Giyilebilir Mobil LiDAR’ın Kadastroda Kullanılabilirliği

Abstract

Teknolojideki hızlı değişimle LİDAR teknolojisi haritacılık alanına girmiştir. Mobil LİDAR ile hareket edebilen araçlarla veriler 2000 yıllarında toplanmaya başlandı. Günümüzde Giyilebilir Mobil LİDAR (GML) haritacılık alanında kullanılmaya başlanmıştır. Günümüzde Kadastro haritaları fotogrametrik ve yersel yöntemlerle yapılmaktadır. Kadastro haritalarında GML kullanımı hakkında yayınlanan çalışmalar yok denecek kadar azdır. Bu çalışmada kadastro haritalarının yapımında GML teknolojisin kullanılabilirliği araştırılmıştır. Çalışma Ankara Kentinin Balgat semtinde seçilen yapı adasında yapılmıştır. Çalışma için arazide yürüyüş yolu üzerine 5 yer kontrol noktası (YKN) oluşturularak, totalstation ve GNSS ile koordinat verilmiştir. YKN haricinde arazide GML ile ölçüm yaklaşık 8 dakika sürmüştür. Yapılan çalışmada yapı adasının 3B modeli ve ortofotosu karekök hatası 4 cm oluşturulmuştur. GML ile yapılan harita üzerinde sınırlar duvarlar takip edilerek oluşturulmuştur, GML ile elde edilen harita, kadastrodan elde edilen sayısal kadastro paftasıyla Netcad ortamında karşılaştırılmıştır. Orijinal kadastro paftasıyla GML’den elde edilen ortofoto Netcad ortamında iki tabaka halinde koordinat değerleriyle üst üste gelmiştir. Bulunan sonuç beklentilerinde üzerinde çıkarak ortofoto ve kadastro paftasındaki sınırlar tam çakışmıştır. Bu çalışma kadastro haritalarının üretiminde GML teknolojisinin etkin bir şekilde kullanılabileceğini göstermektedir. GML alanında daha fazla uygulama yapılarak çeşitli haritalama ihtiyaçlarının GML ile yapılabilirliği keşfedilebilir.

Keywords

• Kadastro ölçümü
• giyilebilir mobil lidar
• fotogrametri
• lazer tarama
• 3B

Usability of Wearable Mobile LiDAR in Cadastre

Abstract

The rapid evolution of technology has ushered LIDAR technology into the field of mapping. Data collection with mobile LIDAR vehicles began in the early 2000s. Today, Wearable Mobile LIDAR (WML) has started to be utilized in the field of mapping. Cadastral maps are currently produced using photogrammetric and terrestrial methods. There are scarce published studies on the usage of WML in cadastral maps. This study investigates the applicability of GML technology in the production of cadastral maps. The research was conducted in the Balgat district of Ankara City, focusing on a selected building block. For the study, five ground control points (GCP) were established along a walking path in the field, and coordinates were determined using total station and GNSS, excluding GCP. The measurement with WML in the field took approximately 8 minutes. In the study, a 3D model of the building block and its orthophoto were created with a square root error of 4 cm. On the map made with WML, the boundaries were delineated by following the walls. The map obtained with WML was compared with the digital cadastral map obtained from the cadastre in the Netcad environment. The original cadastral sheet and the orthophoto obtained from WML were overlaid with the coordinate values in two layers in the Netcad environment. The results exceeded expectations, and the borders on the orthophoto and cadastral sheets coincided precisely. This study suggests that WML technology can be effectively employed in the production of cadastral maps. Further research could explore additional applications and advancements of WML technology in various mapping scenarios.

Keywords

• Cadastral survey
• wearable mobile Lidar
• photogrammetry
• laser scanning
• 3D

