Wyniki wyszukiwania - BazTech

1

Error Analysis of Stonex X300 Laser Scanner Close-range Measurements

Abed Fanar M., Jasim Luma K., Bori Marwa M.

Geomatics and Environmental Engineering

|

2024

|

Vol. 18, no. 3

5--24

EN

This research reports an error analysis of close-range measurements from a Stonex X300 laser scanner in order to address range uncertainty behavior based on indoor experiments under fixed environmental conditions. The analysis includes procedures for estimating the precision and accuracy of the observational errors estimated from the Stonex X300 observations and conducted at intervals of 5 m within a range of 5 to 30 m. The laser 3D point cloud data of the individual scans is analyzed following a roughness analysis prior to the implementation of a Levenberg–Marquardt iterative closest points (LM-ICP) registration. This leads to identifying the level of roughness that was encountered due to the range-finder’s limitations in close-ranging as well as measurements that were obtained from extreme incident angle signals. The measurements were processed using a statistical outlier removal (SOR) filter to reduce the noise impact toward a smoother data set. The geometric differences and the RMSE values in the 3D coordinate directions were computed and analyzed, which showed the potential of the Stonex X300 measurements in close-ranging following a careful statistical analysis. It was found that the error differences in the vertical direction had a consistent behavior when the range increased, whereas the errors in the horizontal direction varied. However, it is more common to produce errors in the vertical direction as compared to the horizontal one.

2

Analysis of qualitative and quantitative assessment methods for shoreline extraction

Łącka Magorzata, Łubczonek Jacek

Zeszyty Naukowe Akademii Morskiej w Szczecinie

|

2022

|

nr 69 (141)

9--19

EN

The shoreline is an important geographical zone, and knowledge of its accurate location can be crucial for coastal management and mapping. The ever-increasing number of aerial and satellite sensors is leading to research related to the development of new methods for the automatic extraction of the shoreline. Currently, there is a lot of research in this area with different research methodologies. In this paper, an analysis of shoreline extraction methods was carried out. Based on the analysis undertaken, current research processes in this field can be verified. This enabled the further evaluation of the research methodologies studied, including the identification of basic assessment elements for shoreline extraction accuracy. Practical aspects of this work include the ability to establish the correct methods to assess the accuracy of extracted shorelines for both research and production processes related to data extracted from remotely sensed images.

3

The Impact of Photo Overlap, the Number of Control Points and the Method of Camera Calibration on the Accuracy of 3D Model Reconstruction

Róg Marta, Rzonca Antoni

Geomatics and Environmental Engineering

|

2021

|

Vol. 15, no. 2

67--87

EN

This research attempted to determine the optimal photo overlap, number of control points and method of camera calibration for a photogrammetric 3D model reconstruction of an object of cultural heritage value. Terrestrial images of the object were taken with a hand held digital camera and processed in the ContextCapture software using the Structure from Motion (SfM) algorithm. A total station was used to measure ground control points (GCPs) and check points. Here, the research workflow, methodology, and various analyses concerning different configurations of the aforementioned factors are described. An at tempt to assess the parameters which should be implemented in order to pro vide a high degree of accuracy of the model and reduce time consumption both during fieldwork and data processing was taken. The manuscript discusses the results of the analyses and compares them with other studies presented by different authors and indicates further potential directions of studies within this scope. Based on the authors’ experience with this research, some general conclusions and remarks concerning the planning of photo acquisition from the terrestrial level for the purpose of 3D model reconstruction were formulated.

4

Accuracy Assessment of a Variety of GPS Data Processing, Online Services and Software

Mohammed Israa H., Ataiwe Tariq N., Al Sharaa Hisham

Geomatics and Environmental Engineering

|

2021

|

Vol. 15, no. 4

5--19

EN

The processing of GPS observations in precise positioning is complex and requires professional surveyors since it must be carried out after each static measurement. In GPS network adjustment, the obtaining of the correct coordinates of the determined point is possible after determining the components of GPS vectors and aligning the networks of these vectors, while PPP requires the availability of precise products for the reference satellites orbits and clock. For that reason, surveyors can take advantage of free online GPS data processing. In this paper, the authors compare the results obtained from different sources of free online GPS data processing (AUSPOS, OPUS, CenterPoint RTX, APPS, MagicGNSS, CSRS-PPP, GAPS, and SCOUT) in terms of their accuracy, availability, and operation. This is then compared with free GPS processing software (gLAB and RTKLIB), and finally with commercial software (TBC Trimble Business Center). The results show that online processing services are more accurate than offline processing software, which indicates the strength of their algorithms and processes. The CSRS-PPP online service had the best results. The difference between the relative solution of AUSPOS and OPUS, and CSRS-PPP is insignificant.

