and two parameters: the number of images and the size of the object.

5

Experiences of UAS photogrammetric rockslide monitoring in the alpine terrain in High Tatras, Slovakia

Kovanič Ľudovít, Blišťan Peter, Topitzer Branislav, Peťovský Patrik, Tokarčík Ondrej

GIS Odyssey Journal

|

2024

|

Vol. 4, no. 2

51--71

EN

The development of surveying methods and equipment has moved from conventional surveying methods to modern technologies such as Unmanned Aerial Systems (UAS) aerial photogrammetry or Terrestrial Laser Scanning (TLS). These methods were used to monitor the rockslide of the Tatranská magistrála hiking trail in the High Tatras, where a rockslide occurred as a result of its washing away. This research is devoted to a detailed comparison of the results obtained using different measurement methods based on the minimum distance of point clouds. During the research, TLS technology, UAS photogrammetry using DJI Phantom 4 RTK UAS and DJI Matrice 30T UAS were used, and freely available data from Airborne Laser Scanning (ALS) was also downloaded for comparison. The rockslide in the area of the hiking trail occurred by 2.32 m, which is confirmed by the method based on determining the minimum distance of points.

6

Use of terrestrial laser scanning point cloud in the inventory of Mechowo Caves

Klapa Przemysław, Mitka Bartosz, Duraziński Dawid, Zagórowski Mateusz, Podżorska Aleksandra

Geomatics, Landmanagement and Landscape

|

2024

|

no. 1

43--52

EN

An inventory is a set of technical operations for obtaining reliable information about a site in order to prepare technical and descriptive documentation, presenting the current state of objects. One of the measurement technologies allowing for the acquisition of reliable and comprehensive information about a site is terrestrial laser scanning. A point cloud from terrestrial laser scanning generates both 2D surveys and 3D models of various types of objects. The scope of research work included the application of terrestrial laser scanning (TLS) technology in the inventory of the Mechowo Caves – a cave in the village of Mechowo. The survey of the area in front of the cave and its part accessible to visitors was carried out using a Leica P40 laser scanner. Due to the highly varied shape of the cave ( multiple low and narrow passages) and its unique character, the measurement had to be performed in a non-standard way – with the use of numerous measuring stations with different combinations of measuring instrument settings and variable scanning parameters. As a result of the work, a point cloud was generated, based on which cross-sections presenting the spatial layout of the Mechowo Caves were created, as well as a 3D model of the area covered by the survey.

PL

Inwentaryzacja to zespół czynności technicznych mających na celu pozyskanie wiarygodnej informacji o obiekcie celem przygotowania dokumentacji technicznej i opisowej będącej prezentacją stanu istniejącego miejsc i obiektów. Jedną z technologii pomiarowych, pozwalających na pozyskanie wiarygodnej i kompleksowej informacji o obiekcie jest naziemne skanowanie laserowe. Chmura punktów z naziemnego skanowania laserowego pozwala na wygenerowanie zarówno opracowań 2D, jak również tworzenie trójwymiarowych modeli różnego rodzaju obiektów. Zakres prac badawczych obejmował zastosowanie technologii TLS (Terrestrial Laser Scanning) w inwentaryzacji Grot Mechowskich - jaskini we wsi Mechowo. Pomiar obszaru przed jaskinią oraz jej części udostępnionej dla zwiedzających został wykonany za pomocą skanera laserowego Leica P40. Ze względu na mocno urozmaicony kształt groty (liczne, niskie i wąskie przejścia) oraz jej niepowtarzalny charakter, pomiar musiał zostać wykonany w sposób niestandardowy – z wykorzystaniem licznych stanowisk pomiarowych przy różnej kombinacji ustawień instrumentu pomiarowego oraz zmiennych parametrach skanowania. Skutkiem wykonanych prac było wygenerowanie chmury punktów, na podstawie której powstały przekroje prezentujące układ przestrzenny Grot Mechowskich, a także model 3D obszaru objętego pomiarem.

7

Laser scanning in diagnostics of geometric imperfections of hyperboloid cooling towers

Makuch Maria

Geomatics, Landmanagement and Landscape

|

2024

|

no. 4

105--122

EN

Hyperboloid cooling towers are distinctive tower structures designed to cool industrial waters by discharging their heat into the ambient air. Geometric imperfections of the hyperboloid cooling tower shell are the main, easily measurable symptom of structural strain and a significant factor in the development of safety hazards and failures of these thin-walled shell structures. This article presents an analysis of the use of a ToF and a phase laser scanner in the diagnosis of geometric imperfections of the reinforced concrete cooling tower shell. The reliability of TLS data in mapping the actual shape of the hyperboloid structure was confirmed on the basis of precise reflectorless tachymetry, which serves as reference data. Geometric imperfections of the hyperboloid cooling tower shell were determined by referring the TLS observation sets to a modified model hyperboloid, adjusted to the external surface by taking into account the actual, variable distribution of the shell thickness. Statistically confirmed compliance of the shell geometry analysis results, carried out on the basis of data obtained with two scanners with different parameters, showed no influence of the distance measurement system used in the scanning instrument on the effectiveness of detection of geometric imperfections of the hyperboloid structure. The results of the analyses of the shape of the cooling tower shell were consistent with the information on the geometric state of the structure, collected in the company archive. The imperfection maps generated on the basis of data obtained with the phase and the ToF pulse laser scanner clearly confirmed the deformations of the critical areas of the structure, which do not pose a real threat to the stability of the facility.

