IWT-TETRA PROJECT GEBRUIKERSGROEPVERGADERING I 22 OKTOBER 2012

Transcriptie

1 IWT-TETRA PROJECT GEBRUIKERSGROEPVERGADERING I 22 OKTOBER

2 TETRA-PROJECT - Tetra-project: TEchnologieTRAnsfer - Doel: kennis/technologie transfereren naar bedrijven - Uitgevoerd door kennisinstellingen - Verkennen en verspreiden van kennis - Gebruikersgroep van bedrijven - 92,5% gefinancierd door IWT - Rest (7,5%) via cofinanciering door bedrijven 2

3 3D4SURE 3D Photogrammetry for Surveying Engineering Start: 1 okt 2012, looptijd: 2 jaar Projectpartners: EAVISE, Lessius Mechelen - Campus De Nayer: ir. Bas Altena, dr. ir. Liesbet Cockx prof. dr. ir. Toon Goedemé Katholieke Hogeschool Sint-Lieven KAHOSL: ir. arch. Wouter Dreessen, ir. arch. Julie Lindemans, dr. ir. arch. Bjorn Van Genechten 3

4 GEBRUIKERSGROEP - Ibens Landmeters - Admtopo - BITS Studie- en landmeetbureau - Landmeetkunde en expertise buro Teugels - Braem International Survey - PS-Survey - Hosbur - Bureau Vaneyken - Vansteelandt - Geo-ID - Grontmij - Ellips - Jan De Nul - Aurea Imaging - Orbit GeoSpatial Technologies - Gatewing - PIX4D

5 GEBRUIKERSGROEP Doel Toezien dat de concrete uitvoering van het project optimaal afgestemd is op de noden van de bedrijven Functioneert als klankbord voor de mogelijkheden van industriële en/of maatschappelijke implementatie van de projectresultaten 5

6 GEBRUIKERSGROEP Rechten Opvolgen van de projectvooruitgang en de realisatie van de doelstellingen Inhoudelijk advies geven ter eventuele bijsturing Plichten Regelmatig actief deelnemen aan de bijeenkomsten Bijdrage in de eigen middelen van het project Reglement van Orde 6

7 FOTOGRAMMETRIE foto' - licht 'gramma' teken,lijn 'metron' meting 7

8 FOTOGRAMMETRIE 3D fotogrammetrie= stereo fotogrammetrie Basis = triangulatie 8

9 EVOLUTIE FOTOGRAMMETRIE Van dure metrische camera s naar conventionele digitale camera s (ongecalibreerd) Van klassieke (hoge) luchtfotografie naar opnames dicht bij object (close range) Van stereobeeld verwerking naar multiview analyses Van intensieve manuele verwerking tot automatische image-based processing technieken 9

10 VOORSTELLING 3D4SURE Ontstaan: Doel: Toename ICT binnen landmeten Stijgende vraag naar 3D Kennisoverdracht van fotogrammetrische data-inwinning en verwerking Praktijkgericht ahv gevalstudies Kwaliteitsevaluaties Workshops, opleidingsdagen, website, Optimalisering van de beperkingen bij verwerking Toegankelijkheid 3D fotogrammetrie vergroten 10

11 VOORSTELLING 3D4SURE Close-range fotogrammetrie Terrestrisch: Gewone digitale camera Imaging total station Lucht: UAV Voorbeelden Terrestrisch UAV 11

12 12 WERKPAKKETTEN

13 WP1: VERKENNING DOEL Rapport met globaal overzicht van: Huidige aanbod van foto tot 3D model» Software tools, cloud services en diensverwerkende bedrijven Toepassingsmogelijkheden Sector specifieke eisen en noden Praktische gids regelgeving UAV's procedures en vergunningsplichten 13

14 WP1: VERKENNING WERKWIJZE Actieve betrokkenheid gebruikersgroep: Brainstorm workshop Enquête ondervraging binnen- en buitenland Huidige aanbod vs gebruikersvraag» Overeenkomsten?» Tekortkomingen? 14

15 WP2: GEVALSTUDIES Gevalstudies gebruikersgroep? 15

16 WP2: GEVALSTUDIES 3D gebouwmodellen Focus op dak-informatie voor plaatsing zonnepanelen Oppervlakte, helling, schaduwinval Bepalend voor: potentieel aan energie» Dus ook: tergugverdientijd Klassiek vs luchtfotogrammetrisch Bron: AeroWest GmbH 16