5

Determining horizontal curvature of railway track axis in mobile satellite measurements

Koc Władysław, Wilk Andrzej, Specht Cezary, Karwowski Krzysztof, Skibicki Jacek, Czaplewski Krzysztof, Judek Sławomir, Chrostowski Piotr, Szmagliński Jacek, Dąbrowski Paweł, Specht Mariusz, Grulkowski Sławomir, Licow Roksana

Bulletin of the Polish Academy of Sciences. Technical Sciences

|

2021

|

Vol. 69, nr 6

art. no. e139204

EN

The article discusses the applicability of a novel method to determine horizontal curvature of the railway track axis based on results of mobile satellite measurements. The method is based on inclination angle changes of a moving chord in the Cartesian coordinate system. In the presented case, the variant referred to as the method of two virtual chords is applied. It consists in maneuvering with only one GNSS (Global Navigation Satellite System) receiver. The assumptions of the novel method are formulated, and an assessment of its application in the performed campaign of mobile satellite measurements is presented. The shape of the measured railway axis is shown in the national spatial reference system PL-2000, and the speed of the measuring trolley during measurement is calculated based on the recorded coordinates. It has been observed that over the test section, the curvature ordinates differ from the expected waveform, which can be caused by disturbances of the measuring trolley trajectory. However, this problem can easily be overcome by filtering the measured track axis ordinates to obtain the correct shape – this refers to all track segments: straight sections, circular arcs and transition curves. The virtual chord method can also constitute the basis for assessing the quality of the recorded satellite signal. The performed analysis has shown high accuracy of the measuring process.

6

Analysis of the accuracy of shoreline mapping in inland navigational charts (Inland ENC) using photogrammetric and sonar images

Łubczonek Jacek, Łącka Małgorzata, Zaniewicz Grzegorz

Zeszyty Naukowe Akademii Morskiej w Szczecinie

|

2019

|

nr 58 (130)

45--54

EN

Shoreline mapping is one of the key stages in navigational charting. In terms of navigation, the shoreline marks the boundary of a river, which is often equivalent to the navigable water area. In cartographic terms, it is an important topological element between different objects that are adjacent to it. Currently, topographic objects are often mapped using photogrammetric materials obtained from various altitudes – satellite, airborne or low, which is associated with the use of an airborne UAV. Depending on the type of materials, the shoreline can be obtained in vector form with differing situational accuracy and differing degree of detail. In addition to the standard methods of processing vector data, the research in this paper also included the use of sonar images, enabling the detection of the shoreline with the use of a surveying hydrographic unit. On the basis of the collected photogrammetric and sonar images of different spatial resolution, an analysis of the accuracy of shoreline mapping was performed in terms of the situational accuracy and the level of detail in its representation. The results of the research provided the basis for the determination of dedicated remote sensing materials enabling the development of maps for inland navigation.

7

Accuracy criteria for evaluation of Weigh-in-Motion systems

Burnos P., Gajda J., Sroka R.

Metrology and Measurement Systems

|

2018

|

Vol. 25, nr 4

743--754

EN

Measurement data obtained from Weigh-in-Motion systems support protection of road pavements from the adverse phenomenon of vehicle overloading. For this protection to be effective, WIM systems must be accurate and obtain a certificate of metrological legalization. Unfortunately there is no legal standard for accuracy assessment of Weigh-in-Motion (WIM) systems. Due to the international range of road transport, it is necessary to standardize methods and criteria applied for assessing such systems’ accuracy. In our paper we present two methods of determining accuracy of WIM systems. Both are based on the population of weighing errors determined experimentally during system testing. The first method is called a reliability characteristic and was developed by the authors. The second method is based on determining boundaries of the tolerance interval for weighing errors. Properties of both methods were assessed on the basis of simulation studies as well as experimental results obtained from a 16-sensor WIM system.

8

Assessment of Free-Form Surfaces’ Reconstruction Accuracy

Wójcik A., Niemczewska-Wójcik M., Sładek J.

Metrology and Measurement Systems

|

2017

|

Vol. 24, nr 2

303--312

EN

The paper presents the problem of assessing the accuracy of reconstructing free-form surfaces in the CMM/CAD/CAM/CNC systems. The system structure comprises a coordinate measuring machine (CMM) PMM 12106 equipped with a contact scanning probe, a 3-axis Arrow 500 Vertical Machining Center, QUINDOS software and Catia software. For the purpose of surface digitalization, a radius correction algorithm was developed. The surface reconstructing errors for the presented system were assessed and analysed with respect to offset points. The accuracy assessment exhibit error values in the reconstruction of a free-form surface in a range of ± 0.02 mm, which, as it is shown by the analysis, result from a systematic error.

9

Zastosowanie mobilnych pomiarów satelitarnych w projektowaniu i eksploatacji dróg szynowych

Koc W., Specht C.

Problemy Kolejnictwa

|

2015

|

Z. 166

63--85

PL

W artykule przedstawiono podsumowanie kilkuletnich badań nad zastosowaniem mobilnych pomiarów satelitarnych w projektowaniu i eksploatacji dróg szynowych. Mobilne pomiary satelitarne polegają na objeździe trasy pojazdem szynowym z doczepionymi wagonami-platformami lub wózkami dwuosiowymi, na których zainstalowano odbiorniki GNSS (ang. Global Navigation Satellite System). Opisano przyjętą metodykę badawczą oraz przebieg pomiarów przeprowadzonych w torze kolejowym i tramwajowym. Podjęto kwestię dokładności pomiarów satelitarnych. Wykazano, że aktualnie optymalnym rozwiązaniem – zapewniającym maksymalną dokładność wyznaczenia współrzędnych GNSS podczas badań inwentaryzacyjnych tras szynowych – jest wykorzystanie dwusystemowej satelitarnej sieci geodezyjnej GPS / GLONASS (odpowiednio ang. Global Positioning System i ros. GLObalnaja NAwigacionnaja SiStema). Jednocześnie wskazano, że wyznaczenie współrzędnych istniejącej trasy w państwowym układzie odniesień przestrzennych 2000 technikami GNSS prowadzi do konieczności weryfikacji dotychczasowej metodyki projektowania. W artykule przedstawiono założenia nowej metody projektowania układów geometrycznych toru, dostosowanej do techniki pomiarów satelitarnych, w której rozwiązanie problemu projektowego polega na wyznaczeniu uniwersalnych równań opisujących całość układu geometrycznego. Znajomość współrzędnych pozwala również na identyfikację kształtu geometrycznego istniejącego toru. Opisano moduły opracowanego programu komputerowego SATTRACK do wizualizacji, oceny i projektowania trasy kolejowej, obejmujące wizualizację przebiegu trasy kolejowej, ocenę odcinków prostych trasy, tworzenie poligonu kierunków głównych, ocenę odcinków trasy położonych w łuku oraz określanie kształtu osi eksploatowanego toru kolejowego. Scharakteryzowano również problem oceny efektów regulacji osi toru.

