|
Poczwórny renesans
Jeszcze niedawno wydawało się, że skanowanie laserowe popadło w marazm. Ale dziś można wymienić przynajmniej cztery przesłanki, które świadczą o tym, że technologia ta ma jeszcze najlepsze lata przed sobą.
Przygotowując ostatnie edycje niezbędnika SKANOWANIE LASEROWE, odczuwaliśmy pewnego rodzaju dysonans. Z jednej strony publikowaliśmy opisy niezwykle ciekawych projektów, które rodzime firmy realizowały z wykorzystaniem lidarów. A z drugiej strony w tabelach ze specyfikacją sprzętu nowości można było zliczyć na palcach jednej ręki i tylko nieliczne z nich wydawały się w jakiś sposób innowacyjne. Czy oznaczało to, że dotarliśmy już do granic rozwoju technologicznego tego sprzętu? W żadnym razie! Po prostu rynek nie potrzebował dalszego śrubowania parametrów pomiarowych. Ale, analizując tegoroczne tabele, widać, że coś wreszcie w nich drgnęło.
Po pierwsze, drony
Nie sposób przeoczyć, że zdecydowanie najwięcej nowości (23) uzbierało się w zestawieniu skanerów lotniczych, a przede wszystkim w instrumentach dla bezzałogowych statków powietrznych. Wydaje się to paradoksem, bo jeszcze kilka lat temu, gdy drony przebojem wchodziły na światowe rynki, nie brakowało ekspertów, którzy wieszczyli, że zmarginalizują one znaczenie skanerów laserowych w geodezji. Szybko się jednak okazało, że chmura generowana ze zdjęć lotniczych ma istotne wady, jak choćby brak penetrowania roślinności. Na rynku zaczęły się zatem pojawiać pierwsze skanery dla dronów. Początkowo były piekielnie drogie i niepraktycznie ciężkie, ale z biegiem lat wady te stawały się coraz mniej dokuczliwe.
Za przełom w rozwoju bezzałogowego skaningu (określanego skrótem ULS) należy uznać zeszłoroczną premierę skanera Zenmuse L1. W urządzeniu tym zaskakuje przede wszystkim to, że wypuścił je światowy potentat w dziedzinie dronów, czyli chińska firma DJI. Skoro zdecydowała się na taką premierę, świadczy to dobitnie o tym, że potencjał rynku ULS jest ogromny. Drugim zaskoczeniem jest cena. U krajowych dystrybutorów L1 można nabyć już za niecałe 50 tys. zł, a więc w cenie porównywalnej ze zmotoryzowanym tachimetrem. A podobnych skanerów pojawia się na rynku coraz więcej. Tylko czy jest tu jakiś haczyk? Ależ oczywiście! Dystrybutorzy tego typu lidarów po cichu przyznają, że jakość dostarczanej przez nie chmury punktów jest wyraźnie gorsza od sprzętu renomowanych marek, dostępnego w 2-3-krotnie wyższych cenach. Ale nawet mimo to znajdują one użytkowników, dla których taka jakość danych jest wystarczająca. Niewątpliwie producenci skanerów dążą jednak do tego, by z biegiem czasu różnice w cenie i dokładności skanerów ULS z górnej i dolnej półki były coraz mniejsze.
Wirnikowiec DJI Matrice 300 z podwieszonym skanerem Zenmuse L1
Po drugie, jabłuszko
Nie wykluczone, że „game changerem” dla rynku skanerów naziemnych mogą stać się nowe tablety i smartfony Apple’a, które od ubiegłego roku wyposażone są w lidar. Oczywiście sensor ten umieszczono tam nie po to, by wykonywać precyzyjne pomiary, ale raczej w celach rozrywkowych – by np. kręcić filmiki na TikToka z atrakcyjnymi efektami wizualnymi. Ale nie brak prób wykorzystania tego skanera do tworzenia metrycznych modeli 3D, o czym szerzej można przeczytać na stronie 20. Jednym z najbardziej obiecujących rozwiązań jest viDoc RTK – moduł, który umożliwia wykorzystanie urządzeń mobilnych Apple do pomiarów RTK, a w połączeniu z aplikacją Pix4Dcatch pozwala na generowanie modelu mesh o dokładności nawet 5 cm. W ocenie firmy Pix4D taki zestaw może stanowić tanie, dokładne i jednocześnie wydajne rozwiązanie do pozyskiwania tzw. cyfrowych bliźniaków infrastruktury. – Cieszymy się, że algorytmy Pix4D poszerzają technologię konsumencką o możliwość osiągania profesjonalnych rezultatów. Podobnie było w przypadku dronów kilka lat temu, a teraz przyszła kolej na urządzenia mobilne, które pozwalają profesjonalistom digitalizować świat i przekształcać go w dokładne modele 3D za ułamek ceny. Nowe rozwiązanie łączy dokładne geotagowanie obrazów przy użyciu pomiarów RTK z fotogrametrią i skanowaniem laserowym – komentuje Christoph Strecha, założyciel i dyrektor generalny Pix4D. Czy jego prognozy są przesadzone? Niekoniecznie, jeśli weźmiemy pod uwagę, że do montowania skanerów w smartfonach szykują się kolejni producenci, np. Samsung.