17 WP2: GEVALSTUDIES Volumebepalingen Klassiek: van totaalstation tot digitaal hoogtemodel» Aantal punten vs nauwkeurigheid kost! Welke nauwkeurigheid mogelijk met fotogrammetrie? Bepalen van volumes. Materiaal voorraden. 17

18 WP2: GEVALSTUDIES Industriële toepassingen 3D as-built informatie positie, oriëntatie en vorm van alle componenten» Belang: onderhoud, beheer, herstel Probleem klassieke methode: bereikbaarheid en veiligheid» Fotogrammetrie? Industriële installatie en bijhorende 3D tekening. 18

19 WP2: GEVALSTUDIES 3D reconstructies in archeologische sites Lage kost én inzetbaar in verschillende omgevingen Basisidee: survey van de site en kleinere vondsten MAAR ook: reconstructies a.d.h.v. archieffoto's Bron: A. Gruen et al, Archieffoto's van 'the Great Buddha of Bamiyan' en 3D reconstructie. PHOTOGRAMMETRIC RECONSTRUCTION OF THE GREAT BUDDHA OF BAMIYAN, AFGHANISTAN, In The Photogrammetric Record 19(107): (September 2004). 19

20 WP2: GEVALSTUDIES Gevelopmetingen erfgoed As-is plannen in restauratiedossiers Voordeel fotogrammetrie: niet enkel geometrie, ook kleur mapping materiaalgebruik, degradatie, pathologie,... Orthofoto en mappen van de gevel degradatie. Bron: A. Seif et al, PROTECTING BAALBEK'S INTEGRITY. A PROPOSAL FOR AN INTEGRATED RISK PREPAREDNESS STRATEGY, (2011). 20

21 WP2: GEVALSTUDIES Imaging totaalstations Nieuwste generatie totaalstations: gerobotiseerd en ingebouwde camera extra potentieel? Nieuw toekomstperspectief voor fotogrammetrie ElcoVision 10 for Leica Viva. Bron: 21

22 WP2: GEVALSTUDIES Gevalstudie(s) aangebracht door de gebruikersgroep WP1: actieve betrokkenheid gebruikersgroep: Brainstorm workshop Verkennen noden vanuit de praktijk» Nieuwe gevalstudie(s) 22

23 WP3: OPTIMALISATIE DOEL Verbetering van: Nauwkeurigheid van de 3Dmodellen Automatisatie van verwerkingsproces 23

24 WP3: OPTIMALISATIE Georeferentie van beelden 1.UAV's uitgerust met GPS/IMU: Bepaling van positie en oriëntatie nauwkeurigheid? Optimale locatie van GCP's 2.Koppeling laserscan en fotogrammetrie voordelen van de 2 combineren 24

25 WP3: OPTIMALISATIE Multi-fotorectificatie Optimalisatie van standaardfotorectificatie via algoritmes: 1.Automatisch linken foto's a.d.h.v. voldoende overlap Slechts het minimum van 4 controlepunten nodig 2.Ontvouwen van omwentelingslichamen erfgoedsector Bron: project werk RLICC Val Duchesse, Julie Lindemans, Bron: master thesis, Steven Verhelst,

26 WP3: OPTIMALISATIE Datareductie van puntenwolk Filteroperaties datahoeveelheid en nauwkeurigheid = of 1. filteren outliers en ruis 2. vlakken zoeken en fitten 3. extractie lijnenmodel Extractie van breeklijnen uit een 3Dpuntenwolk. Bron: Yoshizawa,

27 WP3: OPTIMALISATIE Panoramische fotogrammetrie Fotogrammetrie op panoramische foto's Voordeel bij opmeten binnenruimtes: # pano's met voldoende overlap, 1 keer het proces van calibratie en oriëntatie Panoramische 360 foto m.b.v. panohead. Bron: Santana M. 27

28 WP4: EVALUATIE DOEL Kritische evaluatie van de 3D modellen om na te gaan of er voldaan werd aan de nauwkeurigheidseisen. Opstellen van richtlijnen ter optimalisatie van de nauwkeurigheid. Een referentie kader voor de 3D modellen opstellen door een vergelijking van dezelfde toepassing met een andere meetmethode. 28