PL

Hiperboloidalne wieże chłodnicze to charakterystyczne konstrukcje wieżowe przeznaczone do chłodzenia wód przemysłowych poprzez odprowadzanie ciepła do otaczającego powietrza. Niedoskonałości geometryczne powłoki hiperboloidalnej wieży chłodniczej są głównym, łatwo mierzalnym objawem odkształceń konstrukcyjnych i znaczącym czynnikiem rozwoju zagrożeń bezpieczeństwa i awarii tych cienkościennych konstrukcji powłokowych. W artykule przedstawiono analizę zastosowania ToF i skanera laserowego fazowego w diagnostyce niedoskonałości geometrycznych żelbetowej powłoki chłodniczej. Niezawodność danych TLS w mapowaniu rzeczywistego kształtu struktury hiperboloidalnej została potwierdzona na podstawie precyzyjnej tachymetrii bezreflektorowej, która służy jako dane referencyjne. Niedoskonałości geometryczne powłoki hiperboloidalnej wieży chłodniczej zostały określone poprzez odniesienie zbiorów obserwacji TLS do zmodyfikowanego modelu hiperboloidy, dostosowanego do powierzchni zewnętrznej poprzez uwzględnienie rzeczywistego, zmiennego rozkładu grubości powłoki. Statystycznie potwierdzona zgodność wyników analizy geometrii powłoki, przeprowadzonej na podstawie danych uzyskanych za pomocą dwóch skanerów o różnych parametrach, wykazała brak wpływu układu pomiaru odległości zastosowanego w instrumencie skanującym na skuteczność wykrywania niedoskonałości geometrycznych struktury hiperboloidalnej. Wyniki analiz kształtu powłoki chłodni kominowej były zgodne z informacjami o stanie geometrycznym konstrukcji, zebranymi w archiwum firmy. Mapy niedoskonałości wygenerowane na podstawie danych uzyskanych za pomocą skanera laserowego fazowego i impulsowego ToF jednoznacznie potwierdziły odkształcenia krytycznych obszarów konstrukcji, które nie stanowią realnego zagrożenia dla stabilności obiektu.

8

TLS measurement automation – case study SITEPLANNER

Warchoł Artur, Baścik Marek, Pietrzyk Artur

Geoinformatica Polonica

|

2024

|

T. 23

113--120

EN

Surveys using LiDAR technology have become very popular over the past several years due to their high accuracy, speed of acquisition and completeness of space capture. Due to the progressive ease of use, these measurements are increasingly being carried out by less skilled field workers. On the other hand, however, more and more knowledge and ‘know-how’ is emerging in the processing stages of the data collected in the field. If both parts of this process are properly organised and supported by technology, satisfactory results can be obtained at the level of efficiency gains in both field work and automatic LiDAR data processing. This analysis presents the results of the work on the SITEPLANNER application developed by 3Deling.

PL

Pomiary przy pomocy technologii LiDAR w ostatnich kilkunastu latach stały się bardzo popularne ze względu na wysoką dokładność, szybkość pozyskiwania oraz kompletność przechwytywania przestrzeni. Ze względu na postępującą łatwość obsługi, coraz częściej pomiary te są wykonywane przez mniej wykwalifikowanych pracowników terenowych. Z drugiej strony coraz większa wiedza i „know-how” pojawia się na etapach przetwarzania danych zebranych w terenie. Jeżeli obydwie części tego procesu będą odpowiednio zorganizowane oraz wspomagane przez technologię, można uzyskać satysfakcjonujące efekty na poziomie wzrostu efektywności zarówno prac terenowych, jak i automatycznego przetwarzania danych LiDAR. W niniejszej analizie przedstawiono efekty prac nad aplikacją SITEPLANNER opracowaną przez firmę 3Deling.

9

Monitoring of post-mining subsidence using airborne and terrestrial laser scanning approach

Blachowski Jan, Wajs Jarosław, Walerysiak Natalia, Becker Miłosz

Archives of Mining Sciences

|

2024

|

Vol. 69, no. 3

431--446

EN

Discontinuous deformations, such as sinkholes, pose significant challenges in post-mining areas due to their unpredictable nature and potential hazard to surface development and the safety of local communities. Therefore, monitoring the post-mining regions should be treated as a continuing task. This study addresses the ongoing problem of sinkhole formation in the former “Przyjaźń Narodów – Szyb Babina” (Babina) lignite mine located in the glaciotectonic region of Muskau Arch in western Poland. The research uses airborne and terrestrial laser scanning methods to identify and monitor discontinuous deformations, focusing on a newly discovered sinkhole. The methodology involves differential analysis of Digital Elevation Models (DEMs) and their derivatives obtained from airborne laser scanning (ALS) and periodic terrestrial laser scanning (TLS) measurements. The results of ALS DEM analysis allowed the successful identification of 75 confirmed sinkholes, the largest measuring 12.8 m in diameter and 4.8 m deep. Whereas, differential DEM analysis indicated new sinkholes that developed between 2011 and 2020 in the area of shallow underground mining. Two-year TLS monitoring of the new sinkhole showed no progression in its dimensions. However, localised erosion processes associated with water transport were detected. The study shows that sinkhole formation processes are active 5 decades after the end of mining and highlights the importance of continuous monitoring of post-mining areas with advanced laser scanning methodss.

