Wikipedia

Laserkeilaus

maanmittaustapa lasersäteiden avulla

Laserkeilaus on mittaustapa, jolla kohteesta saadaan lasersäteiden avulla mittatarkkaa kolmiulotteista tietoa kohteeseen koskematta.

Historiallisen rakennuksen julkisivun pistepilvi. Useamman keilauksen yhdistelmä.
Leikkauskuva sisätilakeilauksista yhdistetystä pistepilvestä.
Leikkaus pistepilvestä tuo esille rakennuksen pohjakuvan. Arkeologinen kohde Tambossa, Coloradossa, Yhdysvalloissa.
Historiallisen kohteen ja veistosten keilaustulos. Kuvan alareunassa näkyy keilaimen ”varjo”, josta ei saada dataa.

Mittausperiaate muokkaa

Laserkeilauksessa mittakeilain lähettää automaattisesti lasersäteitä tiheänä rasterina. Säteiden tiheys on säädettävissä, ja esimerkiksi rakennusmittauksessa se voi olla kohteessa alle 10 mm, kauempaa tapahtuvassa puusto- tai maastokartoituksessa esimerkiksi noin 10 cm. Säteen kimmotessa esteestä keilain mittaa etäisyyden ja säteen intensiteetin muutoksen, ja laskee kimmoamispisteen koordinaatit. Keilain mittaa ajan, joka kuluu säteiden kimmoamiseen takaisin ja tällä tavoin koordinaatit saadaan lasketuksi.[1]

Kohde keilataan yleensä useammasta suunnasta katvealueiden välttämiseksi, ja keilaukset yhdistetään tiedostoksi. Tuloksena on pistepilvi, kolmiulotteinen tietokonemalli, johon on sijoitettu piste jokaisen säteen kimmoamispisteeseen. Lukuisten pisteiden avulla pistepilvestä saadaan hahmotettua kohteen kolmiulotteinen pinta. Pisteitä yhdessä pistepilvessä voi olla satoja miljoonia, jopa miljardeja.

Käyttökohteet muokkaa

Perinteisesti laserkeilausta on käytetty teollisuuslaitosten korjaussuunnittelussa, maaston korkeuskartoituksessa ja rakennusmittauksissa. Käyttö on laajentunut nopeasti keilainten hintojen laskiessa. Nykyisin keilausta käytetään yleisesti esimerkiksi puuston kartoituksessa, arkeologiassa, sekä tielinjojen, tunneleiden ja siltojen mittauksissa. Niitä käytetään myös Eu:n maataloustukiin liittyvässä peltojen tarkkailussa ja tulva-alueiden tarkkailussa.[2]

Käyttö Suomessa muokkaa

Suomessa Tieliikelaitoksen suunnitteluyksikkö otti ilmalaserkeilauksen ensimmäisen kerran operatiiviseen käyttöön vuoden 1998[3] syksyllä valtatie 1:n suunnitteluhankkeessa välillä Lohja-Suomusjärvi. Menetelmää kehitettiin eri projekteissa yhdessä ruotsalaisen Saab Surveyn (TopEye AB) kanssa tienrakentamisen suunnittelumittaustarkoitukseen. Varsinainen suuroperaatio oli Kerava-Lahti oikoratahanke.[4] Tämän jälkeen ilmasta käsin tehtävää laserkeilausta on käytetty mittauslähtötiedon keruumenetelmänä kaikissa isoissa tie- ja ratahankkeissa Suomessa.

Maanmittauslaitos otti menetelmän laajasti käyttöön maaston korkeusmittauksissa vuosina 2005–2008. Ensin selvitettiin tulvariskejä suurten jokien valuma-alueilla. Maanmittauslaitos tuottaa koko Suomen kolmiulotteista maastokarttaa Kansallisen laserkeilausohjelman mukaisesti. [5]

Maanmittauslaitoksen vuonna 2019 valmistuneen laserkeilausaineiston tarkkuus oli puoli pistettä neliömetriä kohden. Vuonna 2020 alkaneen tarkemman keilauksen tarkkuus on viisi pistettä neliömetriä kohden. Tarkimman aineiston käyttöä on rajoitettu turvallisuussyistä, mutta matalamman tarkkuuden versio on vapaasti saatavilla.[6] [7]