29 WP4: EVALUATIE 1) handleiding ter bevordering van de nauwkeurigheid in welke mate de ruis op de data een negatieve invloed kan hebben op het verkrijgen van deze resultaten of de nauwkeurigheid van het fotogrammetrisch proces verbeterd kan worden in welke mate de data nuttig is voor het beoogde resultaat 29

30 WP4: EVALUATIE 2) rapport van de vergelijking tussen fotogrammetrische opname en laserscan opname Kan fotogrammetrie een goedkoper, maar minstens even nauwkeurig, alternatief zijn voor laser scanning? Laser scanners zijn immers nog steeds een dure investering en liggen niet direct binnen het bereik van de modale landmeter. Terwijl fotogrammetrie een lagere drempel heeft. 30

31 WP5: TOEPASSINGENMATRIX DOEL Structurering van de mogelijkheden en beperkingen van elke meetopstelling en zijn verwerking. Dit gekoppeld met het toepassingsgebied en dus het vereiste eindproduct. 31

32 WP5: TOEPASSINGSMATRIX Evaluaties uit de vorige werkpakketen aangaande gebruiksvriendelijkheid, financiën en tijdsindicaties zullen inhoud geven aan een synthetiserende tabel. Deze tabel zal per toepassing de mogelijke methodieken aanwenden met een te verwachten resultaat. vraag aanbod 32

33 WP6: TECHNOLOGIEVERSPREIDING DOEL Verworven kennis en de bekomen onderzoeksresultaten op een efficiënte wijze overbrengen naar de huidige en potentiële toekomstige gebruikers. 33

34 WP6: TECHNOLOGIEVERSPREIDING Website eavise.be/3d4sure twee workshops twee opleidingsdagen voor de landmeter incorporatie van stages en masterproeven met bedrijven uit de gebruikersgroep aangepast cursusmateriaal artikels in vaktijdschriften 34

35 WP1: FOTOGRAMMETRISCHE TOOLS Huidige aanbod: software tools, cloud services en diensverwerkende bedrijven Hoe presteren ze t.o.v. elkaar? Matrix Kolommen: eigenschappen Rijen: aanbod Naam Producent Versie Verspreidingsvorm Kostprijs Toep. domein Features Input formats Output formats Systeem vereisten... 35

36 WP1: FOTOGRAMMETRISCHE TOOLS Naam PRODUCENT Verspreidingsvorm... Realworks Survey Software TRIMBLE Agisoft Photoscan AGISOFT Photomodeler Scanner PHOTOMODELER Strabo ORBIT GEOSPATIAL TECHNOLOGIES Image Master TOPCON Photoplan 3D KUBIT Pix4UAV PIX4D Scannerkiller SCANNERKILLER Photsynth toolkit MICROSOFT 123D AUTODESK Arc3D KULEUVEN iwitness LeicaPhotogrammetrySuite ERDAS SocetSet BAE SYSTEMS 36 GEOID softwarepakket softwarepakket softwarepakket softwarepakket softwarepakket softwarepakket cloud service en software cloud service en software softwarepakket cloud service en software cloud service softwarepakket softwarepakket softwarepakket dienstverwerking

37 Naam Producent Versie Vorm Prijs commerc. Prijs educatief Toep. features I n Out Systeem vereisten Agisoft Photoscan AGISOFT pro Software pakket 3499$ 549$ topografie 1.Aerial Triangulation J P E G GeoTiff, xyz, Google KML, Minimal configuration: - Windows XP or later (32 or 64 bit), Mac OS X Snow Leopard or later, Debian / Ubuntu (64 bit) geologie en terrein 2.Polygonal Model Generation T I F F COLLADA, PLY, universal 3D -Intel Core 2 Duo processor or equivalent -2GB of RAM Architectuur en erfgoed 3.Setting Coordinate System P N G VRML, 3DS Max Kunst en conservatie 4. Georeferenced DEMmodel Generation B M P Wavefro nt OBJ, PDF Recommended configuration: -Windows XP or later (64 bit), Mac OS X Snow Leopard or later, Debian / Ubuntu (64 bit) 5. Georeferenced Orthophoto Generaton -Intel Core i7 processor -12GB of RAM

38 WP1: HARDWARE VOOR INWINNING Een inventarisatie is gestart voor de mogelijkheden aangaande de inwinning van de fotogrammetrische beelden. Instrumentaria Opname platform Nationale regelgeving 38