10

Reinforcement solution of damaged load-bearing frame structure in a coal power plant for additional loads

Skibicki Szymon, Wróblewski Tomasz, Paczkowski Wiesław, Kozieł Krzysztof, Matyl Marcin, Wiśniowski Maciej

Archives of Civil Engineering

|

2024

|

Vol. 70, nr 1

121--139

EN

Significant subsoil deformation and additional loads from the new denitrification unit caused a major problem with the load-bearing capacity of the coal power plant. It was necessary to perform an advanced assessment of the technical condition of the structure. Laser scanning (LiDAR) were used to obtain detailed data upon structure. Based on the analysis of the point cloud, the location of the column axes was determined, which allowed to determine the global and local displacements of the structure. Spatial models of the structure were created. Non-linear analyses of the structure were carried out using two types of models: 1) global beam-shell 3D models of the boiler room used to calculate the magnitude of internal forces and deformations of the structure; 2) local beam-shell detailed models of selected structural elements. Based on the results of the calculations, necessary reinforcement of the structure was designed and successfully implemented. Advanced analysis of the structure using laser scanning, subsoil monitoring and complex numerical models made it possible to perform only local reinforcements of the entire complex structure.

PL

Przykłady sytuacji mogących zagrozić nośności konstrukcji możemy spotkać w polskich elektrowniach, gdzie prowadzone są prace modernizacyjne, których głównym celem jest dostosowanie instalacji spalania do krajowych i unijnych wymogów środowiskowych. Modernizacje te nierzadko wprowadzają nowe oddziaływania na istniejące, mające długi okres eksploatacji konstrukcje budynków elektrowni. Opisany w referacie problem pojawił się w trakcie prac dotyczących opracowania dokumentacji projektowej konstrukcji wsporczej reaktora odazotowania spalin SCR. Wykonanie zabudowy SCR wiązało się z wprowadzeniem nowych sił poziomych działających na konstrukcję nośną kotłowni. W ramach analizy wpływu tego oddziaływania na istniejącą konstrukcję, projektant ustalił, że konstrukcja ta uległa przeciążeniom wskutek nierównomiernego osiadania podłoża i ze była ona już częściowo wzmacniana. Sytuacja ta wymagała przeprowadzenia szczegółowych analiz i opracowania projektu wzmocnień. Analizowany i wzmacniany obiekt to stalowa konstrukcja szkieletowa kotłowni elektrowni węglowej, wybudowanej w latach 70. XX wieku. Analiza objęła obszar czterech bloków (fig. 1, fig. 2). Konstrukcja kotłowni składa się z czterech oddylatowanych części o wymiarach 72 x 36 m. Prezentowana konstrukcja to wielokondygnacyjna konstrukcja szkieletowa ze sztywnymi tarczami stropowymi o podstawowym module siatki słupów 12 9 m. W każdej oddylatowanej części obiektu znajdują się dwa kotły podwieszone do rusztu opartego na wierzchołkach słupów. Na figurze 1 pokazano schemat statyczny konstrukcji. Genezą przeprowadzenia zaawansowanej oceny technicznej stanu konstrukcji – poza opisaną w punkcie 1 modernizacją – były liczne uszkodzenia konstrukcji. Szczególnie wyraźnie ujawniły się one w krzyżulcach pionowych układów stężających (fig. 4). Analizując zinwentaryzowane w obiekcie uszkodzenia można wyodrębnić uszkodzenia polegające na: 1) lokalnej utracie stateczności ścianek prętów; 2) globalnej utracie stateczności prętów; 3) uszkodzeniach miejscowych polegających np. na zerwaniu prętów rozciąganych. Przykładowe uszkodzenia przedstawiono na figurze 4. Główną przyczyną uszkodzeń były nierównomierne osiadanie konstrukcji. Konstrukcje tak złożone jak stalowy szkielet nośny kotłowni elektrowni węglowej wykazują bardzo wysoki stopień wrażliwości na nierównomierne osiadanie podłoża. Wynika to z wysokiego stopnia statycznej niewyznaczalności oraz dodatkowego czynnika, jakim jest zawieszenie kotłów (o masie ok. 3600 t każdy) na ruszcie opierającym się na wierzchołkach słupów nośnych na poziomie ok. 60 m. Skaning laserowy konstrukcji jest metodą inżynierską, która umożliwia pomiar nawet