Stabilizacja systemu pomiarowego dla wiatrakowca w aspekcie jakości danych LiDAR

Definicja parametrów jakościowych chmury punktów pozyskanej metodą lotniczego skanowania laserowego stanowi element niemal każdego zamówienia wiążącego się z wykonaniem lotów pomiarowych. Jakość danych LiDAR nie może być utożsamiana wyłącznie z ich dokładnością, ale jest pojęciem znacznie szerszym, obejmującym inne parametry chmury punktów pozyskanej w wyniku lotu pomiarowego. Przykładowo wymagania dotyczące parametrów takich jak pokrycie oraz gęstość określone są w polskich regulacja prawnych. Na wyżej przywołane parametry danych LiDAR mogą wpływać w pewnym stopniu czynniki związane z samym lotem, takie jak niestabilność prędkości czy linowe lub wysokościowe odstępstwa od planowanej linii lotu. Najbardziej istotnym czynnikiem wydają się być jednak wychylenia oraz drgania platformy pomiarowej. Pozyskiwanie danych LiDAR bez systemu stabilizacji oraz wibroizolacji może utrudniać zachowanie wymaganych parametrów jakościowych. W trakcie prac prowadzonych w ramach projektu, którego efektem było zbudowanie prototypu ultralekkiej stabilizowanej platformy pomiarowej dla wiatrakowca, dokonano szeregu analiz związanych z doborem odpowiedniego systemu stabilizacji rozpatrując trzy składowe wychyleń: roll, pitch, yaw. W tym celu stworzone zostały narzędzia informatyczne służące badaniu wpływu wychyleń na jakość danych LiDAR przy założeniu określonych parametrów linii nalotowych oraz ustawień pracy skanera.

The definition of the quality parameters of a point cloud acquired using the airborne laser scanning is the element of almost every terms of reference involving airborne spatial data acquisition. The quality of the LiDAR data should not be identified only with accuracy and should be examined in a wider aspect taking into account other parameters of the point cloud that was acquired as a result of a flight. For instance the Polish legal regulations provide the requirements concerning the coverage of the strips and the point density. The above mentioned parameters of the LiDAR data can be influenced to some extent by many factors concerning the flight itself such as a varying speed as well as the horizontal and vertical deflections from the planned flight line. However, vibrations and angular deflections seem to influence the point cloud quality to the highest extent. LiDAR data acquisition without required stabilizing system makes keeping the required quality parameters very hard. Within the research project which aimed to develop the prototype of the ultralight, stabilized mapping platform for the gyrocopter, a number of analyses concerning the optimal stabilization scenario were carried out. Tools including scripts and computer programs for analyzing the impact of the deflections on the data quality have been developed. The proper stabilization variant has been established taking into account three separate deflection components, i.e.: roll, pitch and yaw.