Wyniki wyszukiwania - BazTech

1

Wykorzystanie techniki naziemnego skanowania laserowego w celu pozyskiwania danych geoprzestrzennych i epigraficznych w dokumentacji cmentarzy żydowskich i zabytkowych obiektów militarnych

Zaczek-Peplinska Janina, Kowalska Maria Elżbieta

Przegląd Geodezyjny

|

2024

|

R. 96, nr 2

7--9

PL

Dokumentacja geoprzestrzenna wykonywana na podstawie wyników pomiarów geodezyjnych obejmuje przygotowanie numerycznych map sytuacyjno-wysokościowych w jednolitym układzie odniesień przestrzennych. Oprócz klasycznej treści na mapę zostają wkreślone lokalizacje poszczególnych obiektów i ich specyficznych zgrupowań, budynków, także w obrębie cmentarza oraz trwałych ogrodzeń. Integralną częścią mapy jest model ukształtowania terenu. Wykonanie mapy numerycznej terenu objętego ochroną jak i obszaru wokół pozwala na analizę przekształceń powierzchni i poszukiwania historycznych granic i pierwotnych lokalizacji elementów zagospodarowania. Inwentaryzacja terenu i obiektów zabytkowych może być wykonana m.in. techniką naziemnego skanowania laserowego 3D. W wyniku skanowania powstaje tzw. chmura punktów przedstawiająca geometrię obiektu. Każdy punkt chmury oprócz danych geometrycznych w postaci współrzędnych przestrzennych zawiera także dodatkową informację spektralną, której analizy pozwalają na określenie stanu technicznego powierzchni, jej zawilgoceń, zabrudzeń oraz pokrycia roślinnością. Na podstawie pozyskanych danych można wykonać szereg analiz geometrycznych oraz pozyskać szczegółowe dane dokumentacyjne, np. wysokości, szerokości, głębokości, nachylenia obiektów, kształtu i charakterystyki powierzchni w tym odwzorowanie zdobnictwa i inskrypcji. Naziemny skaning laserowy jest obecnie szeroko stosowany przez środowiska architektoniczne i archeologiczne. Technologia ta ma ogromny potencjał w dokumentacji zabytków, gdzie tak gęsty zestaw danych może zapewnić wgląd w naturę zjawisk erozyjnych, reologicznych, a także rejestrować skalę i postęp zniszczeń dóbr kultury.

EN

Geospatial documentation performed on the basis of the results of geodetic measurements includes the preparation of numerical situational and height maps in a uniform spatial reference system. In addition to the classic content, the locations of individual objects and their specific groupings, buildings, also within the cemetery, and permanent fences are marked on the map. An integral part of the map is the terrain model. The preparation of a numerical map of the protected area and the area around it allows for the analysis of surface transformations and the search for historical borders and original locations of development elements. An inventory of the area and historic buildings can be made, e.g. 3D terrestrial laser scanning technique. As a result of scanning, the so-called a point cloud representing the object's geometry. Each point of the cloud, in addition to geometric data in the form of spatial coordinates, also contains additional spectral information, the analysis of which allows to determine the technical condition of the surface, its moisture, dirt and vegetation cover. On the basis of the obtained data, a series of geometric analyzes can be performed and detailed documentation data can be obtained, e.g. height, width, depth, inclination of objects, shape and surface characteristics, including representation of ornamentation and inscriptions. Terrestrial laser scanning is now widely used by the architectural and archaeological communities. This technology has great potential in the documentation of monuments, where such a dense set of data can provide insight into the nature of erosive and rheological phenomena, as well as record the scale and progress of damage to cultural heritage.

2

Determining the trend of geometrical changes of a hydrotechnical object based on data in the form of LiDAR point clouds

Kowalska Maria Elżbieta, Zaczek-Peplinska Janina, Piasta Łukasz

Archives of Civil Engineering

|

2024

|

Vol. 70, nr 1

305--323

EN

Monitoring the technical condition of hydrotechnical facilities is crucial for ensuring their safe usage. This process typically involves tracking environmental variables (e.g., concrete damming levels, temperatures, piezometer readings) as well as geometric and physical variables (deformation, cracking, filtration, pore pressure, etc.), whose long-term trends provide valuable information for facility managers. Research on the methods of analyzing geodetic monitoring data (manual and automatic) and sensor data is vital for assessing the technical condition and safety of facilities, particularly when utilizing new measurement technologies. Emerging technologies for obtaining data on the changes in the surface of objects employ laser scanning techniques (such as LiDAR, Light Detection, and Ranging) from various heights: terrestrial, unmanned aerial vehicles (UAVs, drones), and satellites using sensors that record geospatial and multispectral data. This article introduces an algorithm to determine geometric change trends using terrestrial laser scanning data for both concrete and earth surfaces. In the consecutive steps of the algorithm, normal vectors were utilized to analyze changes, calculate local surface deflection angles, and determine object alterations. These normal vectors were derived by fitting local planes to the point cloud using the least squares method. In most applications, surface strain and deformation analyses based on laser scanning point clouds primarily involve direct comparisons using the Cloud to Cloud (C2C) method, resulting in complex, difficult-to-interpret deformation maps. In contrast, preliminary trend analysis using local normal vectors allows for rapid threat detection. This approach significantly reduces calculations, with detailed point cloud interpretation commencing only after detecting a change on the object indicated by normal vectors in the form of an increasing deflection trend. Referred to as the cluster algorithm by the authors of this paper, this method can be applied to monitor both concrete and earth objects, with examples of analyses for different object types presented in the article.

