Bagaimana saya bisa dengan mudah dan akurat melakukan survei lanskap skala kecil?

Ringkasan

Apakah ada peralatan yang saya dapat sewa 'murah' (kurang dari $ 400) yang akan memungkinkan 1-2 orang untuk secara akurat (+/- 6 ") menangkap topografi medan berbukit sekitar 250 'di satu sisi dalam satu sore?

Detail

Saya dan istri saya akan memulai mendesain ulang lanskap di sekitar rumah kami di pegunungan. Lot kami dimulai pada apa yang umumnya merupakan kemiringan 1: 3, dan ini (tentu saja) telah diubah dengan berbagai cara menarik selama membangun. Ada bukit-bukit kecil, teras, daerah semi-rata diikuti oleh kejatuhan besar.

Sebagai bagian dari perancangan kami, kami ingin menangkap persis seperti apa lanskap sekarang, secara digital. (Kemudian kita akan memahat di komputer apa yang kita inginkan, dengan mempertimbangkan batas yang ada dan kontur di sekitarnya, dan melihat kira-kira berapa banyak kotoran yang kita butuhkan atau perlu hapus.)

Kami melakukan survei "ghetto" akhir pekan ini dengan string dan kutub, secara kasar mengambil sampel grid elevasi setiap 10 '. Hasil yang kami peroleh menghasilkan representasi medan yang tampak wajar. Namun, pengambilan sampel 10 'agak terlalu kasar untuk seleraku dan — lebih penting lagi — kami hanya dapat mencicipi sekitar 1/4 area yang kami butuhkan sebelum kutub pengukur kami tidak cukup tinggi atau kami kehabisan objek referensi .

Jadi ... Perangkat keras apa yang ada yang bisa saya sewa untuk membuat tugas ini lebih mudah? Idealnya, saya ingin mengambil tiang, berjalan di seluruh properti, dan setiap beberapa kaki menempelkannya di tanah, tekan tombol, dengar bunyi "bip!" dan memilikinya merekam sampel XYZ yang akurat dalam +/- 6 ". Setelah melakukan ini selama beberapa jam saya akan tancapkan ke komputer dan mengunduh beberapa DEM, CSV, atau data yang dapat diakses lainnya dari semua titik dalam non - Format kepemilikan.

Sepertinya Trimble menawarkan beberapa gadget rapi di arena ini, dan saya melihat bahwa beberapa perusahaan menyewakan peralatan semacam ini , tetapi karena saya bukan seorang insinyur survei lansekap, saya tidak dapat mengetahui dengan tepat produk mana, jika ada, yang memenuhi kebutuhan saya. kebutuhan.

Dapatkah seseorang yang mengetahui ruang produk ini tolong bantu menyarankan apa yang seharusnya saya cari?

Pilihan 1:

1. Temukan beberapa objek (rumah, pohon, dll.) Yang, bersama-sama, memungkinkan setidaknya satu dari mereka menjadi garis pandang yang rata dari mana saja di halaman.

2. Rekatkan pointer laser pada ujung level (ditempel agar Anda dapat menggunakan level sebagai semacam monopod yang diletakkan di tanah).

3. Bergerak di sekitar halaman, tahan level level, dan arahkan laser ke salah satu objek. Mintalah seseorang di objek menggunakan pita pengukur untuk merekam pengukuran. Kurangi panjang level Anda.

4. Setelah Anda memiliki semua pengukuran Anda, cari tahu offset ketinggian objek dalam kaitannya satu sama lain dan offset pengukuran terhadap mereka sesuai.

Opsi # 2: Gunakan program fotogrametri seperti PhotoModeler (http://www.photomodeler.com/) untuk menggabungkan foto yang diambil menggunakan tripod dan kamera digital dari berbagai sudut pandang. Tentu saja, aplikasi ini sangat mahal, mungkin harganya lebih mahal daripada gadget yang Anda sebutkan. Kecuali Anda kebetulan memiliki lisensi untuk salah satu produk AutoCAD yang memberi Anda akses ke aplikasi fotogrametri AutoDesk, ImageModeler 2009 (http://usa.autodesk.com/adsk/servlet/pc/index?id=11390028&siteID=123112) .

Beli atau sewa laser level, yang mengirimkan cakram cahaya semua dalam bidang level. Atur kaki dari tanah pada titik tinggi.

Berjalanlah dengan tongkat pengukur (atau dua tongkat pengukur yang direkatkan, tergantung pada seberapa banyak kemiringan yang ada). Pada setiap titik di grid Anda, catat di mana pada tongkat laser hits. Anda mungkin perlu melakukan ini di malam hari untuk melihat garis laser.

