Feasibility of mobile laser scanning for mapping and monitoring a riverine environment

Maastonmuotojen yksityiskohtainen geometria on tärkeä lähtötieto monissa ympäristö-tutkimuksissa, kuten jokivarsien muutosseurannassa, hydraulisessa mallinnuksessa, geomorfologian tulkinnassa ja elinympäristöjen mallinnuksessa. Viime vuosina liikkuva laserkeilaus on osoittautunut tehokkaaksi ja monikäyttöiseksi menetelmäksi kerätä 3D-tietoa sekä rakennetuista että luonnon ympäristöistä. Liikkuva laserkeilaus on mittaustekniikka, joka hyödyntää kohteiden kolmiulotteiseen kartoittamiseen lasersäteen avulla tapahtuvia etäisyys-havaintoja, satelliittipaikannusjärjestelmiä ja tarkkoja asennon mittausjärjestelmiä. Mittaus-järjestelmä voidaan joustavasti asentaa erilaisiin mittausalustoihin eri tarkoituksia varten. Teknologian kehitys viime vuosina on tuonut markkinoille entistä kevyempiä laitteistoja, mikä on mahdollistanut myös henkilökohtaisen (liikkuvan) selkäreppulaserkeilauksen. Liikkuvan laserkeilauksen soveltuvuutta maastonmuotojen kartoitukseen on tutkittu varsinkin tieympäristöjen mallinnuksen yhteydessä mutta geomorfologiaan ja virtavesiin liittyvissä tutkimuksissa menetelmää ei ole aiemmin hyödynnetty. Erityisesti liikkuvalla laserkeilauksella kerätyt aikasarjat tuottavat merkittävän ja yksityiskohtaisen aineiston erilaisten luonnonprosessien analysointiin. Menetelmän uusia mahdollisia sovelluksia ovat esimerkiksi jokiympäristöjen tulvariskiarviointi, katupuiden terveyden ja laadun seuranta, ympäristövaikutusten arviointi, karttojen päivitys, kaupunki- ja sisätilamallien päivittäminen. Tässä tutkimuksessa liikkuvan laserkeilauksen soveltuvuutta arvioitiin jokiympäristön topografian kartoitukseen ja kevättulvien aiheuttamien muutoksien seurantaan. Aineistoa mitattiin asentamalla mittauslaitteisto veneeseen, kärryyn ja selkäreppuun. Aineiston laatu-arviointi sisälsi digitaalisten maastomallien tarkkuuden, pistepilven geometrisen laadun ja BoMMS-laitteiston suorituskyvyn jokiympäristön topografian muutoksien seurannassa. Automaattisia aineiston käsittelymenetelmiä testattiin ja esiteltiin maaston ja kasvillisuuden pisteiden luokittelemiseksi BoMMS-aineistosta. Lisäksi tutkimuksessa testattiin panoraama-kuvien hyödyntämistä maanpinnan muutosmallien tulkinnassa. Tutkimuksen tulokset osoittavat, että liikkuvan laserkeilauksella voidaan parantaa korkea-resoluutioisten ympäristön 3D-mallien alueellista ja ajallista ulottuvuutta. Erityisesti liikkuva laserkeilaus tarjoaa ainutlaatuisen aineistonkeräysmenetelmän haastaviin kartoitustehtäviin. Liikkuvan laserkeilauksen sovellusten määrä on suuri, mutta on tärkeä ottaa huomioon, että korkean tarkkuuden mittaukset edellyttävät hyvää paikannustarkkuutta, asianmukaista järjestelmäkalibrointia ja referenssimittauksia.