PL

Monitorowanie stanu technicznego obiektów hydrotechnicznych stanowi kluczowe zadanie dla zapewnienia bezpieczeństwa ich użytkowania. Obejmuje ono zwykle zmienne środowiskowe (np. poziom piętrzenie i temperaturę betonu, wskazania piezometrów) oraz zmienne geometryczne i fizyczne (odkształcenie, pękanie, filtracja, ciśnienie porowe itp.). Wyniki monitoringu mogą być prezentowane w postaci wieloletnich trendów tych zmiennych w czasie, dzięki czemu stanowią ważną informację dla zarządców obiektów. Badania nad metodami analizy danych z monitoringu geodezyjnego (manualnego i automatycznego) oraz danych z czujników są ważne w kontekście oceny stanu technicznego i bezpieczeństwa obiektów, szczególnie w przypadku danych rejestrowanych z wykorzystaniem nowych technologii pomiarowych. Nowymi technologiami pozyskiwania danych o zmianach powierzchni obiektów są techniki wykorzystujące skanowanie laserowe (LiDAR) z różnych pułapów: naziemne, z pokładów powietrznych statków bezzałogowych (UAV, dronów), satelitarne wykorzystujące sensory rejestrujące dane geoprzestrzenne i wielospektralne. W artykule zaprezentowano algorytm pozwalający na wyznaczanie trendu zmian geometrycznych w oparciu o dane z naziemnego skaningu laserowego zarówno dla powierzchni obiektów betonowych jak i ziemnych. W pracach nad opracowaniem kolejnych kroków postępowania wykorzystano wektory normalne do analizy występowania zmian oraz obliczenia lokalnych kątów nachylenia powierzchni i zmian obiektu. Wektory normalne uzyskiwano poprzez wpasowanie lokalnych płaszczyzna metodą najmniejszych kwadratów w chmurę punktów. W większości zastosowań analizy odkształceń i deformacji powierzchni wykonywane w oparciu o chmury punktów ze skanowania laserowego sprowadzają się do bezpośredniego porównywania metodą Cloud to Cloud (C2C) i generowania trudnych do interpretacji, rozległych map deformacji. Wstępna analiza trendu zachowania obiektu w oparciu o lokalne wektory normalne pozwala na szybkie wykrywanie ewentualnego zagrożenia. Dzięki temu ogranicza si ę znacząco ilość obliczeń, a w przypadku gdy obiekt nie wykazuje zmian, szczegółowe interpretacje chmur punktów rozpoczyna się dopiero, po wykryciu zmiany na obiekcie wskazanej przez wektory normalne w postaci narastającego trendu wychylenia. Takie podejście może być stosowane zarówno do monitorowania obiektów betonowych jak i ziemnych, przykłady analizy dla różnych typów obiektów zaprezentowano w artykule.

3

Przestrzenna inwentaryzacja komór przepływowych hydrozespołów Elektrowni Wodnej Dębe wykonana techniką naziemnego skaningu laserowego

Pieniak Magdalena, Woźniak Marek, Pasik Mariusz, Łapiński Sławomir, Kowalska Maria, Jastrzębski Sławomir

Przegląd Geodezyjny

|

2023

|

R. 95, nr 6

28--33

PL

Celem niniejszego artykułu jest zaprezentowanie możliwości zastosowania naziemnego skaningu laserowego (ang. TLS terrestrial laser scanning) w inwentaryzacji przestrzennej komór przepływowych hydrozespołów, jak również przedstawienie możliwości jakie stwarza wykorzystanie przestrzennego modelu 3D w analizach wykorzystujących zagadnienie inżynierii odwrotnej. W celu pozyskania informacji przestrzennej obiektu hydrotechnicznego wykorzystano technikę naziemnego skaningu laserowego. Pomiar przeprowadzono z zastosowaniem skanera fazowego średniego zasięgu firmy Z+F Imager 5006h oraz tachimetru Leica TCRP1201+. Przedmiotem pomiaru był zespół czterech komór przepływowych zespołów hydrotechnicznych (hydrozespołów) w Elektrowni Wodnej Dębe, opróżnionych z wody na czas skanowania. Gęstość chmur punktów podczas skanowania w komorach wlotowych oraz rurach ssawnych odpowiadała pojedynczym milimetrom. Pomiar współrzędnych (X,Y,Z) punktów odniesienia (nawiązania), niezbędnych do wykonania ostatecznej przestrzennej orientacji skanów, zrealizowano tachimetrem TCRP 1201+ z błędem średnim nie gorszym niż ±2 mm dla każdej współrzędnej. Maksymalna wartość odchyłki dostosowania dla orientacji wzajemnej poszczególnych skanów dla bardzo trudnych warunków jakie występowały w komorze dolnej zwanej rurą ssawną wyniosła 9,4 mm z błędem średnim ±8,5 mm oraz 4,5 mm z błędem średnim ±3,4 mm w komorze górnej. Dla orientacji zewnętrznej, do wspólnego lokalnego układu współrzędnych, uzyskano odpowiednio maksymalną odchyłkę dostosowania równą 13,4 mm z błędem średnim ±11,3 mm (w komorze dolnej) oraz 4,9 mm z błędem średnim ±6,3 mm (w komorze górnej). Pomimo utrudnień związanych z trudnymi warunkami pomiaru (wilgotność 100% i spływająca po ścianach woda) potwierdzono, że dane z naziemnego skaningu laserowego mogą stanowić kompleksowe źródło wiarygodnych danych o geometrii obiektu. Pozyskany materiał stanowi bazowy materiał do wykonywania analiz merytorycznych przez specjalistów z zakresu budownictwa wodnego i mechaniki budowli. Dane te pozwalają dokonywać oceny stabilności i bezpieczeństwa obiektu oraz prowadzić prace modernizacyjne.

EN

This paper aims to present the possibility of using terrestrial laser scanning (TLS) of medium range in the spatial inventory of hydropower flow chambers of the Kaplan's turbine units and present the opportunities created by using a 3D spatial model in the analysis using the issue of reverse engineering. To obtain spatial information of the hydrotechnical object, terrestrial laser scanning technique was used. The measurement was carried out using a mid-range phase scanner Z+F Imager 5006h and a total station Leica TCRP1201+. The measurement object was a set of four flow chambers of the Kaplan turbine units (hydrosets) at Dębe Hydroelectric Power Plant, emptied of water for the time of scanning. The density of point clouds during scanning in inlet chambers and suction pipes was assumed about 1 mm. The measurement of (X,Y,Z) coordinates of reference points (reference), necessary for the final spatial orientation of the scans, was made with a TCRP 1201+ total station with an average error of not worse than ±2 mm for each coordinate. The maximum value of the adjustment deviation for the mutual orientation of the individual scans for the very difficult conditions in the lower chamber called the suction pipe was 9.4 mm with a standard deviation of ±8.5 mm and 4.5 mm with a standard deviation of ±3.4 mm in the upper chamber. For the external orientation, to a common local coordinate system, a maximum adjustment deviation of 13.4 mm with a standard deviation of ±11.3 mm (in the lower chamber) and 4.9 mm with a standard deviation of ±6.3 mm (in the upper chamber) was obtained respectively. Despite the difficulties associated with the difficult measurement conditions (100% humidity and water running down the walls), it was confirmed that TLS could provide a comprehensive source of reliable data on the object's geometry. The material obtained provides a basis for factual analysis by hydraulic engineering and structural mechanics specialists. This data allows to assess the object's stability and safety and carry out modernisation works.