bardzo skomplikowanych konstrukcji budowlanych [1–13]. Pozwala na określenie szczegółowych wymiarów konstrukcji lub jej części [23], jej imperfekcji [7] czy tez jej globalnego stanu deformacji [11, 14]. W celu wykonania szczegółowej inwentaryzacji konstrukcji oraz stanu jej globalnej deformacji wykorzystano metodę skaningu laserowego (LiDAR). Uzyskana podczas skaningu laserowego chmura punktów (w wersji skompresowanej zajmuje około 460 GB) dała informację na temat szczegółowej morfologii konstrukcji, wymiarów przekrojów elementów prętów oraz pozwoliła na szczegółową inwentaryzację uszkodzeń. Poza uzyskaniem szczegółowych danych geometrycznych (fig. 1) skaning laserowy posłużył do ustalenia globalnego stanu deformacji konstrukcji. Na podstawie analizy danych z chmury punktów określono kształt osi słupów obrazujący stan przemieszczeń konstrukcji od obciążeń i osiadań działających w okresie eksploatacji elektrowni. Stworzono kilka modeli obliczeniowych. Analizy prowadzono zarówno w zakresie statyki liniowej jak i nieliniowej uwzględniając nieliniowości geometryczne oraz materiałowe. Podczas analiz uwzględniano przewidziane normami łukowe oraz przechyłowe imperfekcje konstrukcji. Analizy prowadzone z wykorzystaniem modelu zakładającego liniową pracę konstrukcji uniemożliwiły właściwą ocenę stanu wytężenia konstrukcji – siły przekazywane ze stężeń na słupy (w wyniku nierównomiernego osiadania) wielokrotnie przekraczały nośność prętów stężeń. W związku z tym podjęto decyzję o zastosowaniu modelu nieliniowego, uwzględniającego wpływ degradacji sztywności tężników pionowych na wielkości sił w słupach. Degradacja sztywności spowodowana była wyboczeniem prętów ściskanych i uplastycznieniem/zerwaniem stężeń rozciąganych. Analizy nieliniowe przeprowadzono z wykorzystaniem dwóch typów modeli obliczeniowych: 1) globalnych: prętowo – powłokowych modeli 3D budynku kotłowni służących do obliczania wielkości sił wewnętrznych i przemieszczeń konstrukcji. 2) lokalnych: prętowo-powłokowych szczegółowych modeli wybranych elementów konstrukcyjnych. Z uwagi na lokalne spiętrzenia naprężeń w słupach, w obszarze połączeń z ryglami konieczna była ocena wielkości rezerwy plastycznej. Uzyskane wyniki obliczeń posłużyły do oceny wytężenia słupów i analizy stateczności globalnej konstrukcji. Na tej podstawie opracowano projekt wzmocnień. Liczne analizy na modelach globalnych i lokalnych, doprowadziły do wprowadzenia systemu wzmocnień konstrukcji składającego się z lokalnych napraw. System wzmocnień pozwolił na przywrócenie bezpieczeństwa konstrukcji przy minimalnym nakładzie pracy i niewielkiej ingerencji w istniejącą infrastrukturę. Takie podejście wymagało opisanych w referacie bardzo złożonych analiz numerycznych wykonanych na podstawie szczegółowych danych uzyskanych z monitoringu geodezyjnego oraz chmury punktów. Podstawowe wnioski z niniejszej pracy można przedstawić następująco: 1) zastosowanie liniowej analizy statycznej prowadziło do niewłaściwej oceny stanu technicznego (uzyskane wyniki wykazywały kilkukrotne przekroczenia nośności prętów stężeń); 2) uzyskanie poprawnych wyników obliczeń było możliwe na podstawie zaawansowanych modeli nieliniowych uwzgledniających nieliniowości materiałowe, geometryczne, imperfekcje oraz nieliniowe przeguby wprowadzane lokalnie w miejscach istniejących uszkodzeń prętów; 3) stopień skomplikowania obiektu wymagał zastosowania zaawansowanych technik pomiarowych w postaci skaningu laserowego (LiDAR) w celu uzyskania danych dotyczących konstrukcji oraz jej przemieszczeń/deformacji. Uzyskanie tych danych metodami tradycyjnymi byłoby niemożliwe; 4) niezbędne było wykorzystanie danych z monitoringu geodezyjnego podpór, w celu poprawnej oceny wytężenia konstrukcji; 5) zastosowanie lokalnych wzmocnień konstrukcji pozwoliło przywrócić jej poprawną i bezpieczną pracę. Na podstawie złożonych analiz numerycznych i przy wykorzystaniu zaawansowanych technik pomiarowych udało się skutecznie wzmocnić istniejącą konstrukcję oraz zaprojektować i zrealizować konstrukcję wsporczą reaktora SCR w sposób nie pogarszający jej pracy i bezpieczeństwa.

