Diagram 6. Avvikelser i höjd för tre modeller från Topocad mot samtliga kontrollprofiler vid skogsmark. Avvikelse i meter.
5.3 Jämförelse mellan programvarorna
De två markmodeller med minst avvikelser från respektive programvara visar på varierande resultat beroende på marktyp. Resultaten är framtagna genom höjddifferenser mellan markmodell från respektive programvara och inmätta kontrollprofiler, se bilaga 2. Medelavvikelse samt standardavvikelse för de olika marktyperna för respektive modell redovisas i tabell 2.
Tabell 2. Medelavvikelse samt standardavvikelse för samtliga kontrollprofiler.
Medelavvikelse (m) Standardavvikelse (m) TOPOCAD AGISOFT PS TOPOCAD AGISOFT PS
Hårdgjorda ytor 0,13 0,12 0,19 0,15 Öppen terräng 0,14 0,15 0,18 0,18 Skogsmark 0,35 0,19 0,57 0,23 Total 0,22 0,19 0,37 0,24 Vid den täta bildmatchningen skapades luckor i punktmolnet, främst i skogsområden där programvaran Agisoft Photoscan haft problem att hitta överensstämmande bildpunkter. Ett urval av de linjer som delvis ligger i luckorna redovisas i tabell 3, där en indikation ges på hur de olika programvarorna lyckats behandla dessa ytor. Punktmolnet
25 klassificerat i Agisoft Photoscan bestod av 28 645 199 punkter. I Topocad bestod punktmolnet av 989 703 punkter. Punktmolnens utformning redovisas i bilaga 1.
Tabell 3. De gulmarkerade raderna är del av linje som hamnat i de luckor som bildats vid den täta bildmatchningen.
Vid hårdgjorda ytor är resultaten från programvarorna relativt lika varandra med enstaka avvikande kontrollpunkter, se diagram 7. Vid samtliga kontrollprofiler vid hårdgjorda ytor har Agisoft Photoscan lägre avvikelser än Topocad, och förekommande pikar en mindre storlek. För differenser mellan kontrollprofiler och markmodellerna, se bilaga 2. Terrängtyp Inmätt kontrollprofil (m) Topocad Bollradie=10m Differens (m) Agisoft PS Maxlängd=1,0m Differens (m) LINJE 14 1 SKOG 80,554 80,396 0,2 80,496 0,1 2 SKOG 80,567 80,584 0,0 80,637 −0,1 3 SKOG 80,688 80,459 0,2 80,754 −0,1 4 SKOG 80,559 80,264 0,3 80,757 −0,2 5 SKOG 80,635 80,088 0,5 80,807 −0,2 6 SKOG 80,637 79,972 0,7 80,861 −0,2 7 SKOG 80,766 79,754 1,0 80,971 −0,2 8 SKOG 80,618 79,736 0,9 80,380 0,2 9 SKOG 80,604 79,952 0,7 80,332 0,3 LINJE 15 1 SKOG 80,318 83,785 −3,5 80,456 −0,1 2 SKOG 80,313 82,072 −1,8 80,532 −0,2 3 SKOG 80,567 80,427 0,1 80,678 −0,1 4 SKOG 80,349 80,130 0,2 80,284 0,1 5 SKOG 80,352 80,129 0,2 80,138 0,2 6 SKOG 80,347 80,081 0,3 80,084 0,3 7 SKOG 80,527 80,101 0,4 80,378 0,1 8 SKOG 80,375 80,105 0,3 80,249 0,1 9 SKOG 80,335 80,240 0,1 80,243 0,1 Linjenummer
26 Diagram 7. Avvikelser i höjd mellan modell från Topocad och modell från Agisoft Photoscan vid hårdgjorda ytor. Avvikelse i meter. Resultaten för testområdet som består av öppen terräng, visar på avvikelser där programvarorna följer varandra, se diagram 8. Pikar som förekommer är av något mindre storlek i Agisoft Photoscan. För differenser mellan kontrollprofiler och markmodellerna, se bilaga 2. Diagram 8. Avvikelser i höjd mellan modell från Topocad och modell från Agisoft Photoscan vid öppen terräng. Avvikelse i meter.
27 Vid resultat över testområdet med skogsmark finns vissa avvikelser mellan markmodellerna, se diagram 9. Överlag stämmer markmodellen från Agisoft Photoscan bättre överens med kontrollprofilerna. För differenser mellan kontrollprofiler och markmodellerna, se bilaga 2.
Diagram 9. Avvikelser i höjd mellan modell från Topocad och modell från Agisoft Photoscan vid skogsmark. Avvikelse i meter.
28
6. Diskussion & analys
Det bör poängteras att de parametrar som använts i projektet för att skapa punktmoln och markmodeller är enligt egna bedömningar och behöver nödvändigtvis inte representera bästa inställningar för respektive programvara. Ingen värdering läggs i bedömningen av programvarorna.
Hänsyn skall tas till att projektets testområden omfattar olika marktyper. Testområdet med skogsmark omfattar kalhygge, tät och gles skog, vilket kan vara avgörande för resultatet inom testområdet. Ingen närmare analys har gjorts vilken programvara som behandlar de olika marktyperna inom respektive testområde på bästa sätt.