4

Pomiary inwetaryzacyjne z wykorzystaniem Apple iPhone 13 Pro i zintegrowanej technologii LiDAR

Zaczek-Peplinska Janina, Kowalska Maria Elżbieta

Przegląd Geodezyjny

|

2023

|

R. 95, nr 2

14--17

PL

Pomiary inwentaryzacyjne (architektoniczne, do celów projektowych i powykonawcze) realizowane są za pomocą pomiarów kątowo-liniowych, dalmierzy laserowych, naziemnych skanerów laserowych (TLS) lub ręcznych skanerów laserowych. Wykorzystanie skaningu laserowego w pracach inwetaryzacyjnych umożliwiło uzyskanie quasi-ciągłego modelu obiektu oraz przyspieszenie pomiaru bezpośrednio na obiekcie. Wykorzystanie nowoczesnej technologii pomiarowej powoduje wzrost kosztów wykonywanych prac. Alternatywą stanowiącą kompromis cenowy i dokładnościowy są rozwiązania typowo fotogrametryczne, wykorzystujące zdjęcia cyfrowe do tworzenia modeli obiektów w postaci chmur punktów. Firma Apple Inc. wyprodukowała pierwszy telefon komórkowy z innowacyjnymi rozwiązaniami w postaci wbudowanego czujnika głębokości opartego na detekcji światła i zasięgu (LiDAR), z nowoczesnym oprogramowaniem do przetwarzania zdjęć. Zastosowane przez Apple Inc. rozwiązanie pozwala na uzyskanie kolorowej chmury punktów w skali 1:1. W artykule zaprezentowano podstawowe możliwości techniczne iPhone 13 Pro Lidar w kontekście typowych zadań z zakresu inwentaryzacji obiektów budowlanych.

EN

Inventory measurements (architectural, as-built) carried out using angular-line measurements, laser rangefinders, terrestrial laser scanners (TLS) or handheld laser scanners. The use of laser scanning in the inventory works allowed to obtain a quasi-continuous model and accelerate the measurement directly of the object. The use of modern measuring technology increases the costs of the works performed. An alternative that constitutes a compromise in terms of price and accuracy are typically photogrammetric solutions that use digital photos to create a model of the object in the form of a point cloud. Apple Inc. produced the first mobile phone with innovative solutions in the form of a built-in depth sensor based on light and range detection (LiDAR) and modern photo processing software. Applied by Apple Inc. the solution allows to obtain a colored point cloud in a 1:1 scale. The article presents the basic technical capabilities of the iPhone 13 Pro Lidar in the context of typical tasks in the field of building inventory.

5

SCAN-TO-BIM method and analysis of measurement accuracy on the example of a historic church

Leśniak Agnieszka, Skrzypczak Izabela, Kruszka Leopold, Jaskowska-Lemańska Justyna

Inżynieria Bezpieczeństwa Obiektów Antropogenicznych

|

2023

|

Nr 4

91--104

EN

Building information modeling (BIM) data for existing buildings based on scans and point clouds acquired from terrestrial laser scanning (TLS) is the basis of the Scan-to-BIM methodology and is becoming common practice. However, work on the accuracy of the resulting model is still desired. The article discusses the possibility of developing a BIM model of a historical building, based on data obtained by terrestrial laser scanning. The subject of the study was the church in Posada Rybotycka (Poland). The mapping reliability studies included PointCab and ReCap point cloud processing, 3D modeling of the object using Revit software, and analysis of the accuracy of distance measurements made by TLS with data obtained from measurements made with traditional methods: total station and laser rangefinder. Based on the conducted research, the possibility of using the BIM with TLS data in the process of reconstructing the geometry of a historic building was evaluated. The results of the study showed that the convergence of the 3D model geometry with the actual course of the structure depends on the development methodology, i.e. the accuracy of 3D data acquisition, the registration process, the filtering procedure, or the parametric structural modeling method used.

6

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.

7

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.

8

The impact of precipitation on state of the slopes surface and thermal activity of the mine waste dump - preliminary study

Różański Zenon, Wrona Paweł, Pach Grzegorz, Niewiadomski Adam, Suponik Tomasz, Frączek Robert, Balcarczyk Leszek

Journal of Sustainable Mining

|

2021

|

Vol. 20, iss. 1

2--12

EN

Precipitation, especially with a high intensity, affects the condition of mining waste dumps. The article presents the results of research aimed at determining the impact of rain on water erosion on the slopes of a coal waste dump and its thermal state. Preliminary tests of the condition of two slopes of the coal waste dump in Libiąż (Poland) undertaken in the frameworks of the TEXMIN project was carried out using modern geodesy techniques (low-ceiling photogrammetry and TLS terrestrial laser scanning). The current geometry of the slope surface was faithfully reproduced in the form of a cloud of points with known coordinates x, y, z. The thermal state within the analyzed slopes of the dump was also assessed. Based on thermography studies and measurements of temperature and gas concentrations inside the object, two zones of thermal activity were located on one of the examined slopes. The test results constitute the initial state against which the results of further tests will be compared. This will allow to determine the influence of precipitation on the amount of water erosion and the thermal state of the dump in a specific time period.

