İşte AEC mühendislerinin veri toplamak ve toplamak için kullandığı mekansal görüntüleme teknolojilerinin bir özeti.
Çoğu mimarlık, mühendislik ve inşaat (AEC) projesinde, ilk ana görevlerden biri mevcut koşullara ilişkin veri toplamaktır. Bu, mevcut kayıtlardan tarihsel verilerin toplanmasıyla başlayabilir ve ardından site topografyasını ve mevcut tesisleri daha doğru bir şekilde haritalamak için projeye özgü bir tür araştırmayla devam edebilir. İnşaat sırasında ve tamamlandıktan sonra mevcut koşulları belirlemek için genellikle ek araştırmalar gereklidir.
Yıllarca AEC ekipleri, veri toplamak, temel haritalar oluşturmak ve inşaat projelerini belgelemek için şerit metreler, yön bulucular, teodolitler ve teraziler gibi geleneksel araçlara güvendiler. Yeni teknolojiler geliştikçe, AEC profesyonelleri veri toplama için çeşitli seçeneklere ve geleneksel teknolojideki iyileştirmelere sahip oldular. AEC verilerini toplamak için kullanılan dört yaygın teknolojiye bir göz atalım: LiDAR (ışık algılama ve mesafe ölçümü), lazer tarama, fotogrametri ve GNSS (küresel navigasyon uydu sistemi).
LiDAR ve Lazer Tarama
LiDAR ve lazer tarama, bazı ince farklılıklarla benzer teknolojilerdir. Her ikisi de 1980’ler ve 90’larda AEC profesyonelleri arasında yaygın olarak kullanılan lazer teknolojisine dayanır, esas olarak mesafeleri ölçmek ve hizalamaları ve düz yüzeyleri belirlemek için. Bir nesneye lazer ışını yönlendirip yansıyan ışının alıcıya geri dönmesi için geçen zamanı ölçerek, lazer tabanlı araçlar, kullanıcıların düğmeye basarak mesafeleri doğru bir şekilde ölçmesine olanak tanıdı. Ve lazer ışınları önemli ölçüde dağılmadığından, hizalamaları ve düzlem düzlemleri belirlemek için son derece etkili oldukları kanıtlandı.
Daha yakın zamanda, LiDAR, bir nesneyi veya yüzeyi hedef alarak ve ilgilenilen alanı kapsayan birden fazla ölçüm yaparak büyük veri kümelerini yakalamak için kullanılmıştır. Jeolokasyonlu kontrol noktaları ile birlikte, ölçümler her bir ölçüm noktasındaki koordinatları belirlemek için kullanılabilir.
LiDAR sistemleri yer tabanlı olabilir veya insansız hava araçları (İHA’lar) gibi uçaklara monte edilebilir. Lazer tarayıcı, GNSS ekipmanı ve ataletsel navigasyon sistemi ile donatılmış hava LiDAR’ı, genellikle geniş alanlardaki zemin yüzeylerinin 3D modellerini oluşturmak için kullanılır. Hava sistemleri ayrıca görüntü yakalamak için yüksek çözünürlüklü kameralarla donatılabilir.
LiDAR verileri, geniş alanlar için temel haritalar oluşturmak için kullanılabilir.
Lazer tarama, lazer ışınlarının kontrollü sapmasını kullanarak yüzey şekillerini yakalamak veya belirlemek için kullanılan başka bir yöntemdir ve genellikle binaların, mekanik sistemlerin ve diğer belirli nesnelerin 3D modellerini oluşturmak için kullanılır. Genellikle yer tabanlıdır. Lazer tarama ayrıca koordinat verilerine dayalı olarak fiziksel nesneler oluşturmak için 3D yazıcılarda da kullanılır.
LiDAR ve lazer tarama, genellikle, bilgisayar destekli tasarım (CAD) ve yapı bilgi modelleme (BIM) sistemlerinde nesneleri tasvir etmek için kullanılabilecek çok sayıda 3D noktadan oluşan nokta bulutu görüntüleri üretir. Nokta bulutlarının ürettiği büyük veri miktarları nedeniyle, sonuçtaki veri kümeleri, CAD veya BIM modellerinde pratiklik için “inceltilmeli” veya küçültülmelidir. Yazılım araçları ve yapay zeka (AI), bu süreçte yardımcı olabilir.
Fotogrametri
Fotogrametri, 1900’lerin başlarından beri haritalama amacıyla kullanılmıştır. Birden fazla fotogrametri türü kullanılmış olsa da, en yaygın AEC uygulamaları hava fotoğrafçılığı ve stereo çizim makineleri kullanarak farklı pozisyonlardan çekilmiş iki veya daha fazla fotoğrafik görüntüyü analiz etmiştir. Bu bilgiler kullanılarak fotogrametristler, seçilen noktaların 3D koordinatlarını belirleyebilir ve topografik haritalar oluşturmak için kontur çizgilerini çizebilir.
