Underground 3D utility mapping: A vision for the future

deze blogpost gaat verder met de verkenning van ondergrondse utility mapping van vorige week en waarom het belangrijk is. Deze week kijken we naar de huidige state-of-the-art technologie voor het detecteren van ondergrondse nutsbedrijven en praten we met Leica Geosystems voor een visie op de toekomst.

teledetectie-instrumenten voor ondergrondse nutsdetectie zijn al meer dan tien jaar beschikbaar. In 2005 kocht Leica Geosystems bijvoorbeeld Kabeldetectie in het Verenigd Koninkrijk. Leica Geosystems werkt ook een aantal jaren samen met IDS (Ingegneria dei Sistemi). Als gevolg hiervan biedt Leica Geosystems zowel elektromagnetische (EML) als ground penetrating radar (GPR) hardware en software voor het detecteren van ondergrondse nutsbedrijven.

de industriestandaardinstrumenten zijn elektromagnetische (EML) detectiestoven (bijvoorbeeld het Leica DIGiSYSTEM en Leica ULTRA) die kunnen worden gecombineerd met een signaalgenerator om geleidende leidingen en kabels te detecteren. Deze toverstokken gebruiken verschillende frequenties om ondiepe en diepe infrastructuur te detecteren, maar ze zijn in principe 2D locators. Ze zijn effectief en eenvoudig te gebruiken voor het detecteren van ondergrondse infrastructuur, zolang deze toegankelijk en geleidend is (om een signaal in de pijp of kabel te kunnen opwekken).

de Leica DS2000

GPR-apparaten (bijvoorbeeld de Leica DS2000) kunnen niet alleen niet-metalen objecten detecteren, maar bieden ook 3D-locatie (rapportagediepte en X -, Y-locatie). Dit maakt GPR een superieure mapping technologie om EML toverstokken. In combinatie met GNSS-locators kan GPR nauwkeurig de geolocatie van ondergrondse infrastructuur in 3D bepalen. Het gebruik van GPR is bijna verplicht geworden in de waterindustrie, die het gebruik van plastic leidingen verhoogt. (Hoewel GPR is niet bijzonder goed in het detecteren van de plastic buis zelf, het detecteert de inhoud van de buis, zoals water.)

maar GPR heeft wel nadelen. Het belangrijkste is dat het vereist dat een deskundige, typisch een getrainde geofysicus, om de scans te interpreteren. Ten tweede zijn de huidige apparaten bedoeld om in een lopend tempo te werken, waardoor GPR bijvoorbeeld inefficiënt is in vergelijking met mobiel laserscannen. Bovendien vereist het identificeren van het type nut (water, elektrisch, glasvezel) over het algemeen aanvullende informatie uit andere bronnen. In sommige grondsoorten zoals aggregaat en klei GPR niet goed presteren.

een belangrijke stap voorwaarts

Leica Geosystems en IDS (Ingegneria dei Sistemi) werken al jaren samen aan GPR. Sinds de overname van Ids ‘ GeoRadar Divisie twee jaar geleden, heeft Hexagon een belangrijke technologie aangekondigd, de towable Pegasus: Stream array. Ontworpen om te worden gesleept door een voertuig met snelheden tot 15 km/uur (hoewel 5-10 km/uur meer typisch zijn), biedt het apparaat gelijktijdige 3D-scanning boven en onder de grond. Het bevat een mobiele laserscanner met laserscanners, optische camera ‘ s en GNSS-ontvangers (Leica Pegasus: Two) voor bovengrondse functies en een Stream EM GPR-array voor ondergrondse objecten.

dit was een belangrijke technologische aankondiging op het hxgnlive-evenement in 2016. Daar had ik de gelegenheid om kort te praten met Stuart Woods, Leica Geosystems Vice-President van Mobile Mapping, die duidelijk maakte dat Leica Geosystems een grote kans ziet in ondergrondse nutsdetectie en dat de GeoRadar-investering zou worden gevolgd door meer significante investeringen in ondergrondse karteringstechnologie.

a vision of the future for underground utility mapping

onlangs in Heerbrugg, Zwitserland had ik de gelegenheid om te praten met Katherine Broder, voorzitter van de construction tools division bij Leica Geosystems. We spraken over de visie van Leica Geosystems voor de toekomstige ontwikkeling van hardware en software voor ondergrondse kartering.Broder zei dat Leica Geosystems ‘ huidige focus ligt op de expertmarkt. Het directe doel is om positionering en ondergrondse detectie tools samen te brengen om een nauwkeurige locatie voor ondergrondse infrastructuur te bieden. De klanten voor deze technologie zijn meestal high-end, zoals nutsbedrijven, DoTs, MoTs en mapping agencies van de overheid, maar Leica is ook van plan om deze technologie te democratiseren naar de bredere professionele markt door de technologie toegankelijker te maken.