9

The use of terrestrial laser scanning in the preservation of valuable architectural objects

Piech Izabela, Klapa Przemysław, Szatan Piotr

Geomatics, Landmanagement and Landscape

|

2021

|

no. 3

53--64

EN

In the present day, we are witnessing the dynamic development of our country. We observe a growing number of new construction investments, which are designed to meet the needs of the market. Streets are being widened to cope with the growing number of vehicles, modern office buildings and skyscrapers are being built in the largest Polish cities, which at the same time have valuable architectural objects in their oldest districts. Such objects, due to their age, are susceptible to damage, and thus to the threat that their value will be lost. Such damage may occur in the course of construction works that destabilize the soil structure, which may lead to damage to the building’s foundations and, as a result, harm or destroy the most important structural elements of the monument. Another important factor is the operation of industrial plants that emit harmful substances, which have a negative impact on façades and other external elements, such as, for example, relief sculptures. It may be difficult and complicated to remove the effects of the risks described above if the documentation necessary to carry out protection or renovation works is incomplete or insufficiently detailed. A separate issue worth discussing are architectural objects made of perishable materials such as wood [Bernat et al. 2014]. There are many objects of wooden architecture in Poland, such as: Catholic and Orthodox churches, open-air museums, and other relics of bygone eras. Apart from the obvious threat of fire and its negative effects, one can also mention the negative impact of precipitation, whether in the form of rain causing the wood to soak and, as a result, to rot, or the risk of damaging the foundations during a flood. The listed threats have a direct and indirect impact on the structure of such historical buildings. Therefore, it is important to take care of their detailed survey, with the view to preserving and maintaining them. It is also worth mentioning a large number of castles located in our country. The condition of their structures is very diverse and ranges from newly restored buildings to those with only foundations left. In all cases, it is important to obtain accurate plans and models of these building objects. This will serve to preserve their dimensions and shapes. Such data can be used to develop documentation necessary to carry out reconstruction or renovation in order to return the building to its former glory, and thus obtain another object worth seeing.

PL

W obecnych czasach jesteśmy świadkami dynamicznego rozwoju naszego kraju. Obserwujemy, jak powstają coraz to nowe inwestycje budowlane mające na celu zaspokojenie potrzeb rynku. Przebudowywane są ulice by sprostać rosnącej ilości samochodów na drogach, powstają nowoczesne biurowce i drapacze chmur w największych miastach Polski, które to jednocześnie posiadają cenne obiekty architektury w swoich najstarszych dzielnicach. Obiekty takie z racji swojego wieku są podatne na uszkodzenia, a co za tym idzie na utratę ich walorów. Uszkodzenia takie mogą powstawać na drodze prowadzonych prac budowlanych destabilizujących strukturę gruntu, co może prowadzić do naruszenia fundamentów budowli i w efekcie spowodować uszkodzenia bądź zniszczenia najważniejszych elementów konstrukcyjnych zabytku. Istotnym czynnikiem jest też działalności zakładów przemysłowych emitujących szkodliwe substancje mające negatywny wpływ na elewacje i inne elementy zewnętrzne takie jak np. płaskorzeźby. Skutki opisanych wyżej zagrożeń są skomplikowane do usunięcia w przypadku, gdy dokumentacja niezbędna do przeprowadzenia prac zabezpieczających bądź renowacyjnych jest niekompletna lub wykonana niewystarczająco szczegółowo. Osobną kwestią jaką warto poruszyć są obiekty architektoniczne wykonane z nietrwałych materiałów takich jak np. drewno [Bernat M., et al., 2014]. Na terenie Polski zlokalizowane jest wiele obiektów architektury drewnianej takich jak: kościoły, cerkwie, skanseny i inne relikty minionych epok. Pomijając oczywiste zagrożenie jakim jest pożar oraz jego negatywne skutki, można wymienić jeszcze niekorzystny wpływ opadów atmosferycznych, czy to w postaci deszczu powodującego namakanie drewna, a w rezultacie jego butwienie czy też zagrożenie podmycia fundamentów podczas powodzi. Wymienione zagrożenia mają bezpośredni jak i pośredni wpływ na konstrukcję takich zabytków. Istotne jest więc by zadbać o ich szczegółową inwentaryzację w celu ich zachowania. Wartą poruszenia kwestią jest także spora ilości zamków zlokalizowanych na terenie naszego kraju. Stan ich konstrukcji jest bardzo zróżnicowany i oscyluje od dopiero, co odrestaurowanych obiektów do takich po których zostały już same fundamenty. We wszystkich przypadkach istotnym zagadnieniem jest pozyskanie dokładnych planów i modeli tych obiektów. Ma to na celu zachowanie ich wymiarów i kształtów. Dane takie mogą posłużyć opracowaniu dokumentacji niezbędnej do przeprowadzenia odbudowy bądź renowacji mające na celu powrót obiektu do dawnej świetności, a tym samym pozyskaniu kolejnego obiektu wartego zobaczenia.

10

Accuracy of the BIM model generated from the point cloud for an object made in glass technology

Wider Marta, Gawronek Pelagia

Geomatics, Landmanagement and Landscape

|

2021

|

no. 4

117--133

EN

Mapping glass objects in 3D space has long raised doubts as to the possibility of obtaining data, and as to the accuracy of that data. The basics of terrestrial laser scanning technology and the principles of the physics of light propagation in the environment of transparent and reflective surfaces, as a rule, contradict the technological possibility of a faithful mapping thereof. Although Building Information Modelling (BIM) of existing objects based on data from terrestrial laser scanning is an increasingly common practice, it is recognized, nevertheless, that the accuracy of the model is primarily reflected in the accuracy of the point cloud obtained as a result of scanning. The article discusses the possibilities of developing a BIM model of an object made in glass technology, based on data obtained with the method of terrestrial laser scanning. The subject of the study was the glazed façade of the complex of buildings belonging to the University of Agriculture in Krakow. The study on the fidelity of mapping glazed surfaces included the acquisition and processing of the point cloud, 3D modelling of the object using the Revit software, and the analysis of the accuracy of mapping the existing status in comparison with architectural design and construction documentation. Based on the research, the possibility of using the BIM process was assessed using TLS data in the process of recreating the geometry of an object made in glass technology. The results of the study showed a significant convergence of the façade model geometry with the actual course of the structure, which, however, can be attributed to the development methodology, i.e. the accuracy of 3D data acquisition, the registration process, the filtration procedure, the method of parametric modelling of the façade structure itself, and ultimately fitting three-layer glazing into the model of that structure.