Fotogrametri, LiDAR ve diğer teknolojilerin gelişmesiyle birlikte, bu teknolojilerle birlikte çeşitli haritalar ve veri kümeleri üretmek için de kullanılmıştır. Örneğin, fotogrametri genellikle X ve Y yönlerinde (yatay koordinatlar) daha doğru kabul edilirken, LiDAR genellikle Z yönünde (dikey) daha doğrudur, bu iki teknoloji birleştirilebilir. Hava fotoğraflarını ve LiDAR verilerini aynı koordinat sisteminde coğrafi referanslandırarak, optimal doğrulukla 3D görselleştirmeler oluşturulabilir ve bol miktarda veri içerebilir.
GNSS
GNSS, küresel veya bölgesel bazda konumlandırma, navigasyon ve zamanlama (PNT) hizmetleri sağlamak için uydu verilerini kullanır. ABD tarafından işletilen küresel konumlandırma sistemi (GPS), dünyadaki birçok GNSS’den biridir.
ABD Savunma Bakanlığı, ABD GPS programını 1970’lerde başlattı. 24 uydu içeren tam takım, 1993’te operasyonel hale geldi. Başlangıçta, sivil GPS verilerinin doğruluğu, yalnızca askeri alıcıların maksimum doğruluğa erişebilmesi için GPS verilerine kasıtlı bir hata eklenerek sınırlandırılmıştı. Bu sınırlama 2000 yılında kaldırıldı. AEC dünyasında, çoğu GNSS tabanlı cihaz hala çeşitli kusurları telafi etmek ve doğruluğu artırmak için uydu bilgilerini kara tabanlı düzeltmeler veya artırmalar ile birleştirir.
Güçlü bir uydu ağı ile GNSS verileri, akıllı telefonlar, tabletler ve diğer tüketici ürünleri de dahil olmak üzere birçok cihaz tarafından toplanabilir. Profesyonel AEC kullanımı için daha sofistike GNSS alıcıları, 3D nokta verilerini daha doğru bir şekilde yakalamak için kullanılır. Bu cihazlar manuel olarak konumlandırılabilir veya mobil kullanım için araçlara monte edilebilir.
GNSS alıcıları, belirli noktalarda veri toplamak için manuel olarak konumlandırılabilir.
Veri toplamak için uygun bir yol sağlamanın yanı sıra, mühendisler GNSS’yi birçok diğer AEC uygulamasında kullanır, örneğin, otomatik inşaat yerleşimi, inşaat ekipmanlarının gerçek zamanlı yönlendirilmesi (makine kontrolü), inşaat ekipmanlarının ve malzemelerinin takibi, işçi güvenliği ve performansının izlenmesi ve proje ilerlemesinin yakalanması gibi.
Yöntem Seçimi
Çok sayıda veri toplama seçeneği mevcut olduğunda, herhangi bir proje için en iyi yöntemi seçmek karmaşık bir süreç gibi görünebilir. Önceden tanımlanan yöntemlerin yanı sıra, bazen istenen sonuçlara ulaşmak için birden fazla yöntem birlikte kullanılabilir. Küçük projeler için, bazen geleneksel araçlar hala en pratik çözümü sunabilir.
En iyi yöntemi veya yöntemleri seçmek için katı kurallar olmamakla birlikte, temel faktörlerin dikkatlice değerlendirilmesi ve deneyimli profesyonellerden alınan girdiler süreci basitleştirebilir. Dikkate alınması gereken anahtar faktörler şunlardır:
- Doğruluk Seviyesi — Veriler nihai tasarım ve modelleme amaçları için kullanılacaksa, yalnızca planlama amaçları için kullanılacak verilerden daha fazla doğruluk gerekecektir.
- Kapsama Alanı — Yüksek nokta yoğunluğu gereksinimleri olan büyük alanlar için hava LiDAR’ı en iyi sonuçları sağlayabilir. Daha küçük ayak izleri olan karmaşık tesisler için yer tabanlı lazer tarama daha iyi bir seçenek olabilir. Fotogrametri ve GNSS, farklı boyutlardaki projeler için, bireysel olarak veya diğer projelerle birlikte düşünülebilir.
- Mevcut Verilerin Varlığı — Proje sahibi, uygun doğruluk seviyesinde ve projenin yakınında zaten mevcut verilere sahipse, ancak ek kapsam gerekiyorsa, bazen önceki veri toplama yöntemiyle devam etmek en mantıklı olanıdır.
- Hizmetlerin Mevcudiyeti — Proje ekibinin çeşitli yöntemlere hazır erişiminin olup olmaması kararda rol oynayabilir.
- Bütçe — İstemesek de, bazen maliyet bir yöntemi seçmede kilit rol oynar.
Karar verme ekibi, planlama, tasarım, inşaat ve operasyonel ihtiyaçları dikkate alan çok disiplinli bir grup olabilir. Deneyimli bir jeo-mekansal profesyonel de karar verme sürecinin bir parçası olmalıdır.