naast het samenbrengen van detectie, positionering en het delen van gegevens met “één knop” – eenvoud, is Leica ‘ s langetermijndoel om ze samen te brengen met verticale toepassingen zoals machinebesturing voor geautomatiseerde constructie. Hexagon ‘ s focus op interdisciplinaire integratie is een belangrijke drijfveer voor deze integratie voor verticale industrieën.

Tech to democratize underground mapping

Leica Geosystems is een speler die de markt voor laserscanning democratiseert. Het bedrijf heeft onlangs de BLK360 met één knop en een lage prijs geïntroduceerd om laserscanning uit te breiden naar de niet-deskundige professionele markt. Leica ‘ s doel met ondergrondse nutsdetectie is hetzelfde: het toegankelijk maken voor de brede markt van niet-deskundige professionals, waaronder landmeters en geospatiale professionals.

momenteel is de grootste beperking die de marktpenetratie van GPR beperkt de moeilijkheid om GPR-scans te interpreteren, aangezien een getrainde geofysicus essentieel is voor het proces. Om het mogelijk te maken voor niet-deskundige professionals om GPR te gebruiken, heeft Leica Geosystems zojuist DX Office Vision Utility post Processing software aangekondigd. Dit stelt gebruikers met minimale training in staat om leidingen en andere infrastructuur uit GPR-gegevens te halen in een CAD-tekening. Bovendien, het ondersteunt overlay EML scans beginnen om multi-sensor analyse mogelijk te maken.

Stream C

Hexagon ‘ s IDs GeoRadar division heeft onlangs ook de Stream C geïntroduceerd, een compacte GPR-array-oplossing voor real-time 3D-mapping van ondergrondse nutsbedrijven. Deze oplossing is uitgerust met software voor het automatisch in kaart brengen van ondergrondse infrastructuur. Een enorme antenne-array met twee polarisaties zorgt voor een verhoogde nauwkeurigheid, en samen met software voor het traceren van signalen over meerdere scans, detecteert en lokaliseert het systeem automatisch de positie van leidingen in real-time en toont ze op het scherm. Het systeem kan met de hand of met een klein voertuig worden gesleept, waardoor de acquisitiesnelheid tot 6 km/h wordt verhoogd.

een ander belangrijk software-initiatief wil real-time samenwerking tussen veldpersoneel en het Bureau mogelijk maken, zodat zowel boven als onder landmeetkunde gelijktijdig kan plaatsvinden. Leica DX Manager biedt een enkel dashboard voor gebruikers van ondergrondse detectiesystemen zoals de DS2000, GIS-verzamelaars en GNSS-positioneringssystemen om ruimtelijke gegevens, taken en veldteams te beheren. Het platform stelt gebruikers in staat om ondergrondse nutsinformatie gelijktijdig te lokaliseren, in kaart te brengen en te delen. DS2000-gebruikers kunnen bijvoorbeeld locatiegegevens inclusief dieptemetingen integreren met GNSS-metingen. Dit maakt het mogelijk om veldoperators met beperkte training en ervaring te hebben om gegevens te verzamelen die in realtime worden bekeken en geïnterpreteerd door geofysische experts op kantoor.

DX Manager

een daarmee samenhangende mogelijkheid is om condition assessment mogelijk te maken, gelijktijdig met onder-en bovengronds onderzoek. Dit omvat het integreren van andere technologieën en is analoog aan multi-sensor scanners zoals de Pegasus: Two en de Pegasus rugzak, die laserscanners, fotocamera ’s en IR-camera’ s omvatten. Locatie – en conditiegegevens zouden zeer nuttig zijn voor nutsbedrijven bij het prioriteren van hun onderhoudswerkzaamheden.Broder zei dat Leica Geosystems een grote kans ziet om documentatie over ondergrondse infrastructuur te beheren en te delen. Op dit moment is er enorme duplicatie van detectie, omdat elk nutsbedrijf en communicatiebedrijf zijn eigen scannen en kuilen doet en de verzamelde gegevens zelden worden gedeeld. Leica Geosystems onderzoekt de marktkansen voor softwaretools die een manier bieden om deze informatie over ondergrondse nutsbedrijven te delen.