EN

The article presents a summary of several years research of mobile satellite measurements in designing and exploitation of railway lines. Mobile satellite measurements consist of crossing railway and tram routes with a power car and outboard cars or two-axle boogies, on the top of them GNSS (Global Navigation Satellite System) receivers are installed. The adopted research methodology and the measurements carried out in the rail and tram track are described. The accuracy of satellite measurements is also the issue of the analysis. It was proven that the optimal solution with maximum accuracy of determining the coordinates GNSS during the inventory of railway routes is currently the use of the Global Positioning System (in Russian: GLObalnajaNAwigacionnajaSiStema). Simultaneously, it is noted that the determination of the existing routes coordinates in the national reference system 2000 with the use of GNSS techniques leads to the need of verifying the existing designing methodology. The paper presents an assumptions of a new method of railway geometrical layout designing adapted to the techniques of satellite measurements. To resolve the designing issue, the universal system of equations describing the entire geometrical layout is determined. Furthermore, the identification of the geometrical layout of the existing track is enabled by the knowledge of the coordinates. The modules of ongoing software SATTRACK are described. This computer program is made to visualize, assess and design the railway layout. Moreover, it includes visualization of railway route planning, the evaluation of track straight sections, creating a major a polygon directions, evaluation of curved sections and the determination of the exploited railway track axis shape. The assessment of the railway track axis regulation effects are also a subject of the paper.

10

Methods for Estimating Relative Accuracy of ALS Data

Gaj S.

Geomatics and Environmental Engineering

|

2015

|

Vol. 9, no. 1

39--50

PL

Wobec ciągłego rozwoju lotniczego skaningu laserowego ALS (ang. Airborne Laser Scanning) koniczne stało się opracowanie efektywnej metody kontroli jakości danych pozyskanych w ten sposób. Autor zaprezentował trzy główne spotykane w literaturze podejścia do oszacowania względnej dokładności danych ALS: metodę porównania modeli DEM (ang. Digital Terrain Model), metodę porównania punktów i powierzchni TIN (ang. Triangulated Irregular Network) oraz metodę porównania elementów liniowych. Każda z metod bazuje na wyborze różnego typu obiektów kontrolnych, rozmieszczonych w pasach pokrycia między sąsiadującymi szeregami ALS. Dodatkowo przedstawione zostanie nowe podejście, opierające się na porównaniu kalenic i siatek wysokościowych, opracowane w Polsce w celu oceny wzglę dnej dokładności danych LiDAR (ang. Light Detection and Ranging) w ramach projektu ISOK (informatyczny system osłony kraju przed nadzwyczajnymi zagrożeniami).

EN

In view of the continuous development of ALS (Airborne Laser Scanning), it has become necessary to develop an effective method of controlling the quality of data obtained with the use of this technology. The author presents three main approaches used in literature for assessing the relative accuracy of the ALS data: the method of comparing DEM models (Digital Terrain Model), the method of comparing points and TIN surfaces (Triangulated Irregular Network) and the method of comparing linear elements. Each of these methods is based on a selection of various types of control objects located in overlapping areas between strips of ALS. In addition, a new approach is presented, based on a comparison of roof ridge lines and elevation grids, developed in Poland in order to assess the relative accuracy of the LiDAR data (Light Detection and Ranging) within the ISOK project (IT System of the Country’s Protection against extreme hazards).

11

Badanie dokładności opracowania sytuacyjnego wielkoskalowych map cyfrowych

Doskocz A.

Czasopismo Inżynierii Lądowej, Środowiska i Architektury / Journal of Civil Engineering, Environment and Architecture