Masukkan data Anda ke salah satu program yang disebutkan dalam jawaban lain.

Dengan garis laser self-leveling, Anda dapat menghilangkan beberapa langkah menjengkelkan dari solusi lain. Namun, mengukur kisi Anda masih menjengkelkan.

Sunting: Membaca pertanyaan lagi, saya melihat saya belum benar-benar mengatasi rasa sakit utama Anda, yaitu, memiliki kemiringan besar. Anda akan membutuhkan meteran dengan kebuntuan yang baik, atau tiang yang jauh lebih panjang (atap menyapu dengan tanda pita di atasnya?) Untuk mendapatkan kedalaman pada titik-titik ini, dan mengukur grid bahkan lebih menjengkelkan. Anda mungkin perlu mensurvei area-area ini dalam potongan-potongan, mempertaruhkan laser ke tempat baru di tanah pada awal setiap area, dan menjahitnya bersama-sama.

Saya bertanya-tanya apakah kamera DSLR yang baik pada tripod yang solid mungkin membuat transit leveling Cepat dan Kotor.

Teknik dasar menggunakan transit leveling dan Rod adalah:

1. Pilih lokasi nol.
2. Atur transit jauh dari lokasi itu, di mana head lebih tinggi dari nol Anda.
3. Letakkan batang ukur (biasanya merah dan putih tanda 1 cm) pada angka nol.
4. Lihat batangnya, dan catat pengukurannya. Ini memberikan Ketinggian Instrumen (Hai).
5. Ulangi penglihatan dan perekaman di setiap titik yang ingin Anda ukur.
6. Setelah Anda melakukan semua yang Anda bisa dari satu lokasi, pindahkan instrumen ke wilayah baru, lihat kembali ke stasiun yang dikenal untuk mendapatkan Hi baru.

Matematika:

• Asumsikan ketinggian Nol untuk tolok ukur pertama Anda.
• Hai = membaca di batang.
• Semua stasiun lain dari titik pengaturan tersebut adalah Elev = Reading - Hi (relatif terhadap tolok ukur)
• Untuk menentukan Hi2 dari stasiun yang dikenal, Hi2 = Tinggikan (stasiun) + Membaca.

Saya dihadapkan dengan masalah yang sama - ingin teras halaman belakang miring saya agar lebih bermanfaat. Saya perlu tahu di mana membuat divisi teras untuk menghindari harus menghapus atau menambahkan tanah dari situs, dan untuk mengetahui berapa banyak blok untuk membeli. Inilah yang saya lakukan:

Ringkasan Metode:

1. Kumpulkan topografi dalam koordinat bola relatif terhadap pembacaan kompas dan tingkat gravitasi menggunakan sebanyak mungkin sumber yang diperlukan untuk mensurvei bidang yang diminati.
2. Di excel, konversikan ke koordinat Cartesian
3. Terjemahkan beberapa set data ke kerangka referensi umum
4. Sortir data dari terendah ke tertinggi Z
5. Plot data dalam beberapa seri sesuai dengan resolusi garis kontur yang diinginkan
6. Gunakan garis tren untuk mengisi garis kontur, atau menggambar dengan tangan.

Hasil:

Biaya nol karena saya sudah memiliki pita laser, telepon dan tripod. Pita laser harganya antara $ 50 dan $ 150 tergantung pada jarak dan fitur mewah. Punyaku adalah $ 100.

Akurasi: Sepertinya sekitar 6 "berdasarkan pada kebisingan data. Tapi saya jujur ​​tidak bekerja sangat keras untuk berhati-hati karena saya tidak ingin mengambil banyak waktu jika proses itu membuat beberapa panggilan telepon yang tak terduga menjulang. Saya tidak bahkan merapatkan laser dan telepon erat ke Masonite. Mereka cukup longgar. Asal laser tidak berpusat di pusat rotasi tripod yang menyebabkan kesalahan. Tidak selalu menyentuh tanah dengan laser karena rumput yang panjang , dan dedaunan dan semak-semak. Sejauh akurasi Android, tidak yakin, tetapi akan mudah untuk melakukan beberapa tes untuk mengetahui karena semua yang kita pedulikan benar-benar akurasi relatif lokal. Yaitu, jika ponsel saya mati oleh 10 derajat, saya tidak peduli selama perbedaan satu derajat dalam orientasi dibaca sebagai perbedaan membaca satu derajat.

Waktu: Sekitar 2 jam untuk mengumpulkan 200 titik data dari tiga lokasi.

Area yang dicakupi sekitar 60 kaki lebar 20 kaki dengan variasi az sekitar 8 kaki.