marktkansen voor ondergrondse karteringstechnologie

volgens Broder is de grootste markt voor ondergrondse detectie de Verenigde Staten. De Europese markt–buiten Nederland en het Verenigd Koninkrijk–is over het algemeen conservatief. In Europa doet elk nutsbedrijf zijn eigen onderhoud en is er weinig coördinatie tussen nutsbedrijven en communicatiebedrijven om verkeersstoringen tot een minimum te beperken. Het resultaat is dat hetzelfde stuk weg meerdere keren opgegraven kan worden—wat het publiek telkens weer lastig maakt.

tot op heden heeft het onderhoud van de infrastructuur in Europa niet in technologie geïnvesteerd. Ondergrondse detectie is in principe beperkt tot speleologie, wat een enorm dure manier is om ondergrondse infrastructuur te lokaliseren. Broder schat dat de kosten van een enkele kuil, inclusief indirecte kosten zoals verkeersverstoring, ongeveer $30.000 bedragen. Ze gelooft dat het potentieel voor technologie in Europa enorm is –dat wil zeggen, zodra de kosten voor de economie van de huidige praktijken zijn gerealiseerd, en GPR en andere technologieën zijn begonnen om de nutsbedrijven en telecommunicatie-infrastructuur onderhoud markt te penetreren.

geen technisch probleem

de technologie is er al—de uitdaging is organisatorisch. Moet een overheidsinstantie deze verantwoordelijkheid dragen, zoals al het geval is in verschillende steden over de hele wereld of kan een commercieel bedrijf de gegevens verzamelen en de kosten voor het delen ervan in rekening brengen?Een innovatieve pilot in Chicago onder leiding van City Digital, Cityzenith, Accenture, HBK Engineering en de stad Chicago maakt gebruik van een kaartplatform dat digitale beelden van open opgravingen verzamelt, 3D-informatie daaruit haalt en die informatie deelt. Wanneer lokale ingenieursbureaus en nutsbedrijven graven in straten of trottoirs, werknemers maken een digitale foto van de zichtbare leidingen en draden blootgesteld door de opgraving. De beelden worden vervolgens gescand in het mapping platform, dat de belangrijkste gegevenspunten uit haalt: locatie, diepte en diameter van de leidingen en andere attributen van de infrastructuur in de foto. De verzamelde 3D-infrastructuurgegevens kunnen vervolgens geografisch worden doorzocht en op een digitale kaart van de straten van Chicago worden weergegeven.

samenvatting

in de afgelopen jaren is er een groeiende erkenning van de voordelen van een nauwkeurige geolocatie van ondergrondse infrastructuur en de zakelijke kansen die hierdoor ontstaan. De zakelijke voordelen van een nauwkeurige geolocatie van ondergrondse infrastructuur zijn gedocumenteerd door een aantal ROI-studies. Sommige landen, gemeenten, nutsbedrijven en communicatiebedrijven over de hele wereld hebben 3D-modellen van ondergrondse nutsinfrastructuur gemaakt.Teledetectietechnologieën zoals electomagnetische (EML) en ground penetrating radar (GPR) zijn al decennialang beschikbaar, maar deels vanwege de moeilijkheid om deze technologieën voor niet-deskundigen te gebruiken, blijft spolen de standaardmethode voor geolocatie van ondergrondse installaties in vele delen van de wereld. Er zijn tekenen dat dit verandert. Een belangrijke investering in ondergrondse detectie, positionering en documentatiebeheer wordt gedaan door een grote leverancier van survey-apparatuur. Dit heeft al geresulteerd in vooruitgang in de verwerking van software die zijn begonnen om GPR toegankelijk te maken voor de niet-deskundige markt.

daarnaast is de OGC bezig met een belangrijk nieuw normaliseringsinitiatief om beter informatiebeheer, – uitwisseling en-samenwerking voor ondergrondse gemeentelijke infrastructuur mogelijk te maken. Een innovatieve pilot in Chicago testte technologie voor het goedkoop verwerven en delen van informatie over ondergrondse infrastructuur, inclusief locatie. En er zijn tekenen dat de dienstensector belangrijke zakelijke kansen begint te realiseren in het in kaart brengen van ondergrondse nutsvoorzieningen – op de laatste GeoBusiness conferentie in Londen waren er ten minste vijf of zes bedrijven die ondergrondse nutsdetectie-en karteringsdiensten aanbieden.

Geef een antwoord

Het e-mailadres wordt niet gepubliceerd.