|

2015

|

z. 62, nr 3/II

83--104

PL

W związku z tym, że współczesne bazy danych map wielkoskalowych gromadzą dane pozyskane różnymi technologiami ocena dokładności tych baz nastręcza pewnych trudności. W pracy przedstawiono zagadnienie oceny dokładności opracowania sytuacyjnego wielkoskalowych map cyfrowych. Na wstępnie odniesiono się do klasycznie stosowanych ocen, a następnie omówiono odporną metodę oceny dokładności map. Zaproponowana metoda opiera się na przeskalowanym odchyleniu medianowym, które jest niewrażliwe na wpływ błędów o wielkościach odstających i grubych. Powyższy fakt oraz możliwości sformułowania procedur automatyzacji oceny dokładności opracowania sytuacyjnego map wielkoskalowych pozwala uważać odporną metodę za właściwe rozwiązanie problemu oceny dokładności map. W przeprowadzonych wcześniej badaniach stwierdzono brak zgodności rozkładu błędów położenia punktów z rozkładem normalnym i innymi teoretycznymi rozkładami. Natomiast po zastosowaniu metody najmniejszych odchyleń absolutnych uzyskano stabilną ocenę środka zgrupowania analizowanych zbiorów błędów położenia punktów kontrolnych. W niniejszej pracy wyznaczono medianę, poprzez którą oszacowano wielkości błędu położenia (mP) punktów kontrolnych dla poszczególnych fragmentów mapy i dla całości ocenionej bazy danych. Oszacowano odporny mP z uwzględnieniem wszystkich punktów kontrolnych wyznaczonych na badanym obiekcie (wraz z punktami wykazującymi odstające odchyłki położenia i błędy grube). Stwierdzono, że wielkość mP dla ocenionych map wynosi: w przypadku mapy wykonanej z pomiarów tachimetrem elektronicznym 0.051±0.004 m, w zakresie mapy opracowanej z operatów wcześniejszych pomiarów terenowych 0.135±0.007 m, odnośnie zbioru danych sytuacyjnych pozyskanych poprzez manualną wektoryzację rastrowego obrazu ortofotomapy 0.231±0.015 m, natomiast w przypadku mapy opracowanej z danych pozyskanych z wektoryzacji zeskanowanych map analogowych 0.303±0.012 m, a po przetransformowaniu tychże danych wektorowych do układu PL-2000 wielkość błędu położenia punktu zmalała i wyniosła 0.195±0.045 m.

EN

In view of the fact that in the large-scale map databases in Poland coexist data collected from various technologies in assessment of the accuracy of these databases are some difficulties. The paper presents the issue of assessing the planimetric accuracy of large-scale digital maps. At the beginning was referenced to the classical assess and then discussed the robust method of assessing the accuracy of the maps. The proposed method is based on the rescaled median deviation that is insensitive (robust) to outliers size of errors and gross errors. For this reason, and with the possibility of formulating of automation procedures to assess the planimetric accuracy of large-scale maps, the robust method can be considered as appropriate solution to issue of assess-ing accuracy of maps. Previously performed studies have found the lack of conformity distribution of position errors of points with a normal distribution and with other theoretical distributions. However, after applying the method of least absolute deviation ensures stable assessment of center of the samples analyzed sets of position errors of control points. In this work was stated the median, by which was estimated position error (mP) of control points for individual fragments of map and for total checked database. Was estimated robust mP taking into account all the control points set on the check object (including points with outliers size of errors and with gross errors). Was stated, that mP for assessed maps have a following size: in case map produced from measurements with an electronic tachymeter 0.051±0.004 m, for map created from previous direct measurements 0.135±0.007 m, for planimetric data produced by manual vectorization in a raster image of an orthophotomap 0.231±0.015 m, therefore in case map created with use the vectoriza-tion technology preceded by scanning of analogue maps 0.303±0.012 m and for map developed based on planimetric data whose position was obtained by transforming coordinates to the PL-2000 frame size of error mP was fell to 0.195±0.045 m.

12

Pomiary powierzchni swobodnych

Poniatowska M.

Stal, Metale & Nowe Technologie

|

2014

|

nr 7-8

28--30

PL

Nowoczesne, wspomagane komputerowo techniki projektowania, wytwarzania i pomiaru umożliwiają produkcję przedmiotów o złożonych przestrzennych kształtach. We wszystkich etapach powstawania produktów najistotniejsza jest ich finalna jakość, w tym dokładność geometryczna. W artykule przedstawiono zagadnienia związane z pomiarami i oceną dokładności przedmiotów zawierających powierzchnie swobodne.

EN

Modern computer-aided techniques of designing, manufacturing and measurement allow for the production of objects with complex spatial shapes. At all stages of products development the most important is their final quality, including geometrical accuracy. The article presents issues related tothe measurement and accuracy assessment of the objects containing free-form surfaces.

13

Accuracy assessment of geometrical elements for setting-out in horizontal plane of conveying chambers at the bauxite mine "Kosturi" Srebrenica

Milutinovic A., Ganic A., Tokalic R.

Archives of Mining Sciences

|

2014

|

Vol. 59, no. 1

93--106

EN

Setting-out of objects on the exploitation field of the mine, both in surface mining and in the underground mines, is determined by the specified setting-out accuracy of reference points, which are best to define spatial position of the object projected. For the purpose of achieving of the specified accuracy, it is necessary to perform a priori accuracy assessment of parameters, which are to be used when performing setting-out. Based on the a priori accuracy assessment, verification of the quality of geometrical setting- -out elements specified in the layout; definition of the accuracy for setting-out of geometrical elements; selection of setting-out method; selection at the type and class of instruments and tools that need to be applied in order to achieve predefined accuracy. The paper displays the accuracy assessment of geometrical elements for setting-out of the main haul gallery, haul downcast and helical conveying downcasts in shape of an inclined helix in horizontal plane, using the example of the underground bauxite mine »Kosturi«, Srebrenica.