PL

Odwzorowanie obiektów szklanych w przestrzeni 3D od lat budzi wątpliwości w zakresie możliwości pozyskania danych oraz ich dokładności. Podstawy technologii naziemnego skaningu laserowego oraz zasady fizyki rozchodzenia się światła w środowisku powierzchni transparentnych i refleksyjnych co do zasady przeczą możliwością technologicznym ich wiernego odwzorowania. Modelowanie BIM obiektów istniejących w oparciu o dane z naziemnego skanowania laserowego to coraz powszechniejsza praktyka, jednak nadal uznaje się, że o dokładności modelu świadczy przede wszystkim dokładność pozyskanej w wyniku skanowania chmury punktów. W artykule omówiono możliwości opracowania modelu BIM obiektu wykonanego w technologii szklanej, na podstawie danych pozyskanych technologią naziemnego skaningu laserowego. Przedmiotem opracowania była przeszklona fasada kompleksu zabudowań Uniwersytetu Rolniczego w Krakowie. Badania wierności odwzorowania przeszkleń obejmowały pozyskanie i przetworzenie chmury punktów, modelowanie 3D obiektu w programie Revit oraz analizę dokładności odtworzenia stanu istniejącego w porównaniu z dokumentacją architektoniczno – budowlaną. W oparciu o przeprowadzone badanie dokonano oceny możliwości zastosowania procesu BIM przy wykorzystaniu danych TLS w procesie odtworzenia geometrii obiektu wykonanego w technologii szklanej. Rezultaty opracowania wykazały znaczą zbieżność geometrii modelu fasady z rzeczywistym przebiegiem konstrukcji, co jednak zawdzięczać można metodyce opracowania tj. dokładności pozyskania danych 3D, procesowi rejestracji, filtracji, metodzie modelowania parametrycznego samej konstrukcji fasady oraz finalne wpasowaniu w jej model trójwarstwowych szkleń.

11

Porównanie modeli 3D pomieszczeń biurowych opracowanych na podstawie pomiarów wykonanych różnymi metodami

Onyszko Klaudia, Zwirowicz-Rutkowska Agnieszka, Fryśkowska-Skibniewska Anna, Wojciechowski Tomasz

Roczniki Geomatyki

|

2020

|

T. 18, z. 1(88)

117--134

PL

Wzrost zainteresowania modelowaniem 3D jest związany ze zwiększającą się szczegółowością tworzonych wirtualnych modeli miast, prezentacją deweloperskich mieszkań w trójwymiarze oraz wspomaganiem procesów związanych z całym cyklem życia budynku. Celem publikacji jest porównanie modeli 3D pomieszczeń biurowych opracowanych na podstawie pomiarów wykonanych skanerem laserowym i tachimetrem bezlustrowym. Badania przeprowadzono dla wybranych pomieszczeń biurowych usytuowanych na terenie Wojskowej Akademii Technicznej w Warszawie. W ramach prac badawczych przeprowadzono analizę ilościową modeli 3D, której wyniki przedstawiono w postaci histogramów różnic jednoimiennych współrzędnych (X, Y, Z) wybranych 20 homologicznych punktów na modelach. Artykuł prezentuje również analizę zastosowanych metod pomiarowych pod względem ekonomicznym, biorącym pod uwagę aspekt kosztowności sprzętu geodezyjnego i oprogramowania oraz nakładu pracy.

EN

The growing interest in 3D modelling is associated with the increasing detail of created virtual city models, the presentation of flats in three dimensions and the support of processes related to the entire life cycle of the building. The aim of the publication is to compare 3D models of office rooms based on measurements made with a laser scanner and a reflectorless total station. The study was conducted for selected office accommodation in the building located at the Military University of Technology in Warsaw. A quantitative analysis of 3D models was carried out, which results were presented in the form of histograms of the same-coordinate differences (X, Y, Z) of selected 20 homologous points on models. An analysis of the measurement methods used in the study taking into account economic terms is also presented, including the costs of geodetic equipment and software as well as the workload.

12

The Development of Geotourism with the Use of 3D Digital Cave Model. A Case Study of the Bear Cave, Slovakia

Tometzová Dana, Hlavňová Barbara, Drevko Slavomír, Pukanská Katarina, Bartoš Karol, Bieda Agnieszka, Kseňak Ľubomir

Geomatics and Environmental Engineering

|

2020

|

Vol. 14, no. 2

83--105

EN

Cave tourism (speleotourism) is very popular all over the world within the broader category of geotourism. Slovakia is also well known for its karst areas and caves, but most of them are not freely open to the public. This paper presents how to make a cave “accessible” without physically entering it. This can be facilitated through the use of digital 3D models. Visitors are then able to experience cave tours through 3D projections and 3D cinema. This would allow people with disabilities and those with claustrophobia to enjoy caving. An added advantage is that the cave environment remains untouched. This paper provides a comprehensive scan of the Bear Cave using Leica ScanStation C10 terrestrial laser scanner. During the 3D modelling of the Bear Cave, Trimble RealWorks software was used to process and analyze the large data sets recorded by the scanner. As a result, not only were visualizations and images of 3D models from the cave obtained, but also a 3D animation was made using the Bentley Pointools software. The information included in this paper has been compiled from all phases of the measuring and data processing of the Bear Cave.

PL

Turystyka jaskiniowa (speleoturystyka) to bardzo popularna na całym świecie forma geoturystyki. Realizowana jest ona także na Słowacji, która jest znana ze swoich krasowych obszarów i jaskiń. Niestety większość z tych jaskiń nie jest swobodnie dostępna dla zwiedzających. Niniejszy artykuł przedstawia, jak „udostępnić” jaskinię bez konieczności fizycznego wchodzenia do niej. Jest to możliwe dzięki wykorzystaniu cyfrowych modeli 3D. Zwiedzający będą mogli doświadczyć zwiedzania jaskini za pośrednictwem projekcji 3D i kina 3D. Pozwoliłoby to niepełnosprawnym oraz osobom z klaustrofobią cieszyć się wizytą w jaskini. Dodatkową zaletą takiej formy zwiedzania jest to, że środowisko jaskiniowe pozostaje nietknięte. Autorzy opisują pomiar Jaskini Niedźwiedziej przy użyciu naziemnego skanera laserowego Leica ScanStation C10. Podczas jej trójwymiarowego modelowania, do przetwarzania i analizy dużych zbiorów danych zarejestrowanych przez skaner, wykorzystano oprogramowanie Trimble RealWorks. W wyniku skanowania laserowego uzyskano nie tylko wizualizacje i obrazy modeli 3D z jaskini, ale także animacje 3D wykonane przy użyciu oprogramowania Bentley Pointools. Informacje zawarte w niniejszym opracowaniu zostały zebrane ze wszystkich faz pomiarów Jaskini Niedźwiedziej i przetwarzania danych.

