Edge effect and its impact upon the accuracy of 2D and 3D modelling using laser scanning

• Autorzy: Klapa P. , Mitka B.

Identyfikatory

DOI

10.15576/GLL/2017.1.25

Warianty tytułu

PL

Efekt krawędziowy i jego wpływ na dokładność opracowań 2D i 3D ze skaningu laserowego

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

The edge effect is a measurement error resulting from the reflection of the laser beam on the adjacent walls, or by its breaking on the edges. Coordinates of points in such cases are determined by averaging the measurements in several areas, resulting in their incorrect positioning in space. Corner points are determined with the same accuracy as the other (flat) elements of the scanned object. This effect is frequently mentioned in publications, which typically state the reasons and mechanisms of the error thus occurred. However, there is a lack of specific examples, showing the impact of the edge effect on the quality and accuracy of geodetic and cartographic reports. In this paper, the authors present sample case studies of the 2D and 3D representation of the test object. The selected corner elements, as well as the vector elements fitted into a cloud of points, show the discrepancy between the breaking points in the drawing (model), and the curved surface of the point cloud. On the basis of the known geometry of the building, distances were determined between the corner points and their representatives on the cloud. In this way, we were able to determine the accuracy of corner points’ presentation by means of the cloud of points, and therefore, we were able to determine the size of the edge effect in specific cases.

PL

Efekt krawędziowy jest błędem pomiarowym wynikającym z odbicia wiązki promienia laserowego na sąsiednich ścianach, bądź poprzez załamanie jej na krawędziach. Współrzędne punktów w takich wypadkach zostają wyznaczone poprzez uśrednienie pomiarów w kilku miejscach, co skutkuje ich błędnym położeniem w przestrzeni. Punkty narożne nie są wyznaczane z tą samą dokładnością co pozostałe (płaskie) elementy skanowanego obiektu. Efekt ten jest wielokrotnie wspominany w publikacjach, w których podawane są powody oraz mechanizmy powstawania tego błędu. Brakuje jednak konkretnych przykładów przedstawiających wpływ efektu krawędziowego na jakość i dokładność wykonywanych opracowań geodezyjno-kartograficznych. W niniejszej pracy autorzy przedstawiają przykładowe opracowania 2D i 3D obiektu testowego. Zaznaczone elementy narożne, a także wpasowane w chmurę elementy wektorowe, przedstawiają rozbieżności pomiędzy załamaniami rysunku/modelu, a zaokrągloną powierzchnią chmury punktów. Na podstawie znanej geometrii budynku zostały wyznaczone odległości pomiędzy punktami narożnymi a jego reprezentantami na chmurze. W ten sposób zostaje określona dokładność przedstawienia punktów narożnych przez chmurę punktów i tym samym wyznaczenie wielkości efektu krawędziowego w konkretnych przypadkach.

Słowa kluczowe

EN

laser scanning; measurement error; edge effect; cartographic representation

PL

skaning laserowy; błąd pomiarowy; efekt krawędziowy; opracowanie kartograficzne

• Wydawca: Wydawnictwo Uniwersytetu Rolniczego w Krakowie
• Czasopismo: Geomatics, Landmanagement and Landscape
• Rocznik: 2017
• Tom: no. 1
• Strony: 25--33
• Opis fizyczny: Bibliogr. 11 poz., rys.

Twórcy

autor

Klapa P.

• Uniwersytet Rolniczy w Krakowie Katedra Geodezji 30-198 Kraków, ul. Balicka 253a

autor

Mitka B.

• Uniwersytet Rolniczy w Krakowie Katedra Geodezji Rolnej, Katastru i Fotogrametrii 30-198 Kraków, ul. Balicka 253a

Bibliografia

• Arayici Y. 2007. An approach for real world data modelling with the 3D terrestrial laser scanner for built environment. Automat. Construct., 16, 816–829.
• Boehler W., Bordas Vincent M., Marbs A. 2004. Investigating laser scanner accuracy. XIX CIPA Symposium at Antalya, Turkey, 30 Sep–4 Oct 2003. Updated for Web presentation April 2004. i3Mainz, Institute for Spatial Information and Surveying Technology.
• Cosarca C., Jocea A., Savu A. 2008. Analysis of error sources in Terrestrial Laser Scanning J. Geod. Cadastre, 115–124.
• Lichti D. 2007. Error modeling, calibration and analisis of an AM-CW terrestrial laser scanner system. ISPRS J. Photogram. Remote Sens., 61, 307–324.
• Lichti D., Licht M. 2006. Experience with terrestrial laser scanner modeling and accuracy assessment. The International Archives of the Photogrammetry. Remote Sens. Spatial Inform. Sci., 36(5), 155–160.
• Pu S., Vosselman G. 2006. Automatic extraction of building features from terrestrial laser scanning. The International Archives of the Photogrammetry. Remote Sens. Spatial Inform. Sci., 36(5), 25–27.
• Pu S. 2008. Generating building outlines from terrestrial laser scanning. The International Archives of the Photogrammetry Remote Sens. Spatial Inform. Sci., 37(B5), 451–455.
• Soudarissanane S., Ree J., Bucksch A., Lindenbergh R. 2007. Error budget of terrestrial laser scanning: influence of the incidence angle on the scan quality. Proceedings 3D-NordOst, 1–8.
• Soudarissanane S., Lindenbergh R., Menenti M., Teunissen P. 2011. Scanning geometry: Influencing factor on the quality of terrestrial laser scanning points. ISPRS J. Photogram. Remote Sens., 66(4), 389–399.
• Tang P., Huber D., Akinci B., Lipman R., Lytle A. 2010. Automatic reconstruction of as-built building information models from laser-scanned point clouds. A review of related techniques, Automat. Construct., 19, 829–843.
• Voegtle T., Schwab I., Landes T. 2008. Influences of different materials on the measurements of a terrestrial laser scanner (TLS). The International Archives of the Photogrammetry. Remote Sens. Spatial Inform. Sci., 37(B5), 161–166.