The use of terrestrial laser scanning for mapping bridges on electronic navigational charts

• Autorzy: Łubczonek J.

Warianty tytułu

PL

Zastosowanie naziemnego skanera laserowego do kartowania mostów na elektronicznych mapach nawigacyjnych

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

Bridges are one of the most important objects of electronic navigation maps. Presently, multiple sources to create maps, such as basic maps, orthoimages or technical drawings, can be used. Unfortunately, these materials are not always suitable for collecting bridge data. Basic maps do not always present correct shapes of the supports, on orthoimages all land cover elements are subject to radial shifts, relative to the projection centre, and drawings do not have reference points to allow for data registration to the coordinate system. The paper presents the use of terrestrial laser scanning for mapping bridges, from data collection to acquisition of vector data. The study analyzes the range of scanning performed in day and night conditions, discusses the problems associated with point clouds combination, discusses the process of the project point cloud registration to the coordinate system and the data vectorisation process. Finally, the accuracy of vector data was analysed on the basis of independent measurement control points. The resulting differences between the checkpoints and the vector data with the average value of 4 cm and the maximum value of 8 cm, indicate that the use of this technique for mapping bridges on electronic navigation charts is justified. In the final stage, all the activities related to the acquisition of mapping data and vector data are presented in the form of the workflow diagram.

PL

Mosty są jednymi z ważniejszych obiektów w elektronicznych mapach nawigacyjnych. Obecnie można korzystać z wielu źródeł do tworzenia map, takie jak mapy zasadnicze, ortoobrazy czy opracowania w postaci rysunków technicznych. Niestety, nie zawsze powyższe materiały są odpowiednie do pozyskiwania danych mostów. Na mapach zasadniczych nie zawsze zachowany jest rzeczywisty kształt podpór, na ortoobrazach wszystkie elementy pokrycia terenu podlegają przesunięciom radialnym względem środka rzutu zdjęcia, natomiast rysunki techniczne nie posiadają punktów referencyjnych umożliwiających zarejestrowanie danych do układu współrzędnych. W artykule przedstawiono wykorzystanie naziemnego skanera laserowego do kartowania mostów, od etapu pozyskiwania danych do etapu pozyskania danych wektorowych. W badaniach dokonano analizy zasięgu skanera w aspekcie skaningu dziennego oraz nocnego, omówiono problemy związane ze składaniem chmur punktów, omówiono proces rejestracji projektowej chmury punków do układu współrzędnych oraz proces wektoryzacji. Finalnie sprawdzono dokładność danych wektorowych na postawie niezależnego pomiaru punków kontrolnych. Uzyskane różnice pomiędzy punktami kontrolnymi a danymi wektorowymi w wielkości średniej wartości 4 cm oraz maksymalnej 8 cm, wskazują na zasadne wykorzystanie tej techniki do kartowania mostów w elektronicznych mapach nawigacyjnych. W etapie końcowych zestawiono wszystkie czynności związane z pozyskaniem danych oraz kartowaniem danych wektorowych w postaci diagramu przepływu pracy.

Słowa kluczowe

EN

electronic navigational charts; terrestrial laser scanning; map creation

PL

elektroniczne mapy nawigacyjne; skaning naziemny; tworzenie map

• Wydawca: Polskie Towarzystwo Informacji Przestrzennej
• Czasopismo: Roczniki Geomatyki
• Rocznik: 2017
• Tom: T. 15, z. 2(77)
• Strony: 217--232
• Opis fizyczny: Bibliogr. 19 poz., rys., tab.

Twórcy

autor

Łubczonek J.

• Maritime University of Szczecin, Faculty of Navigation, Institute of Geoinformatics