13

3D modelling of a complex ceiling construction using non-contact surveying technologies

Bartoš Karol, Sabová Janka, Kseňak Ľubomir, Pukanská Katarina, Blištán Peter, Frąckiewicz Paweł

Structure and Environment

|

2019

|

Vol. 11, no. 1

67--76

EN

Geodetic inventory of complex architectural complexes - technological facilities in industrial plants, refineries, complex constructions, buildings, etc. is a complex task. Inventory carried out with advanced measurement techniques requires synchronization of the apparatus, taking into account the specificity of the spatial structure of the object and local conditions, as well as the method of developing the results and visualizing the final effect. The article presents an example of surveying the complex structure of the ceiling in the „Food Court“ part of the Optima Shopping Center in Košice. The main purpose of this task was to demonstrate the usefulness of laser scanning, create a digital spatial model of a steel roof structure and make it available for further work. The measurement was made with a Leica ScanStation C10 laser scanner. The data processing was done in software: Leica Cyclone, Bentley Microstation V8i and Leica Cloudworx plug-in. The final effect of the inventory of the ceiling structure is presented in the form of a spatial CAD model.

PL

Geodezyjna inwentaryzacja skomplikowanych kompleksów architektonicznych – obiektów technologicznych w zakładach przemysłowych, rafineriach, złożonych konstrukcjach, budynkach itp. jest złożonym zadaniem. Inwentaryzacja wykonywana zaawansowanymi technikami pomiarowymi wymaga zsynchronizowania aparatury, uwzględnienia specyfiki przestrzennej konstrukcji obiektu i lokalnych uwarunkowań, a także sposobu opracowania wyników i wizualizacji końcowego efektu. W artykule przedstawiono przykład geodezyjnego badania złożonej konstrukcji stropu w części „Food Court” w Centrum Handlowym Optima w Koszycach. Głównym celem tego zadania było wykazanie przydatności skaningu laserowego, stworzenie cyfrowego przestrzennego modelu stalowej konstrukcji dachowej i jego udostępnianie do dalszych prac. Pomiar został wykonany skanerem laserowym Leica ScanStation C10. Obróbka danych została wykonana w oprogramowaniach: Leica Cyclone, Bentley Microstation V8i i Leica Cloudworx plug-in. Końcowy efekt inwentaryzacji konstrukcji stropu przedstawiono w postaci przestrzennego modelu CAD.

14

Modelling of a heritage property using a variety of photogrammetric methods

Kwoczyńska Bogusława

Geomatics, Landmanagement and Landscape

|

2019

|

no. 4

155--169

EN

In recent years, 3D modelling of historic heritage properties is most often based on photogrammetric measurements. Data on such properties can be obtained, however, by a variety of entirely different methods. This publication presents an example of developing a 3D model of a historic heritage building using two photogrammetric methods. The first one was based on photographs taken with a non-metric camera, and the second one was based on data from terrestrial laser scanning. The object of the study was the Museum of the Estreicher Family in Krakow. The photos were obtained with a Canon EOS 400D DSLR camera and a cloud of points from terrestrial laser scanning with a Leica ScanStation P40 scanner. The development of the 3D model based on photographs was carried out using the Bentley ContextCapture software application, and the Agisoft PhotoScan Professional. In contrast, TLS (Terrestrial Laser Scanning) data was processed in the Leica Cyclone software application and modelled in the 3DReshaper. Both methods were analysed and compared in a tabular presentation.

PL

W publikacji przedstawiony został przykład opracowania modelu 3D budynku zabytkowego przy wykorzystaniu dwóch metod fotogrametrycznych. Pierwsza z nich bazowała na zdjęciach wykonanych kamerą niemetryczną, a druga na danych pochodzących z naziemnego skaningu laserowego. Obiektem opracowania było Muzeum Rodu Estreicherów w Krakowie. Zdjęcia pozyskano lustrzanką cyfrową Canon EOS 400D, a chmurę punktów z naziemnego skaningu laserowego skanerem Leica ScanStation P40. Opracowanie modelu 3D na podstawie zdjęć wykonano w oprogramowaniu ContextCapture firmy Bentley oraz w programie Agisoft PhotoScan Professional. Natomiast dane TLS (ang. Terrestrial Laser Scanning) przetworzono w programie Leica Cyclon, a wymodelowano w 3DReshaper. Dokonano analizy obydwu metod oraz porównano je przedstawiając w zestawieniu tabelarycznym.

15

Examples of measuring marks used in geo-reference and the connection between classic geodetic measurements and terrestrial laser scanning

Kowalska M. E., Zaczek-Peplinska J.

Technical Transactions

|

2018

|

Vol. 115, iss. 1

151--162

EN

In the era of the development of modern measurement technologies, their interconnectedness is of high importance. This paper presents a review of the most popular, currently utilised measuring marks in tachymetric measurements and in object laser scanning. This paper presents the authors’ own solutions that facilitate the linkage of data acquired through terrestrial laser scanning with tachymetric measurements. The proposed marks used to perform orientation on the scanned surfaces were successfully tested in the field with the use of laser scanners manufactured by the Z+F, Leica and Riegl companies. The document describes the consecutive steps that eliminate individual problems that arise during both tachymetric measurements and laser scanning. As a result of the work, a new kinds of marks were created allowing tachymetric measurements and laser scanning at the level of accuracy that is required for basic engineering measurements. This paper also presents a discussion on how to prepare the marks yourselves and the marks durability on the surface of the surveyed object.

PL

W dobie dynamicznego rozwoju nowoczesnych technologii pomiarowych bardzo istotne jest ich wzajemne powiązanie. W artykule przedstawiono przegląd najpopularniejszych, aktualnie stosowanych znaków w klasycznych pomiarach tachimetrycznych oraz znaków stosowanych przy skanowaniu obiektów skanerami laserowymi. Zaprezentowano autorskie rozwiązania ułatwiające powiązanie danych z naziemnego skaningu laserowego z pomiarami tachimetrycznymi. Zaproponowane znaki do lokalizacji na skanowanych powierzchniach zostały z sukcesem przetestowane w warunkach terenowych przy wykorzystaniu skanerów laserowych firm Z+F, Leica i Riegl. Opisano kolejne etapy postępowania eliminujące poszczególne problemy zarówno w pomiarach tachimetrycznych, jak i w przypadku skanowania laserowego. W wyniku opisanych prac powstał nowy rodzaj znaku umożliwiający pomiar tachimetryczny, jak również skanowanie laserowe z odpowiednią dokładnością wymaganą dla podstawowych pomiarów inżynierskich. W pracy przedstawiono również rozważania na temat wykonania samych znaków i ich trwałości na mierzonym obiekcie.