11

Accuracy analysis in determining the location of underground objects using GPR involving lidar data

Lejzerowicz Anna, Czernic Paweł, Pilarska-Mazurek Magdalena, Załęgowski Kamil, Górka Jakub, Bakuła Krzysztof

Archives of Civil Engineering

|

2024

|

Vol. 70, nr 2

611--628

EN

Ground penetrating radar (GPR) is one of the most useful non-destructive techniques for locating underground objects. Advancements in this technology have facilitated the development of new sensors over the past decade. In this paper, an accuracy assessment of the location of underground objects using various GPR antennas is presented. To achieve the stated goals, measurements of 5 concrete slabs, reinforced with steel bars of various diameters and located at variable depths were taken. The experiment includes the usage of three GPR antennas to assess the format, characteristics, and differences of extracted data. This set of antennas from different manufacturers varied in terms of operating frequency. Additional lidar data from TLS (terrestrial laser scanning) was utilized in the methodology to provide precise surface measurements and therefore, external orientation of the surveyed data. The experiment allowed for the determination of vertical and horizontal accuracy for three tested antennas and the assessment of increasing errors value with greater depth of the measured items, which is important for surveying accuracy forecasting.

PL

Georadar jest jedną z najbardziej użytecznych nieinwazyjnych technik lokalizowania obiektów podziemnych. Postęp w tej technologii w ostatniej dekadzie ułatwił rozwój nowych sensorów. W artykule przedstawiono ocenę dokładności lokalizacji prętów zbrojeniowych znajdujących się w obrębie badanego obiektu z wykorzystaniem różnych anten. Aby osiągnąć założone cele, wykonano pomiary 5 płyt betonowych, zbrojonych prętami stalowymi o różnych średnicach i znajdujących się na różnych głębokościach. Eksperyment obejmował wykorzystanie trzech anten o różnej częstotliwości do oceny rozmiaru, charakterystyki i różnic wyodrębnionych danych. W metodyce eksperymentu wykorzystano dodatkowo dane lidarowe z naziemnego skanowania laserowego (TLS), aby zapewnić precyzyjne pomiary powierzchni, a tym samym zewnętrzną orientację przestrzenną pozyskanych danych. Eksperyment pozwolił na wyznaczenie dokładności pionowej i poziomej dla trzech wykorzystanych anten oraz ocenę rosnącej wartości błędów wraz z większą głębokością mierzonych elementów, co jest istotne dla predykcji dokładności pomiarów.

12

Application of terrestrial laser scanning measurements for wind turbine blade condition surveying

Stałowska Paulina, Suchocki Czesław, Zagubień Adam

Metrology and Measurement Systems

|

2023

|

Vol. 30, nr 3

403--422

EN

Wind turbines are among the key equipment needed for eco-friendly generation of electricity. Maintaining wind turbines in excellent technical condition is extremely important not only for safety but also for efficient operation. Studies indicate that defects in the external structure of a turbine blade reduce energy production efficiency. This research investigated the potential of the terrestrial laser scanning technology to examine the technical conditions of wind turbine blades. The main aim of the study was to examine whether terrestrial laser scanning measurements can be valuable for wind turbine blade condition surveying. The investigation was based on the radiometric analyses of point clouds, which forms the novelty of the present study. Condition monitoring focuses on the detection of defects, such as cracks, cavities, or signs of erosion. Moreover, this study consisted of two stages. The next objective entailed the development and examination of two different measurement methods. It was then identified which method is more advantageous by analysing their effectiveness and other economic considerations.

13

Fuzja chmur punktów pozyskanych TLS oraz smartfonem z sensorem LiDAR do przygotowania pełnego zbioru danych na potrzeby inwentaryzacji

Janicka Joanna, Błaszczak-Bąk Wioleta, Pelc-Mieczkowska Renata, Rutkowska Miłosława

Materiały Budowlane

|

2023

|

nr 12

51--56

PL

W artykule przedstawiono wyniki integracji chmur punktów pozyskanych z wykorzystaniem naziemnego skanera laserowego oraz smartfona z sensorem LiDAR. Kompletny zbiór danych posłużył do inwentaryzacji ściany obiektu zabytkowego klasztoru Franciszkanów. W 2019 r. na wniosek upoważnionej osoby dokonano pomiarów obiektu ze względu na zaobserwowane odchylenie ściany budynku spowodowane osiadaniem fundamentów budowli i rozpoczęto prace rewitalizacyjne polegające na wzmocnieniu gruntu pod fundamentami kościoła. Przeprowadzono wiele prac mających na celu zatrzymanie osiadania fundamentów, a także dobudowano i uzupełniono brakujące fragmenty ściany, które miały znaczny wpływ na stabilność obiektu. W 2023 r. powtórzono pomiar, wykorzystując naziemny skaner laserowy i smartfon iPhone 12Pro, aby sprawdzić, czy wykonane prace przyniosły pożądany efekt i zahamowały dalsze odchylenia ścian. Kompletny, zintegrowany zbiór danych posłużył również do wizualizacji ściany po zabiegach konserwatorskich.

EN

The article presents the results of the integration of point clouds obtained using a terrestrial laser scanner and a smartphone with a LiDAR sensor. The complete data set was used to inventory the wall of the historic Franciscan Monastery. In 2019, at the request of the parish priest, the building was measured due to the observed deviation of the building walls caused by the subsidence of the foundations of the building and revitalization works began, consisting in strengthening the ground under the foundations of the church. A number of works were carried out to stop the process of settling the foundations of the monastery, and the missing fragments of the wall were added and supplemented, which had a significant impact on the stability of the building. In 2023, the measurement was repeated using terrestrial laser scanner and iPhone 12Pro to check whether the applied works had the desired effect and inhibited further deviations of the walls. A complete, integrated data set was also used to visualize the wall after conservation treatments.

14

Integration of terrestrial laser scanning and UAV-based photogrammetry for heritage Building Information Modeling

Klapa Przemysław

Geomatics, Landmanagement and Landscape

|

2023

|

no. 1

23--34

EN

Building Information Modeling (BIM) is the process of generating 3D models based on object databases. They are made for various types of buildings, sites and objects, and their task is to represent all the structural and architectural features of the object using parametric models. The BIM technology involves the preparation of the model that is already at the design stage of the building, in such a way that it is used during conceptual and implementation works, as well as during its final operation. However, a BIM model of existing objects can also be generated. Historic buildings are a special group of objects The HBIM (Heritage Building Information Modeling) model is used not only as an inventory of the object in its current state, but also as a background and a tool for visualising the object in its restored state, or as a source of information about the building itself for conservation, renovation and documentation purposes. Such a model can be created based on various types of source data. The basis for the development of the BIM model can be formed by data acquired during the inventory of the facility using surveying methods, laser scanning and photogrammetry. This paper presents the process of data acquisition of a historic object using the example of Lamus Dworski with the use of TLS and UAV. The study also includes the process of HBIM modeling of the object using point clouds as well as photographic documentation and data recorded in the monument card.