References

1. Alptekin, A., & Yakar, M. (2021). 3D model of Üçayak Ruins obtained from point clouds. Mersin Photogrammetry Journal, 3(2), 37-40.
2. Cabo, C., Del Pozo, S., Rodríguez-Gonzálvez, P., Ordóñez, C., & Gonzalez-Aguilera, D. (2018). Comparing terrestrial laser scanning (TLS) and wearable laser scanning (WLS) for individual tree modeling at plot level. Remote Sensing, 10(4), 540.
3. Carla LAUTER’in 13 Mayıs 2020 tarihli yazısı (Yeni giyilebilir VLX tarayıcıları ile NavVis, mobil haritalamayı ana akım haline getirmeyi hedefliyor) www-geoweeknews-com. (Erişim Tarihi: 01.10.2021)
4. Chio, S. H., & Hou, K. W. (2021). Application of a Hand-Held LiDAR Scanner for the Urban Cadastral Detail Survey in Digitized Cadastral Area of Taiwan Urban City. Remote Sensing, 13(24), 4981.
5. Di Filippo, A., Sánchez-Aparicio, L. J., Barba, S., Martín-Jiménez, J. A., Mora, R., & González Aguilera, D. (2018). Use of a wearable mobile laser system in seamless indoor 3D mapping of a complex historical site. Remote Sensing, 10(12), 1897.
6. Di Filippo, A., Sánchez-Aparicio, L. J., Barba, S., Martín-Jiménez, J. A., Mora, R., & González Aguilera, D. (2018). Use of a wearable mobile laser system in seamless indoor 3D mapping of a complex historical site. Remote Sensing, 10(12), 1897.
7. Di Stefano, F., Chiappini, S., Gorreja, A., Balestra, M., & Pierdicca, R. (2021). Mobile 3D scan LiDAR: A literature review. Geomatics, Natural Hazards and Risk, 12(1), 2387-2429.
8. Di Stefano, F., Torresani, A., Farella, E. M., Pierdicca, R., Menna, F., & Remondino, F. (2021). 3D surveying of underground built heritage: Opportunities and challenges of mobile technologies. Sustainability, 13(23), 13289.