Detail:

1. Kumpulkan data. Saya menggunakan tripod kamera murah yang memiliki kemiringan dan penggorengan, pita laser Bosch, dan ponsel pintar Android saya dengan aplikasi level kompas yang terpasang. Saya menggunakan sepotong Masonite untuk membuat platform untuk dilampirkan ke tripod, dan mengamankan telepon dan pita laser ke Masonite dengan ikatan zip. Geser dan miringkan ke depan, rekam heading dan kemiringan kompas dari telepon dan jauhkan dari pita laser dalam lembar spread excel. Saya menyertakan titik referensi yang cukup kecil (alias tidak ambigu) dalam kumpulan data yang dapat saya lihat dari lokasi berikutnya tempat saya akan memindahkan tripod saya. Ulangi beberapa kali untuk mengelilingi halaman. (Anda tidak perlu menggunakan titik referensi asli yang sama, hanya perlu titik referensi antara posisi pengumpulan data yang berdekatan.)

2. Dalam excel, konversikan data dari koordinat bola, yang adalah apa yang Anda miliki ketika Anda mengumpulkan sudut pan atau kompas, sudut pitch, dan jarak dari titik pengumpulan, ke koordinat Cartesian atau (x, y, z). (Rumus sederhana tersedia online untuk konversi.)

3. Menerjemahkan ke kerangka referensi umum. Setiap kali saya memindahkan tripod saya, saya akan mengumpulkan satu set data baru yang memiliki asal sendiri dan tentu saja saya hanya menginginkan satu. Judul dan kemiringan kompas yang nyaman adalah mutlak, artinya, mereka tidak berubah ketika saya memindahkan tripod. Itu berarti semua set data saya berbagi kerangka referensi pan dan tilt yang umum, jadi data saya hanya harus diterjemahkan, tidak ada perkalian matriks yang diperlukan! Yang harus saya lakukan adalah mengambil perbedaan dalam x, y, dan z antara set data, untuk titik referensi saya yang tidak ambigu, dan menambahkan perbedaan itu ke semua koordinat pada set sekunder untuk menerjemahkannya ke set data primer. Lakukan terjemahan ini sebanyak yang diperlukan untuk memindahkan set data terakhir ke berikutnya ke yang terakhir, lalu ke yang berikutnya, dll. Dan akhirnya ke set primer. Sekarang semua data berada dalam satu kerangka referensi umum.

4. Gunakan fungsi Urutkan untuk mengatur ulang data berdasarkan nilai z, terkecil hingga terbesar.

5. Gunakan diagram sebar plot untuk memplot data x, y dalam serangkaian plot berdasarkan rentang z. Misalnya, kelompokkan semua data dengan z antara 0 dan 1 kaki, 1 hingga 2, dll, dan plot semuanya pada grafik yang sama. Setiap plot mewakili isocontour (ada kata yang lebih baik untuk itu, kan?).

6. Gunakan fungsi garis tren untuk menggambar garis kontur melalui set data. Saya menggunakan fungsi poligon derajat 6 untuk menggambar garis yang mungkin tidak cukup gesit untuk banyak set data.

Informasi baru##

Saya melakukan sedikit riset ke metode lain untuk membuat peta topografi halaman saya. Metode klasik adalah dengan menggunakan theodolite, kutub, tape, dan plumb bobs. Theodolite hanyalah sebuah teleskop yang mencatat kemiringan dan pan (pitch and yaw jika Anda suka) dengan sangat akurat. Sekarang, orang menggunakan stasiun total yang mengukur pitch dan yaw, dan jarak sekaligus, yang merupakan koordinat bola, dari mana Anda mendapatkan koordinat 3D setelah aritmatika kecil. Itulah tepatnya yang saya lakukan dengan pita laser dan telepon saya. Saya telah menambahkan foto pengaturan.

Saya pikir akurasi terbaik yang dapat Anda harapkan dengan pengaturan tipis ini dalam urutan beberapa inci. Masalahnya terutama dua.

1. Kesalahan kompas.
2. Keselarasan dan kekakuan.

Rekaman laser cukup bagus, fraksi satu inci, dan pengukuran pitch cukup bagus, 0,1 derajat atau lebih. Kompasnya buruk sekali. Sensor di telepon melayang sangat cepat dan mudah terganggu oleh logam besi atau elektronik, sehingga jaraknya sekitar 12 ”antara ponsel dan pita laser. Sayangnya, pemisahan ini membuat pengaturan saya sangat tipis.

Tapi, itu memberi saya gambar yang bisa digunakan dari halaman belakang saya.