16

A slope stability analysis of an open-pit mine to evaluate its suitability as a site for the intersection of the S-7 and S-52 expressways

Szwarkowski D., Zięba J.

Technical Transactions

|

2017

|

Vol. 11(114)

211--220

EN

This paper presents a comprehensive approach to the numerical modelling of the geotechnical issues related to the stability of the slopes of a former open-pit mine. The mine is located within short distance of the planned S-7 expressway route and the northern bypass of Krakow; therefore, there is a need of opinion as the project might have a significant impact on the surrounding area including structures planned nearby, as well as stability of slopes of former open-pit mine. The finite element method (FEM) was applied to the numerical analysis with the specific aim of assessing the risk of the movement of soil mass as far as the slopes of the Zesławice open-pit mine are concerned [4]. Field work and numerical analysis were conducted in reference to land reclamation plans of former Miocene clay mine located in the Carpathian Foredeep. The numerical modelling includes zoning plans. The numerical modelling was conducted with a terrestrial laser scanner application [12]. In addition, spatial distribution and the identification of the parameters of the subsoil layers was performed. A numerical soil model, based on Mohr–Coulomb theory, was also taken into consideration. shear reduction method (SRM) was applied to determine the slope stability; the areas at risk of mass movement were then identified on the basis of the slope stability ratio.

PL

W artykule przedstawiono kompleksowe podejście do modelowania numerycznego zagadnień geotechnicznych, które dotyczą stateczności skarp dawnej kopalni odkrywkowej. Kopalnia zlokalizowana jest w pewnej odległości od planowanego przebiegu trasy S-7 i północnej obwodnicy Krakowa, konieczne jest zatem przeanalizowanie, czy projekt może mieć znaczący wpływ na otaczający obszar, planowane i istniejące obiekty budowlane oraz stateczność stoków byłej kopalni odkrywkowej. Metoda elementów skończonych (MES) została zastosowana do analizy numerycznej, przede wszystkim w celu dokonania oceny ryzyka ruchów masowych gruntów stoków nieczynnej kopalni odkrywkowej. Prace terenowe i analizy numeryczne zostały przeprowadzone w odniesieniu do planów rekultywacji obszaru kopalni odkrywkowej iłów mioceńskich zapadliska przedkarpackiego. Modelowanie numeryczne uwzględniło planowany obszar. Jest on wyznaczony na podstawie naziemnego skanera laserowego. Wykonany został również przestrzenny rozkład i identyfikacja parametrów warstw gruntów. Model numeryczny gruntu, bazujący na teorii Coulomba–Mohra, został również uwzględniony w analizie. Metoda redukcji wytrzymałości gruntu na ścinanie (SRM) została zastosowana w celu określenia stateczności skarp. Obszary zagrożone ruchami masowymi zidentyfikowano na podstawie współczynnika stateczności.

17

Monitoring zawilgocenia obiektu budowlanego z wykorzystaniem techniki naziemnego skaningu laserowego

Suchocki C., Katzer J., Damięcka-Suchocka M., Kuźmińska E., Rapiński J.

Biuletyn Wojskowej Akademii Technicznej

|

2017

|

Vol. 66, nr 4

155--166

PL

W technice naziemnego skaningu laserowego (TLS) jednym z czynników, który ma wpływ na moc odbitej wiązki lasera, jest rodzaj skanowanej powierzchni, który jest ściśle związany z jej własnościami fizykochemicznymi. W wielu pracach wykazano, że na absorpcję i rozproszenie wiązki lasera ma wpływ przede wszystkim kolor i chropowatość skanowanej powierzchni. Biorąc pod uwagę fakt, że woda posiada duży współczynnik absorpcji wiązki lasera, autorzy pracy podjęli badania nad wpływem poziomu zawilgocenia obiektów budowlanych na absorpcję i rozproszenie wiązki lasera. Badania przeprowadzono w warunkach laboratoryjnych przy wykorzystaniu impulsowego naziemnego skanera laserowego Leica C-10. Pomiary zostały wykonane do specjalnie wymurowanych ścian z bloczków gazobetonowych i ceramicznych. Testowe obiekty zostały umieszczone w specjalnym naczyniu hydraulicznie uzupełnianym wodą, w celu ich stopniowego zawilgacania. Szczegółowej anlizie poddano wartość intensity chmury punktów uzyskanej z tych pomiarów. Uzupełnieniem badań laboratoryjnych było dodatkowo przeprowadzenie obserwacji w warunkach terenowych. Wyniki badań wykazały, że intensywność wiązki lasera odbitej od zawilgoconych materiałów budowlanych jest znacznie niższa niż od materiałów suchych. Zależność tę można wykorzystać podczas pomiarów TLS w monitoringu geodezyjnym. Poza określaniem geometrii danego obiektu budowlanego, dodatkowo istnieje możliwość śledzenia zmian poziomu jego zawilgocenia.

EN

A type of a scanned surface (its physico-chemical properties) significantly influences the power of the returning laser signal in terrestrial laser scanner technique. The influence of different colour and roughness of a scanned surface on absorption and scattering was proven by multiple researchers. Water is characterized by high absorption coefficient of a laser signal. Keeping this fact in mind, the authors prepared a research programme focused on the influence of moisture movement in a building wall on the value of the intensity in TLS. An impulse TLS scanner ScanStation C10 produced by Leica was used during the research programme in an indoor environment. The measurements were conducted targeting specially formed walls made of cellular concrete and ceramic hollow blocks. Test objects were placed in a special plastic container with water. The level of the water in the container was kept constant using an autonomous hydraulic pressure system. The porous dry wall was sucking water and the level of saturation was rising. The differences in values of intensity point cloud from scan were of special interest. In addition, tests have been carried out to the building object in an outdoors environment. The achieved results have shown that the intensity of the reflected laser beam from the wet building materials is much lower than that of dry materials. This dependency can be used 166 for the measurement of TLS in the geodetic monitoring. Apart from determining the geometry of a building wall, it is possible to determine changes of its humidity.

18

Fotogrametria bliskiego zasięgu i skaning laserowy jako metody monitoringu zmian geodynamicznych na przykładzie skarpy w Płocku

Przyłucka M., Klimkowska A.