PL

Wytyczanie obiektów na polu wydobywczym w kopalniach, zarówno podziemnych jak i odkrywkowych, zależy w dużej mierze od określonej dokładności wytyczania punktów referencyjnych, przy pomocy których określane jest następnie położenie przestrzenne pozostałych obiektów. W celu uzyskania założonej dokładności, należy przeprowadzić wstępną analizę dokładności oszacowania parametrów które następnie wykorzystane będą w procesie wytyczania. W oparciu o wyniki wstępnej analizy dokładności dokonuje się weryfikacji jakości geometrycznego wytyczenia elementów zaznaczonych na szkicu, uwzględniając te wyniki dobrać należy odpowiednią metodę wytyczania i rodzaj oraz klasę wykorzystywanych narzędzi i instrumentów, tak by osiągnąć założony poziom dokładności. W pracy przedstawiono oszacowanie dokładności wytyczania elementów geometrycznych dla głównego chodnika transportowego, chodnika upadowego oraz szybów wlotowych, naniesionych na płaszczyznę poziomą, dla podziemnej kopalni boksytu „Kosturi" w Srebrenicy.

14

Badanie dokładności pozycjonowania narzędzi w systemach komputerowego wspomagania chirurgii

Goral A.

Pomiary Automatyka Kontrola

|

2013

|

R. 59, nr 3

227--230

PL

Jednym z elementów systemu komputerowego wspomagania chirurgii jest lokalizator, którego zadaniem jest śledzenie położenia narzędzi i operowanych struktur. W badaniach opisanych w pracy po raz pierwszy porównano dwie metody oceny dokładności pozycjonowania końcówki narzędzia, z których pierwsza wykorzystuje obiekt o wzorcowej geometrii a druga maszynę współrzędnościową. Błędy wyznaczone z wykorzystaniem obiektu wzorcowego charakteryzują się znacznie mniejszymi odchyleniami w stosunku do wartości teoretycznych (do 27,8%) od tych uzyskanych na za pomocą maszyny współrzędnościowej (powyżej 36,3%).

EN

The aim of this work is to compare two methods for determining the tool tip positioning error in computer-assisted surgery systems which use optically tracked tools. The concept of the first method is to acquire tool tip coordinates indicated by a localizer at 17 sockets of a reference plate (see Fig. 2). The idea of the second one is to measure coordinates of a tool tip while the tool is placed successively into 64 predefined positions by a coordinate measuring machine (CMM). In both methods there is compared the set of the acquired coordinates with the set of the reference coordinates. Since these two sets are expressed in different coordinate systems, there is used the best-fit algorithm to enable direct comparison and further error evaluation. The results obtained by the two methods for two different tool designs (see Fig. 1) were compared with theoretical values of the tip positioning error, calculated based on the arrangement of fiducials and the fiducial localization error (FLE). Using equation (2) there was computed the spatial distribution of the target registration error (TRE, see Fig. 3) and the theoretical tool tip positioning error, as a TRE value at the tip position. The errors determined by the reference plate method are generally closer to theoretical values than the equivalent error values computed in the CMM method (see Tab. 1). However, the plate method turns out to be less repeatable than the CMM method, possibly due to manual tool handling. The CMM method also yields nearly constant deviations from theoretical errors, which makes it possible to propose simple linear correction of the results.

15

Ocena dokładności modelu 3D zbudowanego na podstawie danych skaningu laserowego - przykład Zamku Piastów Śląskich w Brzegu

Borkowski A., Józków G.

Archiwum Fotogrametrii, Kartografii i Teledetekcji

|

2012

|

Vol. 23

37--47

PL

Coraz większa dostępność technik skanowania laserowego z jednej strony i wzrost gęstości skanowania lotniczego skaningu laserowego z drugiej strony, przyczyniają się do wzrostu zainteresowania modelami 3D zabudowy, tworzonymi w oparciu o dane skaningu laserowego. Modele 3D zabudowy tworzone są coraz częściej na potrzeby zarządzania, administracji, analiz przestrzennych czy promocji miasta lub regionu. W ramach niniejszej pracy przeprowadzono analizę dokładności modelowania Zamku Piastów Śląskich w Brzegu. Model zamku zbudowano na zlecenie Urzędu Marszałkowskiego Województwa Opolskiego, na podstawie danych z lotniczego I naziemnego skaningu laserowego. Dane pozyskano odpowiednio: skanerem ScanStation 2 z rozdzielczością 2 cm na obiekcie i z wykorzystaniem systemu LiteMapper 6800i firmy Riegl z rozdzielczością 12 punktów na metr kwadratowy. Modelowanie wykonano na poziomie szczegółowości LoD3 (Level-of-Detail), to znaczy z uwzględnieniem detali, zarówno na dachach jak i ścianach budynków. Jako tekstury nałożono zdjęcia cyfrowe metodą transformacji rzutowej. Do modelowania wykorzystano program Cyclone 7.1 oraz opracowane w Instytucie Geodezji i Geoinformatyki programy do nakładania tekstur i konwersji danych. Ocenę dokładności modelowania przeprowadzono na podstawie niezależnych pomiarów terenowych wybranych elementów (punktów charakterystycznych) modelowanego obiektu. Pomiar wykonano z punktów niezależnej osnowy założonej techniką RTK, z wykorzystaniem dalmierza bezlustrowego. Obliczone współrzędne punktów potraktowano jako bezbłędne i porównano z odpowiednimi punktami modelu. W wyniku porównania otrzymano następujące średnie wartości odchyleń poszczególnych elementów modelu: 0.14 m dla elementów wektorowych, 0.13 m dla elementów tekstur. Uzyskane wartości świadczą o tym, że pod względem dokładności utworzone modele spełniają założenia dokładnościowe poziomu LoD4.

