Как я могу легко и точно выполнить небольшую ландшафтную съемку?

Резюме

Есть ли какое-нибудь оборудование, которое я могу взять напрокат «недорого» (менее 400 долларов), которое позволило бы 1-2 людям точно (+/- 6 дюймов) фиксировать топографию холмистой местности около 250 футов на боку днем?

подробности

Мы с женой собираемся приступить к переделке ландшафта вокруг нашего дома в горах. Наша партия начиналась на склоне 1: 3, и это (конечно) было изменено многими интересными способами во время строительства. Здесь есть небольшие холмы, дворики, полупустынные районы, за которыми следуют большие обвалы.

В рамках нашего проектирования мы хотим запечатлеть именно то, как ландшафт выглядит сейчас, в цифровом виде. (Затем мы ваяем в компьютер то, что хотим, с учетом существующих границ и окружающих контуров, и примерно посмотрим, сколько грязи нам нужно или нужно будет удалить.)

В эти выходные мы провели опрос «гетто», в котором были использованы струны и шесты, примерно каждые 10 футов отбираясь по сетке возвышений. Результаты, которые мы получили, дали разумное представление о местности. Однако 10-дюймовая выборка была слишком грубой для моих вкусов, и, что более важно, мы смогли отобрать только около 1/4 площади, которая нам нужна, прежде чем наши измерительные полюса не были достаточно высокими или у нас кончились эталонные объекты. ,

Итак ... Какое оборудование существует, которое я могу взять напрокат, чтобы облегчить эту задачу? В идеале, я хотел бы взять шест, пройтись по всему дому, и каждые несколько футов положить его на землю, нажать кнопку, услышать, как он издает "гудок!" и пусть он записывает образец XYZ с точностью до +/- 6 ". После этого в течение пары часов я подключаю его к компьютеру и загружаю некоторые ЦМР, CSV или другие доступные данные обо всех точках в другом месте. Собственный формат.

Похоже, что Trimble предлагает некоторые изящные гаджеты на этой арене, и я вижу, что некоторые компании арендуют такое оборудование , но, поскольку я не специалист по ландшафтным исследованиям, я не могу точно определить, какие продукты, если таковые имеются, соответствуют моим необходимо.

Может кто-то, кто знает это пространство продукта, пожалуйста, помогите предложить то, что я должен искать?

Опция 1:

1. Найдите несколько объектов (дом, деревья и т. Д.), Которые вместе позволяют хотя бы одному из них находиться на уровне прямой видимости из любой точки двора.

2. Приклейте лазерную указку на конец уровня (приклеенный, чтобы вы могли использовать уровень как своего рода монопод, опирающийся на землю).

3. Двигайтесь по двору, удерживайте уровень и направьте лазер на один из объектов. Попросите кого-нибудь на объекте использовать измерительную ленту для записи измерений. Вычтите длину вашего уровня.

4. Как только у вас будут все ваши измерения, определите смещения высот объектов относительно друг друга и соответственно сместите измерения относительно них.

Вариант № 2: Используйте программу фотограмметрии, такую ​​как PhotoModeler (http://www.photomodeler.com/), чтобы объединить фотографии, сделанные с помощью штатива и цифровой камеры с разных точек обзора. Конечно, эти приложения невероятно дороги, вероятно, стоят дороже, чем упомянутые вами гаджеты. Если у вас уже нет лицензии на один из продуктов AutoCAD, который дает вам доступ к приложению AutoDesk для фотограмметрии, ImageModeler 2009 (http://usa.autodesk.com/adsk/servlet/pc/index?id=11390028&siteID=123112) ,

Купите или арендуйте лазерный уровень, который посылает диск света в плоскости уровня. Поставьте его на высоту в футе от земли.

Прогуляйтесь с меркой (или двумя метрами, скрепленными скотчем, в зависимости от того, какой уклон). В каждой точке вашей сетки запишите, где на мерке ударяет лазер. Возможно, вам придется сделать это ночью, чтобы увидеть лазерную линию.