Klassificeringsfunktionen i Agisoft Photoscan underlättar bedömningen av resultatet, eftersom markpunkter tilldelas en färg, övriga punkter en annan. Klassificeringarna tog cirka 10 minuter att genomföra, oavsett vilka parametrar som valdes.
Vid klassificering i Topocad raderas de punkter som inte klassats som mark, vilket försvårar analysen något. Vid bearbetningar med funktionen “rulla boll” varierade tidsåtgången kraftigt. Enligt Adtollo är precisionen på bollen den parameter som är avgörande för tidsåtgången, ju högre värde desto mindre tidsåtgång. Det punktmoln som bedömts vara det mest lämpliga, bearbetad med en boll med radie 10 meter och en precision på 0,1 meter, tog cirka 10 minuter att genomföra. Vid undersökningarna uppkom vissa problem vid tidsmätning av bearbetningen, eftersom programvaran visade tendenser att låsa sig.
Viktigt att ta ställning till inför bearbetning i Topocad är avvägning av bollstorlek. Med en mindre boll finns risk att områden med träd/skog eller andra uppskjutande objekt representeras fel, eftersom bollen helt eller delvis faller ner i träden/objekten. Det avhjälps med en större boll, vilket kan bidra till en sämre noggrannhet i det övriga punktmolnet. Bollstorleken kan vara en anledningen till de större avvikelserna vid de hårdgjorda ytorna i diagram 4.
Vid klassificering i Agisoft Photoscan sker en avvägning vid val av vinkel och maxlängd mellan punkter. Vid rätt inställning resulterar det i att träd/skogspartier elimineras. Vid
29 inställning med för höga eller för låga värden finns risk att även brantare terräng och andra detaljer sorteras bort, vilket inte är syftet med en markmodell. En parameter som kan påverka resultatet är georefereringen av punktmolnet, eftersom det är refererat med GNSS-inmätta punkter som markerats i bilderna. Jämförelsen mot kontrollprofilerna kan därför påverkas, eftersom det finns risk att höjden inte överförts från exakt den position där inmätning av kontrollprofil skett.
Ytterligare en parameter som kan ha påverkat resultaten är den utglesning av punktmolnen som gjordes i SBG GEO inför skapandet av markmodeller. I projektet valdes en utglesning med en punkttäthet på 0,5 meter, vilket i vissa fall kan vara högt inom detaljerade områden. I projektet har tester utförts med utglesning på 0,2 meter, 0,5 meter och 1,0 meter, där enklare jämförelser mot kontrollprofilerna inte visade på någon större förbättring vid tätare punkter än 0,5 meter.
30
7. Slutsats
Huruvida en markmodell är tillförlitlig bedöms vid varje enskilt fall, beroende på dess användningsområde. I detta examensarbete redovisas att avvikelserna i den klassificerade markmodellen varierar med upp till cirka 0,5 meter med vissa undantag upp till 3,5 meter. I projektet visade funktionen för markklassificering i Agisoft Photoscan vara mer tillförlitlig än klassificeringen i Topocad. Tidsmässigt är klassificeringen ungefär lika i båda programvarorna. Tidsmätningen gjordes vid klassificering med de inställningar som genererade de punktmolnen som återgav verkligheten bäst.
Möjlighet finns att sortera bort punkter som inte representerar mark om användaren känner till programvarans inställningsmöjligheter och dess innebörd. Möjlighet att manuellt radera oönskade punkter finns i båda programvaror, vilket kan bidra till ett bättre punktmoln att bygga en markmodell på.
Projektet har visat att det finns problem vid bildmatchning av större områden med tät skog, vilket skapar luckor i punktmolnen. Luckorna i molnet har avhjälpts genom att använda längre triangelsidor vid skapandet av markmodeller. Längre trianglelsidor ger en markmodell över hela området, men också en mer generaliserad markmodell, vilket kan ha påverkat kvaliteten. Genom flygning över området med annan utrustning och flyghöjd, kan resultatet blivit annorlunda.
Vid Topocads funktion “rulla boll” finns svårigheter att rensa bland alla trädpunkter, vilket skapar brister i modellen, eftersom trädpunkterna ingår i skapandet av markmodell. Metoden kan förbättras genom användning av större boll, vilket minimerar trädpunkter, men görs på bekostnad av andra detaljer i modellen. De områden med luckor hanteras överlag bättre genom klassificering i Agisoft Photoscan.
Markmodellen som är skapad av punktmolnet klassificerat i Agisoft Photoscan visade på en medelavvikelse i höjd på 0,19 meter, vilket resulterar i användningsområde klass 4, enligt tabell 6, SIS-TS 21144:2016. Markmodell enligt klass 4 lämpar sig för projekteringsunderlag för väg- och järnväg i jämn terräng.
Markmodellen skapad av punktmolnet klassificerat i Topocad visade på en medelavvikelse på 0,22 meter, vilket resulterar i användningsområde klass 5, enligt tabell
31
6, SIS-TS 21144:2016. Markmodell enligt klass 5 lämpar sig för underlag för väg- och
järnväg i ojämn och kuperad terräng. Medelavvikelse och standardavvikelse för modellerna redovisas i tabell 3, där markmodellen skapad genom punktmolnet från Agisoft Photoscan återspeglar verkligheten i större utsträckning, särskilt vid skogsmark.
Efter vad resultaten har visat anser vi att den mest lämpade programvaran för klassificering av markpunkter i en varierande terräng är Agisoft Photoscan.