EN

Both the increasing availability of laser scanning techniques and the density augmentation of airborne laser scanning data contribute to the growing interest in building 3D models that are created on the basis of laser scanning data. More often 3D building models are being created for the management, administration, spatial analysis and promotion of the city or region. In this paper the modeling accuracy of the Silesian Piast Dynasty Castle in the Brzeg city was performed. The model of the castle based on airborne and terrestrial laser scanning data was built at the Opole Voivodeship Marshal's Office request. This data were obtained respectively by ScanStation 2 scanner with a resolution of 2 cm on the object and by Riegl LiteMapper 6800i system with resolution of 12 points per square meter. Modeling was performed at the level of detail LoD3. It means that details, both on roofs and walls of buildings were included. Textures were created on the basis of digital photos and converted with use of projective transformation. For modeling the Cyclone 7.1 software and developed in the Institute of Geodesy and Geoinformatics software for texturing and data conversion were used. Accuracy assessment was performed on the basis of independent field measurements of modeled object’s selected elements (characteristic points). Measurements were made with use of the reflectorless tachymeter basing on the independent geodetic warp established by RTK technique. The calculated coordinates of these points treated as error-free were compared with the corresponding points of the model. As a result of comparison the following mean values of deviations were obtained: 0.14 m for the vector components, 0.13 m for the texture components. The obtained values show that created models in terms of accuracy satisfy the assumptions of LoD4.

16

A new method for determining and evaluating the accuracy of the cutting tool wear curve independent of the cutting parameters in profile turning processes with point-tip tools

Zawora J.

Advances in Manufacturing Science and Technology

|

2012

|

Vol. 36, nr 2

15-29

EN

The major goal of this work is to present a new method for determining the relationship of the cutting tool wear VBB = f(t/T) independent of the cutting parameters and to perform local statistical evaluation of its accuracy. It is connected with contour turning processes employing form tools, in varying machining conditions. The method is valid for a particular machine tool-clamping device-part-tool system, and accepted range of machining parameters: cutting speed, feed rate, depth of cut taken as perpendicular to the axis, angle of the contour. Processes of contour turning with point-tip tool may be implemented on CNC lathes, auto-lathes and tracer lathes with hydraulic control. The wear function which would be independent of the cutting parameters is founded on the sets of experimental results using the technique of experimental design. Box Wilson 5-level experimental design of second order, orthogonal, rotatable, compositional, for four-dimensional factor space was employed. Analytical description of the function was adopted, as a certain degree polynomial satisfying a condition of passing through the point at the coordinate system origin. Tool wear characteristics was determined by two methods: averaging of polynomials representing individual experiments and the approximation of all the tests together. The following requirements were taken into account: positive value of the function derivative and the lowest possible curve undulations. The averaging the coefficients of polynomials was selected as the best method. The local assessment of tool point wear curve accuracy has been performed by analyzing the course of the confidence level local values in the measurement points determined using dimensionless, coordinate t/T. The possible applications of tool wear curve were mentioned, VBB - tool edge wear level, the wear land on the flank in the B zone.

PL

W pracy zaprezentowano nową metodę wyznaczania krzywej zużycia ostrza VBC = f(t/T) niezależnej od parametrów skrawania i statystyczną lokalną ocenę jej dokładności. Dotyczy procesów toczenia kształtowego narzędziami punktowymi w zmiennych warunkach obróbki. Metoda jest prawidłową dla określonego układu OUPN i przyjętego zakresu wartości parametrów obróbki: prędkości skrawania, posuwu wypadkowego, głębokości skrawania oraz kąta zarysu. Procesy toczenia kształtowego narzędziami punktowymi są realizowane na tokarkach i automatach tokarskich CNC oraz tokarkach kopiarkach ze sterowaniem hydraulicznym. Podstawą do wyznaczenia krzywej zużycia niezależnej od parametrów skrawania są zbiory wyników badań doświadczalnych z zastosowaniem techniki planowania eksperymentów. Wprowadzono pięciopoziomowy plan doświadczeń Boxa Wilsona drugiego rzędu, ortogonalny, rotatabilny, kompozycyjny dla czterowymiarowej przestrzeni czynnikowej. Przyjęto analityczny opis krzywej w postaci wielomianu określonego stopnia z zadanym warunkiem przejścia krzywej przez punkt początku układu współrzędnych. Charakterystykę zużycia ostrza wyznaczono dwoma metodami: uśredniania wielomianów poszczególnych doświadczeń oraz aproksymacji wszystkich doświadczeń łącznie. Uwzględniono warunki: dodatniej wartości pochodnej i możliwie najmniejszego pofalowania. Jako najlepszą wybrano metodę uśredniania współczynników wielomianów. Dokonano lokalnej oceny dokładności krzywej zużycia ostrza za pomocą przebiegu lokalnych wartości poziomu ufności w punktach pomiarowych bezwymiarowej współrzędnej t/T. Wskazano na zastosowanie krzywej zużycia, VBB - współczynnik zużycia ostrza - wysokość starcia na powierzchni przyłożenia w strefie B.