9. Erdoğan, A., Görken, M., & Kabadayı, A. (2022a). Study on the use of unmanned aerial vehicles in open mine sites: A case study of Ordu Province Mine Site. Advanced UAV, 2(2), 35-40.
10. Erdoğan, A., Görken, M., Kabadayı, A., & Temizel, S. (2022b). Evaluation of green areas with remote sensing and GIS: A case study of Yozgat city center. Advanced Remote Sensing, 2(2), 58-65.
11. Erdoğan, A., Kabadayı, A., & Akın, E. S. (2021). Kültürel mirasın fotogrametrik yöntemle 3B modellenmesi: Karabıyık Köprüsü Örneği. Türkiye İnsansız Hava Araçları Dergisi, 3(1), 23-27.
12. Geoslam firmasının ana sayfasından 14 Ekim 2021 tarihinde https://geoslam.com/, adresinden erişildi.
13. GEXCEL Şirketinin sayfasından 2 Ekim 2021 tarihinde https://gexcel.it/en/solutions/heron-portable-3d-mapping-system adresinden erişildi.
14. Hyyppä, E., Kukko, A., Kaijaluoto, R., White, J. C., Wulder, M. A., Pyörälä, J., ... & Hyyppä, J. (2020). Accurate derivation of stem curve and volume using backpack mobile laser scanning. ISPRS Journal of Photogrammetry and Remote Sensing, 161, 246-262.
15. Kabadayı, A. (2022). Maden Sahasının İnsansız Hava Aracı Yardımıyla Fotogrametrik Yöntemle Haritalanması. Türkiye İnsansız Hava Araçları Dergisi, 4(1), 19-23.
16. Kabadayı, A. (2023). Yersel Lazer Tarama Yöntemi ile Rölöve ve Restütasyon projelerinin hazırlanması; Akşehir Kale Kalıntısı Örneği. Türkiye Lidar Dergisi, 5(1), 17-25.
17. Kabadayı, A., & Erdoğan, A. (2022a). Application of terrestrial photogrammetry method in cultural heritage studies: A case study of Seyfeddin Karasungur. Mersin Photogrammetry Journal, 4(2), 62-67.
18. Kabadayı, A., & Erdoğan, A. (2022b). İHA Fotogrametrisi Kullanarak Kadastroda Binaların Konum Doğruluğunun İncelenmesi. Türkiye Fotogrametri Dergisi, 4(2), 66-72.
19. Kabadayı, A., & Erdoğan, A. (2023). İHA Fotogrametrisi Kullanarak Yozgat Çilekçi Türbesi’nin 3 Boyutlu Nokta Bulutu ve Modelinin Üretilmesi. Türkiye Fotogrametri Dergisi, 5(1), 29-35.
20. Kabadayı, A., Yunus, K., & Yiğit, A. Y. (2020). Comparison of documentation cultural artifacts using the 3D model in different software. Mersin Photogrammetry Journal, 2(2), 51-58.Karabacak A., (2022) Mobil Haritalama Yöntemlerinin Farklı Yerlerde Uygulamalari ve Karşılaşılan Sorunlar, Mersin Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü, Uzaktan Algılama Ve Coğrafi Bilgi Sistemleri Anabilim Dalı, Yüksek Lisans Tezi. (c)
21. Kanun, E., Metin, A., & Yakar, M. (2021). Yersel Lazer Tarama Tekniği Kullanarak Ağzıkara Han’ın 3 Boyutlu Nokta Bulutunun Elde Edilmesi. Türkiye Lidar Dergisi, 3(2), 58-64.
22. Karabacak, A., & Yakar, M. (2022) Giyilebilir Mobil LİDAR Kullanım Alanları ve Cambazlı Kilisesinin 3B Modellemesi. Türkiye Lidar Dergisi, 4(2), 37-52.
23. Karabacak, A., & Yakar, M. (2023). 3D modeling of Mersin Akyar Cliffs with wearable mobile LIDAR. Advanced Engineering Days (AED), 6, 86-89.(a)
24. Karabacak, A., & Yakar, M. (2023). 3D modeling of Mersin Sarisih Caravanserai with wearable mobile LIDAR. Advanced Engineering Days (AED), 6, 90-93. (b)
25. Karabacak, A., & Yakar, M. (2023). 3D Modeling of Mufti Abdullah Sıddık Mosque using Wearable Mobile LiDAR. Advanced LiDAR, 3(1), 01-09. (c)
26. Karataş, L., Alptekin, A., & Yakar, M. (2022). Creating Architectural Surveys of Traditional Buildings with the Help of Terrestrial Laser Scanning Method (TLS) and Orthophotos: Historical Diyarbakır Sur Mansion. Advanced LiDAR, 2(2), 54-63.
27. Ko, C., Lee, S., Yim, J., Kim, D., & Kang, J. (2021). Comparison of Forest Inventory Methods at Plot-Level between a Backpack Personal Laser Scanning (BPLS) and Conventional Equipment in Jeju Island, South Korea. Forests, 12(3), 308.
28. Kuşak, L., Unel, F. B., Alptekin, A., Celik, M. O., & Yakar, M. (2021). Apriori association rule and K-means clustering algorithms for interpretation of pre-event landslide areas and landslide inventory mapping. Open Geosciences, 13(1), 1226-1244.
29. Maset, E., Cucchiaro, S., Cazorzi, F., Crosilla, F., Fusiello, A., & Beinat, A. (2021). Investigating the Performance of a Handheld Mobile Mapping System in Different Outdoor Scenarios. International Archives of the Photogrammetry, Remote Sensing and Spatial Information Sciences, 43, B1-2021.
30. Maset, E., Scalera, L., Beinat, A., Visintini, D., & Gasparetto, A. (2022). Performance Investigation and Repeatability Assessment of a Mobile Robotic System for 3D Mapping. Robotics, 11(3), 54.