15

Detection of rising damp and material changes on hyperboloid cooling tower shells based on the intensity of the reflected laser beam

Makuch Maria

Geomatics, Landmanagement and Landscape

|

2023

|

no. 4

135--156

EN

Using a hyperboloidal cooling tower undergoing repair as an example, the paper examines the possibility of using a laser beam reflectance intensity value for the automated detection of perforations in cooling tower shells and the identification of material changes characteristic of the renovated sections of reinforced concrete structures. Due to the specific geometry of the analysed object, the practical application of the value of the fourth coordinate was preceded by its a priori modification. The applied correction solution made it possible to effectively eliminate the influence of the measurement geometry, adjusting the intensity values to correspond to the properties of the scanned surface. In the usability analyses of the corrected radiometric data, the author’s approach to eliminating information loss was applied, assuming the use of the fourth coordinate values as scalar fields. The proposed methodology was verified by comparing the obtained results with those of the commonly used unsupervised classification. The agreement, based on the similarity of the structures, between the results of the image classification and the areas extracted through the segmentation of the scalar fields, representing the corrected values of the laser beam reflectance intensity, confirmed the reliability of the proposed solutions. The usefulness of the radiometric data in 3D space was confirmed by comparing the obtained results with the analyses of the local surface curvature determined by the point cloud based on principal component analysis. Thanks to the segmentation of the scalar fields, the detection of rising damp and corrosion leaks, consistent with the results of the surface condition assessment based on the local curvature analysis, made it possible to specify the degree of degradation of the hyperboloid shell according to a seven-point scale that is consistent with the industry requirements. The values of the fourth coordinate also allowed the identification of material changes caused by the repair, and their comparison with the shell damage contours extracted from the local curvature analysis made it possible to verify the amount of repair mortar used and to assess the validity of the work carried out.

PL

W artykule, na przykładzie poddawanej naprawie hiperboloidalnej chłodni kominowej, zweryfikowano możliwość wykorzystania wartości intensywności odbicia wiązki lasera do zautomatyzowanej detekcji perforacji powłoki chłodni oraz identyfikacji zmian materiałowych, charakterystycznych dla wyremontowanych fragmentów żelbetowej budowli. Z uwagi na specyficzną geometrię analizowanego obiektu, praktyczną aplikację wartości czwartej współrzędnej poprzedzono jej aprioryczną modyfikacją. Zastosowane rozwiązanie korekcyjne umożliwiło skuteczną eliminację wpływu geometrii pomiaru, sprowadzając wartości intensywności do postaci odpowiadającej właściwościom skanowanej powierzchni. W analizach użyteczności skorygowanych danych radiometrycznych wykorzystano autorskie podejście eliminujące straty informacyjne, zakładające wykorzystanie wartości czwartej współrzędnej jako pól skalarnych. Weryfikację zaproponowanej metodyki zapewniło porównanie uzyskanych wyników z rezultatami stosowanej powszechnie klasyfikacji nienadzorowanej. Ustalona na podstawie podobieństwa struktur zgodność pomiędzy wynikami klasyfikacji obrazów i obszarami wyekstrahowanymi w oparciu o segmentacje pól skalarnych, stanowiących skorygowane wartości intensywności odbicia wiązki lasera, potwierdziła wiarygodność zaproponowanych rozwiązań. Przydatność danych radiometrycznych w przestrzeni 3D potwierdzono zestawiając uzyskane wyniki z rezultatami analiz lokalnej krzywizny powierzchni, wyznaczanej z chmury punktów na podstawie analizy głównych składowych. Bazująca na segmentacji pól skalarnych detekcja zawilgoceń i wycieków korozyjnych, integralna z wynikami oceny stanu powierzchni opartej na analizie lokalnej krzywizny, umożliwiła konkretyzację stopnia degradacji hiperboloidalnej powłoki, według podyktowanej wymogami branżowymi siedmiostopniowej skali. Wartości czwartej współrzędnej pozwoliły również na identyfikację będących wynikiem remontu zmian materiałowych, a ich zestawienie z wyekstrahowanymi na podstawie analizy lokalnej krzywizny konturami uszkodzeń powłoki, umożliwiły weryfikację ilości wykorzystanej zaprawy naprawczej i ocenę zasadności wykonanych prac.

16

Assessing the surface corrosion of a steel railway bridge using an active short-range remote sensing system

Gawronek Pelagia

Geomatics, Landmanagement and Landscape

|

2023

|

no. 4

287--296

EN

The idea of assessing the surface corrosion of a steel railway bridge evolved as a response to an industry need for fast and non-manual confirmation of the progress of surface deterioration of monochromatic bridges. Terrestrial laser scanning is a technology for remote acquisition of information about the geometry of an object in the form of a point cloud, in which the coordinates (X, Y, Z) are recorded for each point and information on the intensity of the reflected beam is also recorded. In addition to the accurate representation of changes in the geometry of an ageing object, represented by the three-dimensional coordinates of the bridge, terrestrial laser scanning provided information about the surface properties of the bridge object in the form of the intensity of the reflection beam. Imaging algorithms enable it to indicate the homogeneous surfaces of the bridge and, therefore, suggest whether they are subject to corrosion processes or not. The intensity of the object’s point cloud, through the use of unsupervised classification tools, ensures the detection of changes in the surface properties of a monochromatic railway bridge. The classification method for the unsupervised raster representation of grey-scale reflectance intensity (generated from TLS data), as in classical remote sensing, provides classes of pixels with similar reflectance properties. The concept for the scientific research on the detection of the corrosion progress of a steel railway bridge using an active short-range remote sensing system involved the development of algorithmic advances that allow the comparison of periodic raster classifications from a point cloud. Thanks to the differentiation of the imaging, it is possible to determine changes in the location and extent of corrosion, the rate of its progress in ageing steel objects, the detection of cracks and fissures as structural hotspots, indicating the filling capacity of the object, as provided for in the technical documentation. The study provided an empirical basis for research on automatic corrosion detection.