Введите свои данные в одну из программ, упомянутых в других ответах.

С помощью самовыравнивающихся лазерных линий вы можете исключить некоторые раздражающие действия из других решений. Однако измерение вашей сетки все еще раздражает.

Изменить: Повторное чтение вопроса, я вижу, я на самом деле не обращался к вашей основной боли, а именно, иметь огромный уклон. Вам понадобится рулетка с хорошим зазором или гораздо более длинный столб (грабли на крыше с маркировкой на ленте?), Чтобы получить глубину в этих точках, а измерение сетки еще более раздражает. Вероятно, вам нужно будет осмотреть эти области кусками, расположив лазер в новом месте на земле в начале каждой области, и сшить их вместе.

Мне интересно, может ли хорошая зеркальная камера на твердом штативе сделать быструю и грязную прокачку.

Базовая техника с использованием выравнивающего транзита и штанги:

1. Выберите нулевое местоположение.
2. Настройте транзит подальше от того места, где голова выше вашего нуля.
3. Положите градуированный стержень (обычно красные и белые отметки 1 см) на ноль.
4. Визируйте удочку и запишите результаты измерений. Это дает высоту инструмента (Привет).
5. Повторите визирование и запись в каждой точке, которую вы хотите измерить.
6. После того, как вы сделали все возможное из одного места, переместите инструмент на новую территорию, отведя назад на известную станцию, чтобы получить новый Привет.

Математика:

• Предположим, что в качестве первого эталона установлен ноль.
• Привет = чтение на стержне.
• Все остальные станции из этой точки настройки: Elev = Reading - Hi (относительно эталона)
• Чтобы определить Hi2 по известной станции, Hi2 = Elev (станция) + Reading.

Я столкнулся с той же проблемой - желая спрятать свой наклонный задний двор, чтобы сделать его более удобным. Мне нужно было знать, где делить террасы, чтобы избежать удаления или добавления почвы с участка, и знать, сколько блоков купить. Вот что я сделал:

Краткое описание метода:

1. Соберите топографию в сферических координатах относительно показаний компаса и гравитационного уровня, используя столько источников, сколько необходимо для обзора интересующей области.
2. В Excel конвертировать в декартовы координаты
3. Перевести несколько наборов данных в общую систему отсчета
4. Сортировка данных по убыванию Z
5. Нанесите данные на несколько серий в соответствии с желаемым разрешением контурной линии
6. Используйте линии тренда, чтобы заполнить контурные линии, или рисуйте от руки.

Результаты:

Стоимость была нулевая, так как у меня уже были лазерная лента, телефон и штатив. Лазерная лента стоит от 50 до 150 долларов в зависимости от расстояния и причудливых особенностей. Мой был 100 долларов.

Точность: похоже, примерно 6 "на основе шума данных. Но, честно говоря, я не очень старался быть осторожным, так как не хотел отнимать много времени, если в процессе возникли непредвиденные зависания. Я не стал даже плотно прижмите лазер и телефон к масониту. Они были довольно рыхлые. Начало координат лазера не было центрировано по центру вращения штатива, что приводит к ошибке. Не всегда ударялось о землю лазером из-за высокой травы , и уходит, и некоторые кусты. Что касается точности Android, не уверен, но было бы легко сделать некоторые тесты, чтобы выяснить, поскольку все, что нас действительно волнует, это локальная относительная точность. То есть, если мой телефон выключен на 10 градусов, мне все равно, если разница в ориентации на один градус равна разнице в показаниях на один градус.

Время: около 2 часов, чтобы собрать 200 точек данных из трех мест.

Зона покрытия составляла около 60 футов в ширину и 20 футов в глубину с азимутальными колебаниями около 8 футов.

