Punktsky fra drone: sådan bliver 3D-opmålingen præcis

Lær hvad en punktsky er, hvordan drone-data bliver til en præcis digital terrænmodel, og hvilke fejl du skal undgå ved 3D-opmåling.

En punktsky fra drone er millioner af målepunkter i 3D, beregnet ud fra hundredvis af overlappende billeder af området. Hvert punkt har en position og en farve. Ud fra punktskyen bygges en overflademodel og en terrænmodel, som rådgivere, entreprenører og driftsfolk kan måle i. Præcisionen afgøres i felten, af flyveplanen, lyset og kontrolpunkterne. Hos B3D måler vi kontrolpunkter ind med GNSS/RTK og leverer både terrænmodel og overflademodel.

Hurtige indblik

  • En punktsky er råmaterialet, ikke slutproduktet.
  • Overflademodellen (DSM) følger toppen af alt, terrænmodellen (DTM) følger jorden.
  • Kontrolpunkter målt med GNSS/RTK dokumenterer, hvor præcis modellen er.
  • Fotogrammetri giver nøjagtighed på centimeterniveau i åbent terræn, men ser ikke jorden under tæt løv.
  • Aftal koordinatsystem og højdereference, før data leveres.

Hvad er en punktsky?

En punktsky er en samling punkter, der tilsammen beskriver et område i tre dimensioner. Hvert punkt har koordinater i X, Y og Z og som regel en farve fra kameraet. Forskellen på et luftfoto og en punktsky er dybden: Billedet viser, at der står et træ, mens punktskyen viser, hvor højt det er.

Sådan opstår punkterne

Fra drone laves punktskyen med fotogrammetri. Dronen tager mange overlappende billeder, og softwaren finder de samme detaljer i flere billeder og beregner deres position i 3D. Jo bedre overlap og lys, jo tættere og mere præcis bliver punktskyen.

Danmark har også en national punktsky, som er lavet ved laserscanning fra fly. Ifølge Septima ligger den på Dataforsyningen i blokke på 10 × 10 km med i gennemsnit 4,5 punkter pr. m². Det er nok til landskabet, men for groft til en p-plads eller en skråning, hvor detaljerne betyder noget.

Formater

Punktskyer fra luften leveres typisk i LAS eller den komprimerede LAZ, som begge kan åbnes i QGIS og de fleste GIS-programmer. Hos B3D kan punktskyen eksporteres som LAS. Bed altid om punktskyen sammen med de afledte modeller, så I kan arbejde videre uden at være låst til ét program.

Fra punktsky til terrænmodel

En punktsky er ikke en terrænmodel. Den indeholder alt, kameraet så: jord, asfalt, hække, tage og biler. Før den kan bruges til koter, fald eller vandafledning, skal punkterne på jorden skilles fra resten.

ModelHvad den viserBruges typisk til
Overflademodel (DSM)Toppen af alt: tage, trækroner og bilerHøjder på bygninger og træer og volumen af oplag
Terrænmodel (DTM)Kun jordoverfladenKoter, fald, regnvand og jordarbejde

Bruger man en overflademodel til at vurdere en skråning under et træ, får man en kote, der ligger flere meter over jorden. Derfor spørger vi altid, hvad modellen skal bruges til. Vi leverer både terrænmodel og overflademodel, og ved volumenberegning af jordbunker og oplag er det overflademodellen, der regnes på. Terrænmodeller fra flere flyvninger kan også sammenlignes, fx ved opmåling af kysterosion.

Skærm med digital terrænmodel af en skråning til planlægning af drift af grønne områder
En terrænmodel viser jordoverfladen uden vegetation og bygninger, så koter og fald kan aflæses.

Sådan sikrer I præcisionen i felten

Præcisionen afgøres, før dronen letter. Flyvehøjde, overlap, lys og kontrolpunkter skiller et brugbart datasæt fra et, der skal flyves igen.

Flyvehøjde og overlap

Flyvehøjden bestemmer, hvor stor en pixel bliver på jorden. Lavere flyvning giver tættere punkter, men også flere billeder og længere flyvetid. Overlappet mellem billederne er mindst lige så vigtigt. Er det for lavt i kanterne af flyvestriberne, opstår der huller, som først opdages, når man er kørt hjem.

Lys og vejr

Fotogrammetri kræver ensartet lys, og en overskyet dag med svag vind er ofte bedst. Skarp sol giver hårde skygger, og blanke flader som vandpytter, glastage og biler giver refleksioner, der kan forstyrre beregningen.

Kontrolpunkter med GNSS/RTK

Kontrolpunkter er markeringer på jorden, som måles ind med GNSS/RTK og findes igen i billederne. De bruges til at placere modellen korrekt og til at dokumentere, hvor præcis den er. Uden kontrolpunkter har I kun leverandørens ord for kvaliteten.

Læg punkterne spredt over hele området, også i hjørner og langs kanter. Ligger de kun i midten, ser statistikken flot ud, men den siger intet om kanterne, hvor fejlene oftest opstår.