PL

Koncepcja oceny korozji powierzchniowej stalowego mostu kolejowego zrodziła się jako odpowiedź na potrzebę branżową szybkiej oraz niemanualnej konstatacji postępów zniszczenia powierzchniowego mostów monochromatycznych. Naziemny skaning laserowy to technologia zdalnego pozyskiwania informacji o geometrii obiektu w postaci chmury punktów, której dla każdego punktu zapisane są współrzędne (X, Y, Z) oraz zarejestrowana jest również informacja o intensywności wiązki odbicia. Poza wiernym odzwierciedleniem zmian geometrii obiektu wiekowego, reprezentowanym przez współrzędne trójwymiarowe mostu, naziemny skaning laserowy dostarczał informacji o właściwościach powierzchni obiektu mostowego w postaci intensywności wiązki odbicia. Może ona, poprzez algorytmy zobrazowania, wskazać może powierzchnie jednorodne mostu, a zatem poddane bądź nie procesom korozji. Intensywność chmury punktów obiektu, poprzez zastosowanie narzędzi klasyfikacji nienadzorowanej zapewnia detekcję zmian właściwości powierzchni mono-barwnego mostu kolejowego. Metodą klasyfikacji nienadzorowanej rastrowej reprezentacji intensywności odbicia w skali szarości (wygenerowanej z danych TLS), podobnie jak w przypadku klasycznej teledetekcji, uzyskuje się klasy pikseli o podobnych właściwościach odbicia promieniowania. Koncepcja badań naukowych nad detekcją postępu korozji stalowego mostu kolejowego z zastosowaniem aktywnego systemu teledetekcji bliskiego zasięgu zakładała opracowanie postępów algorytmicznych pozwalających na porównywanie okresowych klasyfikacji rastrów z chmury punktów. Dzięki różnicowaniu zobrazowań, możliwe jest określenie zmian lokalizacji i zasięgu korozji, tempa ich postępowania w przypadku stalowych obiektów wiekowych, detekcji rys i spękań, jako punktów newralgicznych konstrukcji, świadczących o wypełniających się zdolnościach eksploatacyjnych obiektu, przewidzianych w dokumentacji technicznej. Przeprowadzone opracowanie wskazało empiryczne podstawy do prowadzenia badań nad automatyczną detekcją korozji.

17

Application of TLS and UAV data integration to special object modelling

Kwoczyńska Bogusława, Gudz Paweł

Geomatics, Landmanagement and Landscape

|

2023

|

no. 4

329--341

EN

Contemporary measurement techniques facilitate the rapid and highly precise development of three-dimensional models of any spatial object. Terrestrial laser scanning (TLS) stands as one of the most precise methodologies. Nevertheless, instances arise wherein restrictions imposed by the terrain configuration or infrastructure design impede the acquisition of comprehensive information regarding its geometry. In such scenarios, the optimal resolution lies in the integration of data sourced from diverse measurement instruments. In the context of working with large objects, the optimal approach to capturing comprehensive data, particularly pertaining to the upper parts, involves utilising an unmanned aerial vehicle (UAV). The high resolution of images acquired at a low altitude enables the generation of a point cloud with remarkable accuracy, delivering a satisfactory outcome. When it comes to the modelling of special objects, such as brine graduation towers, the selection of suitable software that facilitates the creation of realistic three-dimensional models is of paramount significance. The study utilised the integration of data acquired from a low altitude using the DJI Air 2S Fly More Combo unmanned aerial vehicle. Diverse mission types were employed, and the data was subsequently recorded using a terrestrial Leica ScanStation P40 laser scanner. The research was conducted on a brine graduation tower situated above the Nowa Huta reservoir in Kraków. The tower’s dimensions necessitated the incorporation of TLS and UAV data. This study analyses three 3D models of the brine graduation tower in Nowa Huta. The models were generated using various computer programmes, namely MeshLab, Agisoft Metashape, and Cyclone 3DR, each of which demonstrated specific capabilities and suitability for modelling a special object like a brine graduation tower. The accuracy of the constructed three-dimensional model of the tower was determined by comparing sections that were measured in the field on the structure between photographic points marked by discs and the equivalent points on the model. Eighteen sections were measured, yielding a mean error of 0.039 m.