39 WP1: INWINNING - OPNAME Consumenten camera vb: Panasonic Lumix FX35 10 Mega Pixel ~ 390 Spiegel Reflex camera vb: Canon 550D 18 Mega Pixel ~

40 WP1: INWINNING - PLATFORM Terrestische opname Panoramische opstelling vb: GigaPan EPIC PRO ~ 700 Geïntegreerd in een Total Station vb: Leica Viva TS-15 5 Mega pixels ~

41 WP1: INWINNING - PLATFORM Luchtopname Vaste vleugels vb: Gatewing X Mega pixels ~ Roterende vleugels vb: Microdrone MK-1000 > vb: DroneFlyer Hexacopter MK2 ~

42 42 WP1: INWINNING - REGELGEVING

43 WP1: INWINNING - REGELGEVING Commissie voor de Bescherming van de Persoonlijke levenssfeer aanbeveling voor mobile mapping Doordat opnames worden gemaakt op de openbare weg kunnen beelden als persoonsgegevens worden beschouwd. Denk aan Google Streetview Echter moet persoon direct of indirect kunnen worden geïdentificeerd. Dit is mogelijk maar niet het doeleinde bij kartering. Daardoor is mobile mapping gerechtvaardigd mits de doeleinden voorafgaand aan de verwerking zo nauwkeurig mogelijk zijn vastgelegd 43

44 44 WP1: INWINNING - REGELGEVING

45 WP1: INWINNING - REGELGEVING In tegenstelling tot terrestische opnames zijn personen niet te herkennen op luchtopnames. Als dit besef doorkomt bij het publiek, dan zal het angstbeeld minder zijn. Regelgeving omtrent opnames vanaf onbemande luchtvaartuigen is nog in de maak. Een belangen organisatie is opgezet, Belgische vereniging van onbemande luchtvaart, men kan op de hoogte worden gehouden via 45

46 46 BRAINSTORM

47 AFTOETSEN VRAAG-AANBOD Noden? Beperkingen? Verwachtingen? Kwaliteitscriteria??! Pro?Contra? 47

48 48 INVULLEN CASE STUDIES

49 3D GEBOUWMODELLEN 3D dakmodel via UAV: plaatsing van zonnepanelen, bepaling oppervlakte, helling en schaduwinval 49

50 VOLUMEBEREKENINGEN 3D-model van stockpiles, grondverzet, mijnbouw, Nauwkeurige berekening volume 50

51 INDUSTRIËLE TOEPASSINGEN Snelle 3D-opmeting van industriële installaties staalbouw, wegenaanleg, piping, As-built opmeting Laserscanning tijdrovend bereikbaarheid 51

52 3D RECONSTRUCTIE in archeologie Archeologie Lage kost én inzetbaar in verschillende omgevingen Basisidee: survey van de site en kleinere vondsten MAAR ook: reconstructies a.d.h.v. archieffoto's Bron: A. Gruen et al, Archieffoto's van 'the Great Buddha of Bamiyan' en 3D reconstructie. PHOTOGRAMMETRIC RECONSTRUCTION OF THE GREAT BUDDHA OF BAMIYAN, AFGHANISTAN, In The Photogrammetric Record 19(107): (September 2004). 52

53 GEVELOPMETINGEN ERFGOED As-is plannen in restauratiedossiers Voordeel fotogrammetrie: niet enkel geometrie, ook kleur mapping materiaalgebruik, degradatie, pathologie,... Orthofoto en mappen van de gevel degradatie. Bron: A. Seif et al, PROTECTING BAALBEK'S INTEGRITY. A PROPOSAL FOR AN INTEGRATED RISK PREPAREDNESS STRATEGY, (2011). 53

54 IMAGING TOTAALSTATIONS Nieuwste generatie totaalstations: gerobotiseerd en ingebouwde camera extra potentieel? Nieuw toekomstperspectief voor fotogrammetrie ElcoVision 10 for Leica Viva. Bron: 54

55 PRAKTISCHE AFSPRAKEN Alle feedback altijd welkom via mail/tel/ Website: IWT e-tool gebruikerspoll verzamelt via online bevraging feedback na elke vergadering Vergaderfrequentie? IP-rechten Reglement van Orde Cofinanciering 55

56 CONTACTGEGEVENS EAVISE: Liesbet Cockx 015/ Toon Goedemé KAHOSL: Bjorn Van Genechten 09/