Подробности:

1. Соберите данные. Я использовал дешевый штатив для камеры с наклоном и панорамированием, лазерную ленту Bosch и свой смартфон Android с установленным приложением уровня компаса. Я использовал кусок масонита, чтобы сделать платформу для крепления на штатив, и закрепил телефон и лазерную ленту на масоните с помощью стяжек. Панорамирование и наклон, записывая направление и наклон компаса с телефона и расстояние от лазерной ленты в листе Excel. Я включил в набор данных довольно маленькую (или однозначную) контрольную точку, которую я мог видеть из следующего места, куда я перемещал свой штатив. Повторите несколько раз, чтобы обойти двор. (Вам не нужно использовать одну и ту же исходную контрольную точку, просто нужна контрольная точка между смежными позициями сбора данных.)

2. В Excel преобразуйте данные из сферических координат, которые вы получаете, собирая угол панорамирования или компаса, угол наклона и расстояние от точки сбора, до декартовых координат или (x, y, z). (Простые формулы доступны онлайн для преобразования.)

3. Перевести на общую систему отсчета. Каждый раз, когда я перемещал свой штатив, я собирал новый набор данных, который имел свое происхождение, и, конечно, мне нужен только один. Удобно, чтобы направление и наклон компаса были абсолютными, то есть они не менялись, когда я перемещал штатив. Это означает, что все мои наборы данных имеют общие рамки панорамирования и наклона, поэтому мои данные нужно только перевести, матричное умножение не требуется! Все, что мне нужно было сделать, это взять разницу в x, y и z между наборами данных для моей однозначной контрольной точки и добавить эту разницу ко всем координатам во вторичном наборе, чтобы перевести его в первичный набор данных. Выполните этот перевод столько раз, сколько необходимо, чтобы переместить последний набор данных к следующему, последнему, затем к следующему и т. Д. И, наконец, к основному набору. Теперь все данные находятся в одной общей системе отсчета.

4. Используйте функцию сортировки, чтобы изменить порядок данных по значениям z, от наименьшего к наибольшему.

5. Используйте диаграмму точечного графика, чтобы построить данные x, y в серии графиков на основе диапазонов z. Например, сгруппируйте все данные с z от 0 до 1 фута, от 1 до 2 и т. Д. И разместите их все на одном графике. Каждый график представляет изоконтур (есть лучшее слово для этого, верно?).

6. Используйте функцию линии тренда, чтобы нарисовать контурные линии через наборы данных. Я использовал функцию многоугольника 6-й степени, чтобы нарисовать линию, которая может быть недостаточно гибкой для большого количества наборов данных.

Новая информация##

Я немного исследовал другие методы создания топографических карт своего двора. Классический метод заключается в использовании теодолита, столбов, ленты и отвесов. Теодолит - это просто телескоп, который очень точно регистрирует наклон и панорамирование (наклон и рыскание, если хотите). Сейчас люди используют тахеометры, которые измеряют высоту и рыскание, а также расстояние одновременно, которые являются сферическими координатами, из которых вы получаете трехмерные координаты после небольшой арифметики. Это именно то, что я делаю с моей лазерной лентой и телефоном. Я добавил фото установки.

Я думаю, что наилучшая точность, которую вы можете ожидать с этой хрупкой установкой порядка нескольких дюймов. Проблемы в основном две.

1. Ошибки компаса.
2. Выравнивания и жесткость.

Лазерная лента довольно хорошая, доли дюйма, и измерение шага довольно хорошее, 0,1 градуса или около того. Компас довольно плохой. Датчик в телефоне дрейфует довольно быстро и легко возмущается любым черным металлом или электроникой, таким образом, расстояние между телефоном и лазерной лентой составляет примерно 12 дюймов. К сожалению, разделение сделало мои настройки довольно хрупкими.

Но это дает мне полезную картину моего заднего двора.

Эти данные были собраны в темноте, под дождем, и телефон находился прямо возле лазерной ленты. Это может быть значительно улучшено, если использовать телефон только для высоты тона, добавить лучший компас и более рельефную платформу, а также выполнить некоторые поверхностные выравнивания между лазером и осью шага штатива.