Georeferering, koordinatsystem og højde

En punktsky uden korrekt georeferering kan ikke lægges sammen med matrikelkort, ledninger eller kommunens øvrige kort. Aftal derfor både koordinatsystem og højdereference, før data leveres. De fleste danske offentlige geodata ligger i EPSG:25832, og højderne angives normalt i DVR90, som er det danske højdesystem. Så passer punktskyen også med dronekort og GIS-lag fra samme flyvning.

Opmåler ved GNSS-stang og drone på en parkeringsplads før georeferering af data
Kontrolpunkter målt med GNSS/RTK placerer modellen korrekt og dokumenterer nøjagtigheden.

Mange fejl skyldes, at placeringen i planen er rigtig, mens højderne henviser til et andet system. Forskellen er lille på kortet, men stor, når en ledning skal have fald.

Drone eller traditionel opmåling?

Drone er ikke altid det rigtige valg. Spørgsmålet er, hvilken metode der giver den nødvendige præcision til den laveste samlede omkostning.

MetodeStyrkeBegrænsning
Fotogrammetri fra droneTæt punktsky med farve og ortofoto af store områder på kort tidSer ikke jorden under tæt løv og kræver jævnt lys
Landmåling med GNSS eller totalstationMeget præcis i enkelte punkterLangsom over store arealer og giver ingen tæt punktsky
National punktsky fra flyDækker hele landet og kan hentes på DataforsyningenCirka 4,5 punkter pr. m² og ikke opdateret efter behov

Ofte er kombinationen bedst. Dronen giver fladen, og landmålingen giver de få punkter, der skal være helt sikre. Under tæt bevoksning må terrænet suppleres med landmåling eller den nationale højdemodel. Læs også, hvordan dronedata klarer sig mod traditionel opmåling. Skal I vælge mellem laserscanning fra stativ og drone til en bygning, så læs laserscanning eller drone: sådan vælger I.

Hvad skal I kræve af leverandøren?

En flot visualisering siger intet om, hvor præcis modellen er. Stil derfor krav om dokumentation, før I bestiller:

  • Antal kontrolpunkter, hvordan de er målt, og den målte afvigelse.
  • Koordinatsystem og højdereference skrevet ind i leverancen.
  • Punktskyen i et åbent format som LAS sammen med terrænmodel og overflademodel.
  • En kort leveranserapport med flyvedato, udstyr og metode.

Et seriøst svar kommer hurtigt og er konkret, mens et vagt svar typisk betyder, at kontrollen ikke er lavet. I B3DCloud kan 3D-modellerne ses og måles i og deles med rådgivere uden at sende store filer rundt.

Ofte stillede spørgsmål (FAQ)

Hvad er forskellen på en punktsky og en terrænmodel?

En punktsky er de rå målepunkter med alt, kameraet har set. En terrænmodel er bygget af de punkter, der ligger på jorden.

Terrænmodellen bruges til koter, fald og vandafledning, mens punktskyen er råmaterialet bag.

Hvor præcis er en punktsky fra drone?

Med kontrolpunkter målt med GNSS/RTK ligger fotogrammetri fra drone typisk på centimeterniveau i åbent terræn.

Nøjagtigheden afhænger af flyvehøjde, overlap, lys og kontrolpunkternes placering, og den bør dokumenteres i leverancen.

Kan en drone måle terrænet under træer?

Kun delvist. Fotogrammetri ser kun det, kameraet kan se, og under tæt løv er det bladene.

Under tæt bevoksning suppleres derfor med landmåling eller den nationale højdemodel.

Hvilket filformat skal punktskyen leveres i?

LAS eller den komprimerede LAZ er de mest udbredte formater til punktskyer fra luften og kan åbnes i QGIS.

Bed om punktskyen sammen med terrænmodel og overflademodel, så I ikke er låst til ét program.

Hvor mange kontrolpunkter skal der bruges?

Der er ikke ét rigtigt antal. Det vigtige er, at punkterne er spredt over hele området, også langs kanterne.

Antallet, målemetoden og den målte afvigelse bør stå i leveranserapporten.

Hvad bruges en overflademodel til?

Til højder på bygninger og træer og til volumenberegning af fx jordbunker og oplag.

Til koter og vandafledning skal der i stedet bruges en terrænmodel.

Læs også

Skal I bruge en terrænmodel eller en punktsky af et område? Kontakt os, så aftaler vi koordinatsystem, kontrolpunkter og leveranceformat, før vi flyver.

Kilder

Picture of Carsten Kruse

Carsten Kruse

Carsten Kruse har arbejdet med digitalisering af bygninger og droner indenfor ejendomsdrift siden 2016 og har stået i spidsen for digitalisering af mere end 5.000 ejendomme, særligt i den almene og kommunale sektor.

Lad os tage en uforpligtende snak

Har I brug for bedre overblik over bygninger, data eller drift? Fortæl os kort, hvad I står med, så tager vi en uforpligtende snak om mulighederne og hjælper jer godt videre.​

Carsten Kruse, B3D
Direktør, B3D Group ApS

Relaterede artikler