Przegląd Geologiczny

|

2016

|

Vol. 64, nr 7

504--512

EN

Landslides are a phenomenon commonly found on the slopes of valleys and water bodies, as well as areas of rivers, embankments and slopes of excavations. Sudden landslides in these areas can be monitored using photogrammetric technique. The aim of this paper is to present the possibility of close-range photogrammetry (CRP) and terrestrial laser scanning (TLS) to conduct monitoring of surface changes that have taken place due to geodynamic processes. The studies were conducted on a 22-m section of the Vistula River scarp in P³ock. Terrestrial images, taken three times every six months, as well as terrestrial laser scanner measurements were used to determine the morphological changes occurring on a portion of the Vistula River scarp in Płock in one year. Based on the measurements, a thick cloud of points and a three-dimensional terrain model of the area of interest were obtained each time. Next, a comparative analysis of models taken at different times was carried out. Results of measurements allowed demonstrating the overall stability of the slope, i.e. the lack of morphological changes in the analysed period, with minor changes in some of its regions (loss of soil mass in the northern part and the growth in the southern part of the test area). The study shows that, in morphologically difficult areas, CRPcan provide information about the direction and magnitude of deformation, when changes are formed rapidly and contribute to large (at least several-decimetre) geodynamic changes.

19

Inwentaryzacja obiektu trudno dostępnego na przykladzie dzwonnicy Kościola pw. Świętego Stanisława Kostki w Warszawie

Kapeluszny P., Wójcik P.

Przegląd Geodezyjny

|

2016

|

R. 88, nr 9

18--21

PL

Przedstawiany artykuł ma na celu zaprezentowanie możliwości wykorzystania współczesnej fotogrametrii cyfrowej w inwentaryzacji obiektów trudno dostępnych na przykładzie konstrukcji dzwonnicy Kościoła pw. Św. Stanisława Kostki w Warszawie. W tekście omówiono sposób pomiaru obiektu, w którym zintegrowano dwie techniki pomiarowe – naziemne skanowanie laserowe (TLS) oraz zdjęcia z Bezzałogowego Statku Latającego (BSL). Po przetworzeniu pozyskanych danych otrzymano średnie błędy RMS dla poszczególnych współrzędnych: X=0,03 Y=0,02 Z=0,04. W ramach prac skupiono się przede wszystkim na części wewnętrznej konstrukcji, tak, aby uzyskać wierne jej odwzorowanie. Produktem końcowym, który wygenerowano były przekroje przez chmurę punktów pozwalające na porównanie stanu aktualnego z dokumentacją archiwalną obiektu oraz umożliwiające dokonanie inwentaryzacji konstrukcji wewnętrznej dzwonnicy. Niniejszy artykuł pokazuje, że zastosowanie najnowszych metod pomiarowych daje możliwość uzyskania dokładnych i wiarygodnych danych o obrazowanym obiekcie. Uzyskany materiał został przekazany i następnie posłużył do wykonania modelu 3D, na podstawie którego zaprojektowano możliwości naprawy dzwonnicy. Wybrane zagadnienie zostało zrealizowane w ramach współpracy autorów oraz firmy SkySnap zajmującej się pozyskiwaniem i przetwarzaniem danych z BSL.

EN

The article presents the possibilities of using modern digital photogrammetry in inventorying difficult to measure objects based on bell tower construction of the church St. Stanislaw Kostka in Warsaw. This work describes two integrated object measurement techniques - terrestrial laser scanning (TLS) and images from Unmanned Aerial Vehicle (UAV). After processing the obtained data average RMS errors for the individual coordinates are: X = 0.03 m Y = 0.02 m, Z = 0.04 m. Practical experiment was focused on the inside structure of bell tower to obtain its exact reproduction. The final generated product which are - cross sections through the point cloud allow for a comparison of the current and archival state of documentation. The data allows also to an inventory of the internal design of the bell tower. The article shows that the usage of the latest methods of measurement makes obtaining accurate and reliable data of the object. Resulting material was handed over to the next step of processing and then used to create a 3D model. This model was the base for creating possibilities of repairing the bell tower. This work was realized in a cooperation of authors and SkySnap company who acquires and processes data from UAV.

20

A method for modeling selected elements of a building based on the data from terrestrial laser scanning

Głowacka A., Pluta M.

Geomatics, Landmanagement and Landscape

|

2016

|

no. 3

49--56

EN

Latest reports in subject literature, both Polish and international, testify to significant needs for the application of 3D models of architectural objects. There are many methods of 3D modeling, including methods of automatic extraction from point cloud, mesh nets, and manual methods. Despite being highly time-consuming, the manual methods still provide the best accuracy of fitting the model into a point cloud, which suggests the possibility of their use for various purposes, including 3D visualization, and architectural inventory taking. This article presents the methods of manual 3D modeling of the teaching facilities at the University of Agriculture, using the features of MicroStation V8i. The paper discusses examples of modeling the various elements of a research facility, including architectural details, while giving the exact procedure, as well as pointing to major causes of possible errors. In addition, the paper presents various levels of detail within the 3D models, taking into account the requirements of the CityGML standard, published by the Open Geospatial Consortium.

PL

Ostatnie doniesienia literatury zarówno krajowej jak i zagranicznej wskazują na duże potrzeby w zakresie wykorzystania modeli 3D obiektów architektonicznych. Istnieje wiele metod modelowania 3D, w tym metody automatycznej ekstrakcji z chmury punktów, siatek mesh lub metody manualne. Metody manualne, pomimo dużej czasochłonności, wciąż wykazują najlepszą dokładnością wpasowania modelu w chmurę punktów, przez co wskazuje się na możliwość ich wykorzystania dla różnych celów, w tym wizualizacji 3D, czy inwentaryzacji architektonicznej. Artykuł prezentuje metody manualnego modelowania 3D budynku dydaktycznego Uniwersytetu Rolniczego, przy wykorzystaniu funkcji programu Microstation v8i. W pracy omówiono przykłady modelowania różnych elementów obiektu badawczego, w tym także detali architektonicznych, podając dokładny sposób postępowania, a także wskazując na główne przyczyny błędów. Ponadto, w pracy zaprezentowano różne poziomy szczegółowości modelu 3D uwzględniając wymagania standardu CityGML opublikowanego przez Open Geospatial Consortium.