Я провел еще несколько тестов на точность, выбрав несколько точек вокруг моего двора и внутри моего дома, где я мог рассчитать положения точек и расстояния разноса с помощью моей установки, а затем сравнить с прямыми измерениями лазерной ленты.

С телефоном, лазерной лентой и штативом для камеры, с более жестким креплением для лазера и телефона, а также с выравниванием лазера по оси тангажа на штативе, вы можете получить примерно +/- 8 дюймов в горизонтальной плоскости, и +/- 1 "вертикально на 20 '.

Поменяйте телефонный компас на транспортир, и ошибки уменьшатся до +/- 1 ”в 3D. Я использовал уровень зрения плотника в качестве своего транспортира, который читает в градусах.

Сломался и купил использованный теодолит (260 долларов), а ошибки уменьшились до +/- 3/8 ”в 3D. И это я бы объяснил тем фактом, что я держал лазерную ленту рукой над теодолитом, пытаясь расположить обратную сторону ленты в центре вращения зрителя и указывать на то место, на которое я смотрел через зрителя.

Если бы вы спросили меня, как создать топографическую карту вашего двора, я бы порекомендовал лазерную ленту, смартфон и уровень плотника, который позволяет вам наклоняться, рыскать и читать углы. Транзитные уровни уступают место лазерным уровням, поэтому вы можете получить их на Ebay менее чем за 100 долларов.

Я бы сказал, что не используйте лазерные уровни, просто переходите к старому стилю, арендуйте удилища и уровни (я не знаю, сколько они стоят, потому что я работаю в инжиниринговой компании, поэтому я просто одалживаю их на выходные). Стержни бывают довольно больших размеров (я обычно беру наши 25-футовые), поэтому вам не придется слишком сильно настраивать уровень, следуйте советам идеи dslr, но вместо этого используйте обычный уровень, что намного проще. Вы можете наносить краску на землю с заранее определенными отметками, на которые вы хотите подняться, или же вы можете вколоть колышки (маленькие кусочки дерева или что-либо, что можно легко различить, и сможете их нумеровать) в землю, чтобы их всегда было легко запомнить, где именно какие высоты.

И просто объяснить больше глубины того, о чем он говорил, если это не имело смысла. Первая высота, которую вы снимаете (там, где находится стержень), называется высотой 100 футов (с которой легче начать, поэтому вы не переходите в негативы, если начинаете с 0), если вы стреляете в 5 футов по штанге, ваш инструмент высотой 105 футов. Если следующий снимок, который вы делаете, говорит о 20 футах на стержне, это означает, что высота на стержне будет 85 футов. Вы держите стержень на этом месте и снова устанавливаете уровень в нижней части двора, так что вы можете читать только немного на стержне, поэтому, когда стержень все еще находится в том же месте, вы читаете 2ft на стержне на новом место для уровня. Высота инструмента теперь составляет 87 футов, и вы можете продолжать использовать это. Вам просто нужно установить уровень снова каждый раз, когда вы близки к концу стержня .. Удачи

Звучит так, как будто вы готовы потратить некоторое время на это, метод полюсов и струн - хорошее начало, чтобы довести это до очень подробного масштаба, вам почти нужно исследовать их территорию с фиксированной точки (например, рядом с вашим домом). с кем-то еще, держащим столбик во многих разных местах во дворе.

Вы видите, как государственные служащие делают это все время, когда они осматривают дороги и шоссе. Это можно сделать с помощью хороших измерений расстояния и угла перцессии и большого количества математики (хороший лист Excel должен помочь). они продают оборудование для обследования на Амазонке, но вы, вероятно, можете арендовать его дешевле в местном масштабе.

http://www.amazon.com/CST-berger-55-SAL20ND-Automatic-Level/dp/B000YBJ8VW/ref=sr_1_2?ie=UTF8&qid=1299764646&sr=8-2