Bibliografia

• Berenyi A., Lovas T., Barsi A., 2010: Terrestrial laser scanning in engineering surveys: analysis and application examples. ASPRS 2010 Annual Conference San Diego, California, April 26-30.
• Burdziakowski P., Janowski A., Kholodkov A., Matysik K., Matysik M., Przyborski M., Szulwic J., Tysiac P., Wojtowicz A., 2015: Maritime Laser Scanning as the Source of Spatial Data. Polish Maritime Research vol. 22, issue 4: 9-14, DOI: 10.1109/BGC.Geomatics.2016.38.
• Hejmanowska B., Kolecki J., Kramarczyk P., Słota M., 2012: Comparison of 3D models of an engineering object using terrestrial photogrammetry and laser scanning. Annals of Geomatics vol. 10, no 7: 25-31 (in Polish).
• IHO Dictionary, S-32, 5th Edition.
• Kazimierski W., Włodarczyk-Sielicka M., 2016: Technology of Spatial Data Geometrical Simplification in Maritime Mobile Information System for Coastal Waters. Polish Maritime Research vol. 23, issue 3: 3-12, ISSN (Online) 2083-7429, DOI: https://doi.org/10.1515/pomr-2016-0026, October 2016.
• Kedzierski M., Fryskowska A., Wilińska M., 2010: Terrestrial laser scanning of civil engineering structures. Biuletyn WAT vol. LIX, nr 2 (in Polish).
• Kedzierski M., Fryskowska A., Wierzbicki D., Dabrowska M., Grochala A., 2015a: Impact of the method of registering Terrestrial Laser Scanning data on the quality of documenting cultural heritage structures. The International Archives of the Photogrammetry, Remote Sensing and Spatial Information Sciences XL-5/W7: 245-248, DOI:10.5194/isprsarchives-XL-5-W7-245-2015.
• Kedzierski M., Walczykowski P., Orych A., Czarnecka P., 2015b: Accuracy assessment of modelling architectural structures and details using terrestrial laser scanning., The International Archives of the Photogrammetry, Remote Sensing and Spatial Information Sciences XL-5/W7, 241-243, DOI:10.5194/isprsarchives-XL-5-W7-241-2015.
• Lubczonek J., 2016: Geoprocessing of High Resolution Imageries for Shoreline Extraction in the Process of the Production of Inland Electronic Navigation Charts. Photogrammetrie-Fernerkundung-Geoinformation vol. 2016, no 4: 225-235.
• Lubczonek J., Borawski M., 2016: A New Approach to Geodata Storage and Processing Based on Neural Model of the Bathymetric Surface. 2016 Baltic Geodetic Congress (BGC Geomatics), Gdansk, 2016: 1-7, DOI: 10.1109/BGC.Geomatics.2016.10.
• Lubczonek J., 2016: Elaboration and implementation of electronic navigation charts for RIS in Poland. Annals of Geomatics vol. 13, no 4 (70): 359-368 (in Polish).
• Lubowiecka L., Armesto J., Arias P., Lorenzo H., 2009: Historic bridge modelling using laser scanning, ground penetrating radar and finite element methods in the context of structural dynamics. Engineering Structures vol. 31, issue 11, November 2009: 2667-2676.
• OGC City Geography Markup Language (CityGML) Encoding Standard (2012), version 2.0.0.
• Shen-En Chen, 2012: Laser Scanning Technology for Bridge Monitoring, [In:] J. Apolinar Munoz Rodriguez (ed.), Laser Scanner Technology. InTech, DOI: 10.5772/32794. Available from: http://www.intechopen.com/books/laser-scanner-technology/laser-scanning-technology-for-bridge-monitoring
• Tang P., Akinci B., Garrett J.H., 2007: Laser Scanning for Bridge Inspection and Management. IABSE Symposium Report, IABSE Symposium, Weimar 2007: 17-24 (8).
• Truong-Hong L., Falter H., Lennon D., Debra F.L., 2016: Framework for bridge inspection with laser scanning. EASEC-14 Structural Engineering and Construction, Ho ChiMinh City, Vietnam, 6-8 January 2016.
• Truong-Hong L., Laefer D.F., 2014: Application of Terrestrial Laser Scanner in Bridge Inspection: Review and an Opportunity. IABSE Symposium Report, IABSE Madrid Symposium: Engineering for Progress, Nature and People: 2713-2720 (8).
• Wawrzyniak N., Hyla T., 2016: Application of Geofencing Technology for the Purpose of Spatial Analyses in Inland Mobile Navigation. 2016 Baltic Geodetic Congress (BGC Geomatics), Gdańsk, 2016: 34-39. DOI: 10.1109/BGC.Geomatics.2016.15.
• Zhang Ch., Arditi D., Chen Z., 2013: Using terrestrial laser scanners to calculate and map vertical bridge clearance. International Archives of the Photogrammetry, Remote Sensing and Spatial Information Sciences vol. XL-2/W2: 133-138, ISPRS 8th 3DGeoInfo Conference & WG II/2 Workshop, 27-29 November 2013, Istanbul, Turkey.

Uwagi

Opracowanie ze środków MNiSW w ramach umowy 812/P-DUN/2016 na działalność upowszechniającą naukę (zadania 2017).