PL

Stosowane obecnie techniki pomiarowe pozwalają na bardzo szybkie, a zarazem bardzo dokładne opracowanie modeli 3D dowolnych obiektów przestrzennych. Jedną z najbardziej dokładnych metod jest naziemne skanowanie laserowe (ang. TLS). Jednak są sytuacje, w których ograniczenia wynikające z układu terenowego lub konstrukcji obiektu, nie pozwalają na pozyskanie pełnej informacji o jego bryle. W takich sytuacjach rozwiązaniem jest zintegrowanie danych z różnych instrumentów pomiarowych. Jeśli mamy do czynienia z dużymi obiektami, najlepszym wyborem do uzupełnienia danych, szczególnie górnych partii obiektu, jest zastosowanie bezzałogowej platformy latającej (ang. UAV). Rozdzielczość zobrazowań wykonanych na niskim pułapie jest na tyle dobra, że pozwala otrzymać zadowalający efekt w postaci chmury punktów. W przypadku modelowania obiektu szczególnego, jakim jest tężnia solankowa, istotny jest również dobór odpowiedniego oprogramowania, które pozwoli na stworzenie realnego modelu 3D danego obiektu. W badaniach wykorzystano integrację danych pozyskanych z niskiego pułapu z bezzałogowej platformy latającej DJI Air 2S Fly More Combo – wykorzystując różnego rodzaju misje, z danymi zarejestrowanymi naziemnym skanerem laserowym Leica ScanStation P40. Badania prowadzone były na tężni solankowej zlokalizowanej nad Zalewem Nowohuckim w Krakowie, której gabaryty wymagały zastosowania integracji danych TLS i UAV. Efektem opracowania jest analiza trzech modeli 3D nowohuckiej tężni solankowej. Modele wykonane zostały w różnych programach komputerowych: MeshLab, Agisoft Metashape oraz Cyclone 3DR z wykazaniem możliwości każdego z nich oraz podkreślając ich przydatność do modelowania obiektu szczególnego jakim jest tężnia solankowa. Dokładność powstałego modelu 3D tężni solankowej określono na podstawie porównania pomierzonych w terenie na obiekcie odcinków pomiędzy fotopunktami zasygnalizowanymi tarczami, a tymi samymi punktami na modelu. Pomierzono 18 odcinków, dla których uzyskano średni błąd 0.039 m.

18

Securing centralized SDN control with distributed blockchain technology

Ahmad Suhail, Mir Ajaz Hussain

Computer Science

|

2023

|

T. 24 (1)

5--30

EN

Software-Defined Networks (SDN) advocate the segregation of network control logic, forwarding functions and management applications into different planes to achieve network programmability and automated and dynamic flow control in next-generation networks. It promotes the deployment of novel and augmented network-management functions in order to have flexible, robust, scalable, and cost-effective network deployments. All of these features introduce new research challenges and require secure communication protocols among segregated network planes. This manuscript focuses on the security issue of the southbound interface that operates between the SDN control and the data plane. We have highlighted the security threats that are associated with an unprotected southbound interface and those issues that are related to the existing TLS-based security solution. A lightweight blockchain-based decentralized security solution is proposed for the southbound interface to secure the resources of logically centralized SDN controllers and distributed forwarding devices from opponents. The proposed mechanism can operate in multi-domain SDN deployment and can be used with a wide range of network controllers and data plane devices. In addition to this, the proposed security solution has been analyzed in terms of its security features, communication, and re-authentication overhead.

19

Wybór metody pomiarowej do inwentaryzacji obiektu zabytkowego z zastosowaniem AHP

Skrzypczak Izabela, Leśniak Agnieszka

Materiały Budowlane

|

2022

|

nr 11

106--108

PL

Wybór metody inwentaryzacji obiektu zabytkowego zależy od wielu czynników. Celem pracy był wybór najkorzystniejszej metody pomiarowej do inwentaryzacji rzeszowskiego Ratusza. Rozważano cztery metody pomiaru i dokonano ich oceny za pomocą pięciu kryteriów. Do wspomagania procesu decyzyjnego wykorzystano metodę analizy wielokryterialnej AHP. W przypadku analizowanego obiektu najkorzystniejszy okazał się naziemny skaning laserowy. Zaprezentowano także wybrane elementy przeprowadzanego procesu inwentaryzacji.

EN

The choice of a heritage building inventorying method depends on many factors. The aim of the work was to select the most advantageous measurement method for the Rzeszów Town Hall inventory. Four measurement methods were considered and assessed according to five criteria. The multi-criteria AHP method was used to support decision-making. Terrestrial laser scanning has proved to be the most advantageous for the analysed case. Selected elements of the on-going inventory process were also presented.

20

Intensywność odbicia naziemnego skanowania laserowego w zależności od właściwości fizycznych materiałów budowlanych i warunków skanowania

Ulewicz Małgorzata, Pawłowicz Joanna A.

Materiały Budowlane

|

2022

|

nr 11

63--65

PL

W sektorze budowlanym obserwowany jest w ostatnich latach duży wzrost zainteresowania techniką naziemnego skaningu laserowego (TLS). Jednym z czynników w tej technice, który ma wpływ na moc odbitej wiązki lasera, jest rodzaj skanowanej powierzchni uzależniony od właściwości fizykochemicznych skanowanych materiałów. W artykule wykazano, że gęstość i nasiąkliwość badanego materiału, rozdzielczość skanowania oraz tło pomiarów wpływają na jakość uzyskanej chmury punktów, a technika TLS ma duży potencjał wspomagania procesów identyfikacji wizualnej materiałów wbudowanych w obiekty budowlane.

EN

In the construction sector, there has been a large increase in interest in the Terrestrial Laser Scanning (TLS) technique in recent years. One of the factors influencing the power of the reflected laser beam in this technique is the type of the scanned surface, determined by the physicochemical properties of the scanned materials. The study showed that the density and water absorption of the tested material, scanning resolution and measurement background affect the quality of the obtained point cloud, and the TLS technique has a great potential to support the processes of visual identification of materials built into the structure.