17

Metodyka oceny dokładności i scalania wieloźródłowych numerycznych modeli teren

Kurczyński Z.

Archiwum Fotogrametrii, Kartografii i Teledetekcji

|

2008

|

Vol. 18a

343--353

PL

Kraj pokryty jest danymi wysokościowymi w kilku standardach. Pojawiają się nowe produkty, o lepszych parametrach. Użytkownik coraz częściej staje wobec problemu oceny dokładności wieloźródłowych produktów i ich scalenia na interesującym obszarze. W pracy podaje się charakterystykę głównych typów NMT występujących na obszarze kraju. W dalszej kolejności dyskutowana jest metodyka oceny dokładności wysokościowej NMT. W zagadnieniu łączenia dwóch modeli podjęto problem „płynnego” przejścia wysokości na granicy łączenia. W części eksperymentalnej poddano ocenie dokładności cztery różne NMT występujące na tym samym obszarze. Produkty były oceniane na profilach kontrolnych oraz powierzchniowo, poprzez generowanie różnicowych modeli. Wykorzystano zaproponowane wcześniej wskaźniki oceny dokładności. Eksperyment pokazał, że jakość NMT LPIS i DTED-2 jest lepsza niż to się powszechnie przyjmuje. Dane SRTM są obarczone znacznym, ale stałym błędem. Po usunięciu składnika systematycznego, dla terenów odkrytych, można uzyskać dokładność na poziomie 1 m, co jest zaskakująco dobrym wynikiem. W pracach eksperymentalnych wykazano wysoką użyteczność oprogramowania SCOP++ do generowania, oceny dokładności i łączenia różnych NMT.

EN

W pracach eksperymentalnych wykazano wysoką użyteczność oprogramowania SCOP++ do generowania, oceny dokładności i łączenia różnych NMT. The surface of Poland is visualized by height data collected and presented according to several standards. DTMs that are available for various areas are constantly improved by application of new products which feature better parameters. Consequently, a “mosaic” of various data emerges; it is expected that the differentiation will increase with time. As a result, the user is increasingly frequently faced with a problem of assessing the accuracy of multisource products and their merging for an area of interest. The paper provides a characteristics of the major DTM types applied to the same areas in Poland. The methodology of the DTM accuracy assessment is discussed in detail. Random and systematic errors are distinguished and the consistently absolute and relative accuracies are assessed. The paper points out to the lack of homogenous, standardized DTM quality indices. Often, the grid size is assumed to be such an index, which may lead to confusion and misunderstanding. Relationships between the grid size, height accuracy, and the form of the terrain are presented and technological relations between those parameters are described. In the context of merging two different DTMs, the problem of a “smooth” passage of the height at the boundary between them is discussed. The experimental part of the paper deals with the accuracy of four different DTMs covering the same area: a DTM obtained within the Flood Recovery Project, a DTM arrived at within the LPIS project (DTM LPIS), a DTM in the DTED-2 format, and a DTM resulting from the SRTM mission. The products (DTMs) were evaluated – by generation of differential models - with respect to terrain profiles and the area covered. The DTM quality indices, proposed earlier, were used. The experiment showed the quality of DTM LPIS and DTED-2 to be better than usually assumed. The SRTM data are burdened with a considerable, but constant, error of 3.3 m. The afforest areas showed a consistent effect of tree height. Those data belong to the digital surface model (DSM) rather than to the DTM category. After removal of the systematic component, the accuracy on the order of 1 m, a surprisingly good result, is obtained. The experimental part showed a high utility of the SCOP++ software in the generation, accuracy assessment, and merging of various DTMs.

18

Ocena wiarygodności fotointerpretacji powierzchni nieprzepuszczalnych na wysokorozdzielczych obrazach satelitarnych

Drzewiecki W., Wróbel A.

Archiwum Fotogrametrii, Kartografii i Teledetekcji

|

2007

|

Vol. 17a

171--178

PL

W artykule przedstawiono ocenę dokładności oszacowania wskaźnika nieprzepuszczalności (imperviousness factor) na drodze fotointerpretacji wysokorozdzielczych obrazów satelitarnych. Przez wskaźnik nieprzepuszczalności dla danego obszaru rozumiemy stosunek pola powierzchni terenu pokrytego powierzchniami o charakterze nieprzepuszczalnym (na których woda pochodząca z opadu atmosferycznego nie będzie podlegać wsiąkaniu w głąb gruntu, np. dachy budynków, drogi asfaltowe, wybetonowane podjazdy przydomowe, parkingi, itp.) do całości pola powierzchni tego obszaru. Oszacowanie wskaźnika przeprowadzono w granicach kwadratów o boku 30 m, symulujących piksele obrazu satelitarnego Landsat TM. Fotointerpretacja powierzchni nieprzepuszczalnych wykonana została na obrazach z satelity Ikonos o rozdzielczości 1 m. Porównano rezultaty uzyskane z wykorzystaniem obrazu panchromatycznego i obrazu kolorowego o podwyższonej rozdzielczości (pan-sharpened). Eksperyment przeprowadzono w ramach ćwiczeń terenowych dla studentów geodezji i kartografii. Testowane wysokorozdzielcze obrazy satelitarne pozwoliły na oszacowanie współczynnika nieprzepuszczalności dla symulowanych pikseli Landsata z błędem średnim wynoszącym 7.7% i 6.8% - odpowiednio dla obrazu panchromatycznego i kolorowego. Wyższa przydatność obrazów kolorowych uwidoczniła sie zwłaszcza w odniesieniu do terenów, na których przeważały powierzchnie o charakterze nieprzepuszczalnym.

