'995-*
NGT GEODESIA
Principe vliegtuig-laserscanning
Het principe van laserscanning is eenvoudig: de laser
scanner zendt vanuit het vliegtuig met een hoge frequen
tie laserstralen uit naar het aardoppervlak en registreert de
tijd tussen het uitzenden van een signaal en de ontvangst
van het gereflecteerde signaal in het vliegtuig (fig. i). Voor
de laserdiode is een spiegel gemonteerd. De spiegel roteert
in vaste van tevoren gedefinieerde stappen en met een
stapgrootte van minimaal eenhonderste graad. De met
een zeer hoge frequentie (tot 2000 pulsen per seconde)
uitgezonden laserstraal wordt op die manier onder ver
schillende (vaste) hoeken uitgezonden. Deze nieuwe
techniek maakt de laser tot een laserscanner. De scan
frequentie en -hoek zijn instelbaar. Hoe kleiner de scan-
hoek, des te kleiner de strookbreedte, maar des te groter
de dichtheid van gegevens.
Bij een standaard laservlucht op een vlieghoogte van
900 m neemt de scanner bij een scanhoek van 32 graden
een scanlijn met een breedte van bijna 500 m in het
terrein op. Elke individuele laserstraal heeft een diver
gentie van 0,25 milliradialen. Bij een vlieghoogte van
900 m heeft elke laserstraal een afdruk met een straal van
21 cm op de grond. De spiegel van de laserscanner roteert
met een frequentie van 8 Herz, waardoor per seconde
8 scanlijnen worden opgenomen. In elke strook worden
meer dan honderdvijfentwintig hoogtemetingen verricht.
Op grond van bovengenoemde specificaties resulteert
vliegtuig-laserscanning in een hoogtemodel met een ge
middelde meetdichtheid van 1 punt in een gebied van
4 bij 4 m. Per tape kan ongeveer 12 uur aan opname-
gegevens worden geregistreerd.
Een GPS-ontvanger registreert elke 0,6 seconde de positie
van het vliegtuig gedurende de vlucht. Daarnaast regis
treert een GPS-ontvanger op een vaste in RD-coördinaten
bekende locatie op de grond de GPS-signalen gedurende
de vlucht. Door deze (differentiële) meetmethode kan de
positie van de laserscanner in het (wgs '84) coördinaten
stelsel van het satellietsysteem met een hoge nauw
keurigheid worden berekend. De transformatie van het
wgs '84- naar het RD-stelsel wordt uitgevoerd op basis van
minimaal vier punten in de omgeving van het project.
Van deze vier punten dienen de positie en hoogte in beide
coördinatenstelsels en de geoïde-undulatie bekend te zijn.
Met behulp van een navigatiesysteem (ins) wordt de
stand van het vliegtuig gedurende de opname geregis
treerd.
Vluchtvoorbereiding
Meettechnieken om vanuit een vliegtuig topografische en
hoogte-informatie met een hoge nauwkeurigheid in te win
nen, zijn tot op heden nog gebonden aan het gebruik van een
aantal in RD-coördinaten bekende paspunten in liet terrein.
Ten behoeve van een fotogrammetrische fotovlucht worden
in het projectgebied grote aantallen paspunten landmeet
kundig ingemeten. Het inmeten, controleren en bewaken
van deze paspunten is echter een tijdrovende en kostbare
aangelegenheid. Vliegtuig-laserscanning maakt daarentegen
gebruik van slechts één (GPS-)paspunt op de grond en wel op
een locatie, die zowel in het rd- als wGs'84-coördinaten-
stelsel bekend is.
Fig. 1.
Het concept achter
vliegtuig-
laserscanning.
1. GPS, INS en
laserscanner in
het vliegtuig.
2. GPS-paspunt
in het terrein.
Opnamevlucht
Weersomstandigheden en seizoenvaria
ties zoals stand van de zon, lichtsterkte,
vegetatiebedekking bepalen of een foto
grammetrische vlucht kan worden uit
gevoerd. Bovengenoemde factoren zijn
van geringere invloed op een laser-
vlucht, waardoor deze in principe het
hele jaar kan worden uitgevoerd. Om
dat een hogere vegetatiebedekking in
vloed heeft op de penetratie van de
laserstralen tot het aardoppervlak,
wordt aanbevolen om in gebieden met
veel (hogere) vegetatie in het voor- ol
najaar te vliegen.
Verwerking van de metingen
tot hoogtegegevens
Na afronding van een fotogramme
trische vlucht worden de luchtfoto's
afgedrukt. Vervolgens vindt de arbeids
intensieve aerotriangulatie plaats, waar
na de werkelijke metingen pas kunnen
beginnen.
Bij vliegtuig-laserscanning is geen tus
senstap nodig: de waarnemingen wor
den reeds tijdens de opnamevlucht uit
gevoerd en op tape opgeslagen. Na de
vlucht worden de waarnemingen (laser,
gps en ins) gesynchroniseerd. Vervol
gens worden de positie en stand van de
laserscanner gedurende de vlucht gere
construeerd, hetgeen vergelijkbaar is
met aerotriangulatie. Tenslotte worden
de uiteindelijke hoogtegegevens bere
kend. De aerotriangulatie en het ver
werkingsproces (hoogteberekening)
van de lasergegevens vinden groten
deels geautomatiseerd plaats.
De ervaring leert dat het totale meet- en
verwerkingsproces bij fotogrammetrie
Vliegrichting
500 meter
Scarinchting
Scanhoek
Vlieghoogte 900 meter
125 metingen per scanlijn
8 scanlijnen per seconde
90