System viDoc RTK pozwala wykorzystać iPhone’a lub iPada do generowania modeli 3D o centymetrowej dokładności
Po trzecie, open data
Już od kilku lat powtarzamy: żeby korzystać z zalet skanowania laserowego, wcale nie trzeba posiadać skanera. Wystarczy dostęp do chmury punktów. A od zeszłorocznej nowelizacji Prawa geodezyjnego i kartograficznego ten dostęp jest zdecydowanie łatwiejszy! Dane z lotniczego skanowania laserowego możemy bowiem pobierać z Geoportalu za darmo dla całego kraju. I to zarówno chmurę punktów, jak i produkty pochodne, czyli numeryczne modele terenu i pokrycia terenu. Grzech z tego bogactwa nie korzystać! Tym bardziej, że w planach GUGiK na najbliższe lata jest systematyczne aktualizowanie tej bazy w cyklu 8-letnim. Przykładowo w tym roku lotniczy skaning ma objąć całe województwo lubuskie, w przyszłym – pomorskie i zachodniopomorskie, a w 2023 r. – małopolskie i podkarpackie.
Po czwarte, software
I tak przechodzimy do kolejnego punktu na liście przesłanek świadczących o świetnych perspektywach skanowania laserowego: oprogramowanie. Owszem, w naszym zestawieniu aplikacji do obróbki chmur punktów nowości jest niewiele, ale jeśli się mu bliżej przyjrzeć, okazuje się, że możliwości poszczególnych produktów szybko rosną. Nowe funkcje koncentrują się dziś na jeszcze szybszej i bardziej automatycznej wektoryzacji chmury punktów. Twórcy aplikacji coraz częściej powtarzają ponadto hasło sztucznej inteligencji. Jeszcze do niedawna w szeroko rozumianej geodezji algorytmy te były wykorzystywane głównie do analizowania zobrazowań lotniczych i satelitarnych, teraz jednak znajdują zastosowanie również w klasyfikowaniu chmury punktów. Ciekawym przykładem jest zaprezentowany niedawno przez koreańską firmę Seoul Robotics produkt Discovery. To połączenie hardware’u i software’u, które w sposób całkowicie automatyczny rozpoznaje na chmurze punktów np. osoby, samochody czy rowerzystów, a także może je śledzić. Wynalazek zaprojektowano głównie z myślą o pojazdach autonomicznych, ale z pewnością znajdzie on liczne zastosowania również w geodezji czy GIS.
System Discovery firmy Seoul Robotics automatycznie rozpoznaje w chmurze punktów samochody, pieszych czy rowerzystów
Bodaj najważniejszą lidarową nowością software’ową ostatnich miesięcy jest jednak… otwarta aplikacja QGIS. Po wielu latach oczekiwań wersja 3.18 wreszcie doczekała się obsługi chmury punktów. Na razie program oferuje jedynie podstawowe funkcje pracy na tego typu danych, związane głównie z wizualizacją. Patrząc jednak na dynamiczny rozwój tego projektu, należy się spodziewać, że możliwości obróbki chmury punktów w QGIS będą się szybko rozwijać.
Wizualizacja chmury punktów w otwartym oprogramowaniu QGIS 3.18
Laser dla każdego!
Niewątpliwie postęp technologiczny z ostatnich lat sprawił, że skanowanie laserowe nie jest już technologią zarezerwowaną jedynie dla najbogatszych i najbardziej zaawansowanych technologicznie firm. Chmura punktów jest coraz chętniej wykorzystywana nie tylko do skomplikowanych projektów, ale także do modernizacji EGiB czy opracowania mapy do celów projektowych. Śmiało można zatem powiedzieć, że technologia ta prędzej czy później trafi pod geodezyjne strzechy. Już teraz warto więc sobie zadać pytanie, czy jesteśmy gotowi na ten renesans skanerów, a może będziemy go tylko obserwować z ostatniego rzędu.
Jerzy Królikowski
| 