EN

The paper presents the accuracy assessment of non-permeability factor determined by high-resolution satellite image interpretation. The non-permeability factor can be defined as the percentage of the total area considered, covered by impermeable surfaces (any materials that are resistant to water, such as rooftops, streets, driveways, parking lots, etc.). The assessment of the nonpermeability factor was performed for 30x30 m squares to simulate Landsat TM pixels, by interpretation of Ikonos images with spatial resolution of 1 m. The results obtained from panchromatic and natural colour pan-sharpened images were compared. The experiment was performed during field exercises for surveying and cartography students. The non-permeability factor of overall accuracy of 7.7% and 6.8% was estimated, for panchromatic and pan-sharpened images respectively. Natural colour pan-sharpened images proved to be more appropriate especially for the areas with higher percentage of impermeable surfaces.

19

Wpływ liczby fotopunktów i dokładności numerycznego modelu wysokościowego na dokładność wysokorozdzielczej ortofotomapy satelitarnej

Drzewiecki W., Głowienka E., Hejmanowska B., Dżugaj M., Trybuś T.

Archiwum Fotogrametrii, Kartografii i Teledetekcji

|

2006

|

Vol. 16

167--176

PL

Prezentowane prace wykonano w ramach projektu zainicjowanego przez Przedsiębiorstwo Geodezyjno-Informatyczne COMPASS S.A. w Krakowie i zrealizowanego wspólnie z Zakładem Fotogrametrii i Informatyki Teledetekcyjnej AGH. Celem przeprowadzonych badań było: porównanie rezultatów aerotriangulacji uzyskanych z zastosowaniem metody parametrycznej i metody opartej na wykorzystaniu dostarczanych wraz z obrazami współczynników RPC, ocena parametrów dokładnościowych produktu końcowego – ortofotomapy, ocena wpływu liczby punktów dostosowania na rezultaty uzyskiwane z wykorzystaniem obu metod, porównanie działania oprogramowania firm Intergraph (ISDM) i PCI Geomatics (Geomatica) dla metody RPC, ocena możliwości wykorzystania w procesie ortorektyfikacji wysokorozdzielczych zobrazowań satelitarnych modelu wysokościowego DTED Level 2. Wykorzystano posiadające obszar wspólnego pokrycia sceny satelity Ikonos obejmujące część miasta Krakowa i przyległe tereny o charakterze podmiejskim i wiejskim. Dla metody parametrycznej przetestowano warianty z wykorzystaniem dla każdej ze scen dziewięciu, dziesięciu i jedenastu punktów dostosowania. Dla metody RPC - dwóch, czterech lub dziewięciu fotopunktów dla każdej ze scen. Uzyskany błąd średni położenia punktu na ortofotomapie nie przekraczał 1.5 m. Lepsze rezultaty uzyskiwano rozmieszczając punkty dostosowania w całym zakresie profilu wysokościowego zobrazowanego terenu. Zbliżone wyniki otrzymano stosując obydwie metody i oba testowane programy. Zastosowanie modelu DTED nie powodowało pogorszenia parametrów dokładnościowych wynikowej ortofotomapy w porównaniu z ortofotomapą uzyskaną z wykorzystaniem modelu fotogrametrycznego.

EN

This paper presents the results of the research conducted by the Geodesy-Computer Science Joint-Stock Company COMPASS and the AGH University of Science and Technology Department of Photogrammetry and Remote Sensing Information. Several goals were intended to be achieved: comparison of the adjustment results obtained by implementation of orbital model and RPC coefficients, an accuracy evaluation of the generated orthoimages, assessment of the used Ground Control Points (GCPs) number influence on geometric quality of orthophotomaps, comparison of Intergraph and PCI Geomatics software for high-resolution satellite orthophotomap generation with RPC coefficients, evaluation of DTED Level 2 Digital Terrain Model applicability to high-resolution satellite orthophotomap generation. Two overlapping panchromatic Ikonos images of Cracow and its suburban areas and villages in the neighbourhood were orthorectified. Mainly GPS measured GCPs were used with some additional points and all Control Points were measured on an 1:5 000 scale aerial orthophotomap. Elevation data were obtained with precise a Digital Terrain Model generated from aerial photos on a scale of 1:13 000. In the case of the orbital model, the results achieved with 9, 10 and 11 GCPs used for each scene were compared. For RPC case 2, 4 and 9 points for each image were used. In both cases, tests were conducted for separate scenes and with tie points measurements. An accuracy assessment of the generated orthoimages was done based on 22 control points (11 for each scene) not used for geometric correction. The orthoimages generated with both tested methods had comparable geometric accuracy, with an rms XZ error below 1.5 meters, but in the case of the RPC method a lower number of GCPs was needed. In both cases, better results were achieved if the GCPs used had been chosen within the full elevation range of the scenes. Increasing the GCPs number did not increase orthoimage accuracy. The results obtained using the tested software did not significantly differ. DTED Level 2 application instead of precise DTM did not cause a decrease in the geometric accuracy of the generated orthoimages.