31. Masiero, A., Fissore, F., Guarnieri, A., Pirotti, F., Visintini, D., & Vettore, A. (2018). Performance evaluation of two indoor mapping systems: Low-cost UWB-aided photogrammetry and backpack laser scanning. Applied Sciences, 8(3), 416.
32. NAVVIS şirketi sayfasından 1 Ekim 2021 tarihinde www-navvis-com adresinden erişildi.
33. Otero, R., Lagüela, S., Garrido, I., & Arias, P. (2020). Mobile indoor mapping technologies: A review. Automation in Construction, 120, 103399.
34. Rodríguez-Martín, M., Sánchez-Aparicio, L. J., Maté-González, M. Á., Muñoz-Nieto, Á. L., & Gonzalez-Aguilera, D. (2022). Comprehensive Generation of Historical Construction CAD Models from Data Provided by a Wearable Mobile Mapping System: A Case Study of the Church of Adanero (Ávila, Spain). Sensors, 22(8), 2922.
35. Sánchez-Aparicio, L. J., Mora, R., Conde, B., Maté-González, M. Á., Sánchez-Aparicio, M., & González-Aguilera, D. (2021). Integration of a wearable mobile mapping solution and advance numerical simulations for the structural analysis of historical constructions: A case of study in San Pedro Church (Palencia, Spain). Remote Sensing, 13(7), 1252.
36. Thomson C., (2020), (What is SLAM?) 2 Ekim 2021 tarihinde https://info.vercator.com/blog/what-is-slam adresinden erişildi.
37. Thomson C., (2021), 3 types of terrestrial laser scanners 2. https://info.vercator.com/blog/3-types-of-terrestrial-laser-scanners adresinden erişildi.
38. Ulvi, A., Yakar, M., Toprak, A. S., & Mutluoglu, O. (2014). Laser scanning and photogrammetric evaluation of Uzuncaburç Monumental Entrance. International Journal of Applied Mathematics Electronics and Computers, 3(1), 32-36.
39. Ulvi, A., Yiğit, A. Y., Çelik, M. Ö. & Alptekin, A. (2021). Detection of existing infrastructure lines with wearable laser scanners and making infrastructure map: a case of Mersin University. Mersin Photogrammetry Journal, 3(2), 61-68.
40. Ünal, M., Yakar, M., & Yildiz, F. (2004). Discontinuity surface roughness measurement techniques and the evaluation of digital photogrammetric method. In Proceedings of the 20th international congress for photogrammetry and remote sensing, ISPRS, 1103, 1108.
41. Vassena, G., & Clerici, A. (2018). Open pit mine 3D mapping by tls and digital photogrammetry: 3D model update thanks to a slam based approach. International Archives of the Photogrammetry, Remote Sensing and Spatial Information Sciences, 42(2), 1145-1148.
42. Velas, M., Spanel, M., Sleziak, T., Habrovec, J., & Herout, A. (2019). Indoor and outdoor backpack mapping with calibrated pair of velodyne LiDARs. Sensors, 19(18), 3944.
43. Xu, S., Sun, X., Yun, J., & Wang, H. (2020). A new clustering-based framework to the stem estimation and growth fitting of street trees from mobile laser scanning data. IEEE Journal of Selected Topics in Applied Earth Observations and Remote Sensing, 13, 3240-3250.
44. Yakar, M., & Doğan, Y. (2017). Uzuncaburç Antik Kentinin İHA Kullanılarak Eğik Fotogrametri Yöntemiyle Üç Boyutlu Modellenmesi. 16. Türkiye Harita Bilimsel ve Teknik Kurultayı. TMMOB Harita ve Kadastro Mühendisleri Odası, Ankara.
45. Yakar, M., & Karabacak, A., (2023). Giyilebilir Mobil Lidar ve Uygulamaları, Isbn: 978-625-8101-40-9, Atlas Akademi, Baskı Sayısı: 1, 196 Sayfa, Konya, Türkiye (d).
46. Yılmaz, H. M., & Yakar, M. (2006a). Lidar (Light Detection And Ranging) Tarama Sistemi. Yapı Teknolojileri Elektronik Dergisi, 2(2), 23-33.
47. Yılmaz, H. M., & Yakar, M. (2006b). Yersel lazer tarama Teknolojisi. Yapı teknolojileri Elektronik dergisi, 2(2), 43-48.
48. Yılmaz, H. M., & Yakar, M. (2008). Computing of volume of excavation areas by digital close range photogrammetry. Arabian J. Sci. Eng. 33(1A), 63-78.
49. Yılmaz, I. (2009). A research on the accuracy of landform volumes determined using different interpolation methods. Scientific Research and Essay, 4(11), 1248-1259.
50. Yılmaz, M., & Uysal, M. (2016). Comparison of data reduction algorithms for Li DAR‐derived digital terrain model generalisation. Area, 48(4), 521-532.
51. Yılmaz, M., & Uysal, M. (2017). Comparing uniform and random data reduction methods for DTM accuracy. International Journal of Engineering and Geosciences, 2(1), 9-16.
52. Yılmaz, M., Uysal, M., & Yılmaz, İ. (2015). Hava LiDAR Nokta Bulutundan Sayısal Yükseklik Modeli Üretiminde Veri Seyrekleştirme Algoritmalarının Karşılaştırılması. TMMOB Harita ve Kadastro Mühendisleri Odası, 15.
53. Zhou, S., Kang, F., Li, W., Kan, J., Zheng, Y., & He, G. (2019). Extracting diameter at breast height with a handheld mobile LiDAR system in an outdoor environment. Sensors, 19(14), 3212.