無人機重鋪路面——UAV評估土壤量和運輸距離

2020-12-06 探測者科技

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探測者說:承包道路建設項目的組織通常會根據土壤的挖掘、運輸、材料的成本對建築公司進行補償。但是,用於獲取此數據的傳統方法可能會耗時、昂貴且不可靠。因此,準確評估所用土壤的數量和運輸距離對於投標、授予和補償合同至關重要。

無人機測量土壤量

為了了解如何改進此過程,綠色航空技術公司與薩斯喀徹溫省農村市政府協商,決定研究利用無人飛行器(UAV)來促進這一過程的功效。

目的是學習如何用無人機幫助測量和跟蹤施工過程中使用的土壤量,以及獲得其他好處。

該項目歷時3個月,5月至7月用於取土場和道路,6月至8月用於取土場本身。

結果,出現了幾種重要的信息,包括從取土坑中清除的土壤數量、如何分別更準確地測量粘土和表土的體積、確定土壤的牽引距離以及驗證完成項目的壓實率。

運土量

對於該項目,根據對取土場和線性道路的比較現場分析來計算開挖量。數據是使用具有實時運動學(RTK)功能的調查級SenseFly eBee Plus固定翼無人機收集的。

在項目開始之前和完成後,對每個區域進行了飛行。飛行在400英尺(119米)的高度下進行,總採樣距離(GSD)為2.80釐米。

創建了兩次飛行的精確地形模型,然後使用Global Mapper在對齊的10釐米網格數字表面模型(DSM)上進行了比較,並通過Green Aero Tech的專有軟體門戶進行了顯示。該分析確定了體積差異並顯示了提取的物料數量。

區分粘土和表土的體積

在某些情況下,市政當局要求區分粘土和表土的體積,因為表土和粘土通常以不同的比率償還(表土需要移動兩次)。

在這種情況下,最初的現場勘測保持不變,並且在提取完成之後,但在表土重新分配到現場之前,進行施工後的收集。

通過這種方法,可以驗證挖出的表層土壤的量(通過計算表層土壤儲備的體積)和去除的粘土的量(總體積差減去表層土壤的體積)。

在項目1中,確定使用的總材料為粘土50,764.14立方碼、表土9,977.49立方碼。有了這些材料的總和,作為項目客戶的RM可以使用這些數據來驗證土方量和修路承包商的運輸距離,從而確定適當的款項。

牽引距離

衡量卡車行駛的距離也會影響到合約價格。由於無人機生產的地圖是經過正交校正且地理空間準確的,因此可以應用簡單的數字測量來確定牽引距離。

在項目2中,基於牽引中點的平均牽引距離為697.663 m。

為了獲得此信息,使用串行連接將RTK基站放置在未知點上,以將RTCM3校正流式傳輸到所使用的飛行管理軟體(senseFly eMotion)。

土壤壓實

還可以根據完全壓實或部分壓實的土壤量(而不是提取量)投標道路建設項目。測量壓實的土壤是一個簡單的過程,需要比較總挖方(借坑)和填方(道路)的體積。

在項目2中,總採伐量為19117.36立方碼,填充量為14316.56立方碼。該體積中還包括500立方碼的骨料,因此通過計算最終差值,可以確定壓實率為27.7%。

比較結果

將無人機數據與建築承包商的土壤提取計算結果進行比較。在項目2上,我們確定總取土量為19117.36立方碼,而承包商計算出的採出量為19293立方碼。這兩個結果的差異為175.64立方碼(0.9%)。

無人機的好處

在以上示例中,無人機技術的應用產生了明顯的好處。

無人機數據為負責項目的主要負責人和執行承包商提供了可靠、準確的信息來源。

Lipton RM經理Frank Kosa說:「我們對Green Aero Tech及其無人機所做的工作感到非常滿意。」 「使用無人機,他們能夠提供更快的結果,計算結果也更加準確。」

通過使用無人機,Green Aero Tech能夠收集準確且可驗證的數據,這有助於RM避免計費不正確,並確保對各方的公平補償。這可以鼓勵承包商誠實地報告正在移動的土壤量。

沒有一種方法可以輕鬆地驗證數據,公司就可以輕鬆地增加其運輸量估計,並且僱用該公司的公司也無法驗證該數字。

用于衡量運力估算值的傳統方法也可能不準確。例如。如果在25,000立方米的開採量上估算值減少了4%,則相差1,000碼。按每碼5.00美元計算,總差異可能達到5,000美元。在範圍較大的項目中,這個數目可能會增加。

使用無人機還可以更好地跟蹤項目並啟用靈活的招標策略,同時使各方更加放心。

最後,無人機提供更快、更廣泛的數據收集。在使用無人機技術之前,收集所需數據的唯一方法是聘請測量公司來手動收集地面數據點。這不僅增加了所需的時間,也增加了成本。

使用無人機收集的數據點可能比沒有無人機的要多得多。同時,更大、更複雜的工作現場不需要任何額外的時間來收集數據。而且由於無人機允許異地操作和遠程收集所需的數據,因此消除了必須在主動收縮區域工作的物理風險以及攀爬物料的危險。

空中的效能

從該項目可以得出結論,地形無人機測繪技術是提供準確和可用數據以解決與路面重鋪有關的問題的有效方法。

無人機製圖可以提供有關從取土坑中清除的土壤數量,分別測量粘土和表土的體積,確定拖運土壤的距離並驗證完成項目的壓實率的重要信息。

生成的報告可用於驗證承包商完成的工作,並確定通過兩個試點項目提供的服務的準確付款。

Piapot RM的裡夫(Reeve)的約翰·華格納(John Wagner)說:「我們對如何將無人機技術融入該項目印象深刻。」 「很明顯,將無人機用於此類項目是一種現代化,可靠且高效的方式。」

譯自 SenseFly 英文原著

本文由百家號作者探測者科技編譯

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