Jo vuodesta 1997 on kuitenkin kokeiltu menetelmää esimerkiksi metsäinventointeihin, vaikkakin niiden operatiivinen mittaminen alkoikin vasta 2008–2010. Nykyään Metsäkeskus kerää metsävaratietoa kaukokartoituksen avulla. Keruujärjestelmä perustuu laserkeilaukseen, ilmakuvaukseen, koealamittauksiin ja kohdennettuun maastoinventointiin. Aiemmin vastaavat tiedot kerättiin silmävaraisesti maastossa arvioiden. Laserkeilauksella saadaan tehokkaasti tarkkaa, kolmiulotteista tietoa puuston ja maaston rakenteesta. Lisäksi hyödynnetään ilmakuvia, esimerkiksi puulajien tunnistamisessa. Laserkeilaukset tehdään lentokoneesta noin kahden kilometrin korkeudesta ja ilmakuvaukset vastaavasti 6-7 kilometristä. Kaukokartoituksella inventoitavat alueet ovat suuria, metsäpinta-alaltaan noin 200 000 hehtaarin kokoisia. Vuosittain Metsäkeskus inventoi noin 1,5 miljoonaa hehtaaria yksityismetsiä, jolloin inventointikierto on kymmenen vuotta.[8]

Monia muitakin metsäalan käyttökohteita on kehitetty. Puuston laserkeilauksessa tulevat selvitetyiksi myös metsän eläinten elinympäristöt. Näin on saatu uutta tietoa niin metsätuhoista, hirvistä kuin kanalinnuistakin.[9]

Laserkeilain muokkaa

 
Maalaserkeilain Leica HDS-3000

Laserkeilaimet voidaan luokitella kolmeen tyyppiin:[10]

  • kaukokeilaimet, joiden mittausetäisyys on 100 metristä 100 kilometriin ja mitatun pisteen tarkkuus alle 10 cm,
  • maalaserkeilaimet, joiden mittausetäisyys on 1–300 metriä ja tarkkuus alle 2 cm, ja
  • teollisuuslaserkeilaimet pieniä kohteita varten, mittausetäisyys alle 30 metriä ja tarkkuus alle millimetri.

Katso myös muokkaa

Lähteet muokkaa

Viitteet muokkaa

  1. ↑ Satu Rantala: Tapion taskukirja, s. 312. 25. uudistettu painos. Metsäkustannus, 2008. ISBN 978-952-5694-26-0.
  2. ↑ Laserkeilaus ja ilmakuva Maanmittauslaitos. Viitattu 6.9.2023.
  3. ↑ Laserkeilaus helikoptereista suunnitteluhankkeilla www.maankaytto.fi. Viitattu 19.12.2018.
  4. ↑ Uusi rataosuus pitkästä aikaa rakenteille www.maankaytto.fi. Viitattu 19.12.2018.
  5. ↑ Heikki Viitanen: Suomi kolmiulotteisena. Tekniikan Maailma, 2015, nro 7, s. 60–64. Otavamedia. ISSN 0355-4287.
  6. ↑ Laserkeilaus ja ilmakuvaus www.maanmittauslaitos.fi. Viitattu 22.3.2022.
  7. ↑ Suomen maasto kartoitetaan ja ilmakuvataan pian niin tarkasti, että Puolustusvoimat salaa osan aineistosta Helsingin Sanomat. 27.10.2019. Viitattu 27.10.2019.
  8. ↑ Metsätiedon keruu | Metsäkeskus www.metsakeskus.fi. Arkistoitu 14.7.2019. Viitattu 14.7.2019.
  9. ↑ Laserkeilaus tuottaa tietoa puuston lisäksi eläimistä Luonnonvarakeskus. 23.8.2016. Arkistoitu 14.7.2019. Viitattu 14.7.2019.
  10. ↑ Joala 2006

Aiheesta muualla muokkaa

Noudettu kohteesta ”https://fi.wikipedia.org/w/index.php?title=Laserkeilaus&oldid=21811073”