Data ini dikumpulkan dalam gelap, hujan, dan telepon tepat di sebelah pita laser. Ini bisa sangat ditingkatkan dengan menggunakan telepon hanya untuk pitch, dan menambahkan kompas yang lebih baik, dan platform yang lebih bergerigi dan dengan melakukan beberapa penyelarasan sepintas antara laser dan sumbu pitch tripod.

Saya menjalankan beberapa tes akurasi lagi dengan memilih beberapa titik di sekitar halaman saya dan di dalam rumah saya di mana saya dapat menghitung posisi titik dan jarak pemisahan dengan set saya, kemudian membandingkan dengan pengukuran pita laser langsung.

Dengan telepon, pita laser, dan tripod kamera, dengan dudukan yang lebih kaku untuk laser dan telepon, dan dengan laser yang sejajar dengan sumbu pitch pada tripod, sepertinya Anda dapat mencapai +/- 8 "di bidang horizontal, dan +/- 1 ”secara vertikal pada 20 '.

Tukar kompas telepon untuk busur derajat dan kesalahan dikurangi menjadi +/- 1 ”dalam 3D. Saya menggunakan tingkat penglihatan tukang kayu sebagai busur derajat saya yang berbunyi dalam derajat.

Pecah dan beli theodolite bekas ($ 260) dan kesalahan dikurangi menjadi sekitar +/- 3/8 "dalam 3D. Dan ini akan saya kaitkan dengan fakta bahwa saya memegang pita laser dengan tangan di atas theodolite, mencoba untuk memposisikan bagian belakang pita di pusat rotasi penampil, dan menunjuk pada titik yang saya lihat melalui penonton.

Jika Anda bertanya kepada saya bagaimana membuat peta topo dari halaman Anda, saya sarankan pita laser, ponsel pintar, dan tingkat tukang kayu, yang memungkinkan Anda untuk melenggang dan menguap dan membaca sudut. Level transit memberikan jalan ke level laser sehingga Anda bisa mendapatkannya di ebay dengan harga di bawah $ 100.

Saya katakan tidak menggunakan laser, hanya gaya sekolah lama, sewa tongkat dan tingkat (saya tidak tahu berapa banyak mereka karena saya bekerja untuk sebuah perusahaan teknik jadi saya hanya meminjam mereka untuk akhir pekan). Batang datang dalam ukuran yang cukup besar (saya biasanya meminjam yang 25ft kami) sehingga Anda tidak perlu mengatur level terlalu banyak, ikuti saran dari ide dslr tetapi menggunakan level reguler sebagai gantinya, jauh lebih mudah. Anda dapat menyemprotkan cat tanah pada tanda yang telah ditentukan sebelumnya yang Anda inginkan untuk mendapatkan ketinggian atau Anda juga bisa menumbuk pasak (potongan kayu kecil atau apa pun yang mudah dibedakan dan dapat menghitungnya) ke dalam tanah sehingga mudah diingat di mana ketinggian mana.

Dan hanya untuk menjelaskan lebih jauh apa yang dia bicarakan jika itu tidak masuk akal. Ketinggian pertama yang Anda tembak (di mana batangnya) memanggil ketinggian 100 kaki (lebih mudah untuk memulai dengan sehingga Anda tidak masuk ke negatif jika Anda mulai dengan 0) jika Anda menembak 5 kaki pada batang, ketinggian instrumen Anda adalah 105 kaki. Jika tembakan berikutnya yang Anda ambil mengatakan 20 kaki pada batang itu berarti ketinggian pada batang itu adalah 85 kaki. Anda menjaga batang di tempat itu dan mengatur tingkat lagi di bagian bawah halaman, sehingga Anda hanya dapat membaca sedikit di batang, sehingga dengan batang masih di tempat yang sama Anda membaca 2ft pada batang di yang baru lokasi untuk level. Ketinggian instrumen sekarang 87ft, dan Anda dapat terus menggunakannya. Anda hanya perlu mengatur level lagi setiap kali Anda mendekati akhir batang .. Semoga beruntung

Sepertinya Anda bersedia untuk berinvestasi waktu nyata dalam hal ini, metode tiang dan tali adalah awal yang baik, untuk mengambil ini ke skala yang sangat rinci Anda hampir perlu untuk survei berdasarkan alasan dari titik tertentu (seperti dekat dengan rumah Anda) dengan orang lain memegang tiang pembuat di banyak tempat berbeda di halaman.

Anda melihat pekerja pemerintah melakukan ini sepanjang waktu ketika mereka mensurvei jalan dan jalan raya. Dengan pengukuran jarak yang baik dan pengukuran sudut percice dan sedikit matematika (lembar excel yang baik akan membantu di sini) ini bisa dilakukan. mereka menjual peralatan survei di amazon, tetapi Anda mungkin bisa menyewanya dengan lebih murah.

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