Jak STRABAG rozlicza roboty ziemne na dużych budowach liniowych, korzystając z danych dronowych

Strabag należy do nielicznych firm budowlanych w Polsce, które zdecydowały się zbudować własną flotę dronów i własny zespół przeszkolonych pilotów oraz specjalistów od przetwarzania danych. Dzięki temu koncern jest w pełni autonomiczny w pozyskiwaniu ortofotomap i chmur punktów – nie musi zlecać nalotów na zewnątrz. Wyzwaniem nie było więc samo pozyskanie danych, tylko coś innego: jak setki inżynierów, kierowników budów i biur technicznych rozsianych po dziesiątkach równoległych projektów w całej Polsce mają z tych danych korzystać w jednym, spójnym miejscu.

Strabag prowadzi jednocześnie dziesiątki dużych, liniowych inwestycji drogowych – pojedyncze kontrakty sięgają 10, 15, a nawet 30 kilometrów. Przy takiej skali kluczowa staje się kontrola robót ziemnych: porównywanie postępu prac z projektowanym modelem, wykrywanie rozbieżności i rozliczanie mas ziemnych między klasycznym pomiarem terenowym, ważeniem transportowanym materiałem a danymi z nalotów dronowych.

Koncern miał już dane – własne drony, własnych pilotów, własny zespół przetwarzający ortofotomapy i chmury punktów. Brakowało jednak wspólnej platformy, która pozwoliłaby uporządkować i udostępnić te dane wszystkim, którzy ich potrzebują: kierownikom budów, inżynierom, biurom technicznym, podwykonawcom i nadzorowi – nie tylko na pojedynczym kontrakcie, ale w skali całej firmy w Polsce.

Minimalne wymagania, jakie Strabag postawił przed rozwiązaniem, obejmowały m.in.:

• prezentowanie warstw 2D (ortofotomapy, numeryczny model powierzchni, mapy wektorowe, projekt zagospodarowania terenu),
• wykonywanie pomiarów liniowych, powierzchniowych i objętościowych bezpośrednio na platformie,
• możliwość wgrywania własnych warstw wektorowych i rastrowych,
• dołączanie dodatkowych informacji i dokumentów w formacie PDF,
• prezentację danych w warstwach 3D.

Strabag wybrał portal SkySnap jako narzędzie online do pomiarów i analizy danych geoprzestrzennych – nie jako dostawcę nalotów (te koncern realizuje sam), ale jako platformę, przez którą samodzielnie pozyskane dane trafiają do wszystkich uczestników procesu budowlanego.

Projektem pilotażowym była budowa obwodnicy Wąchocka w ciągu drogi krajowej DK42, gdzie geoportal posłużył jako centralny punkt zbierania danych z cyklicznych nalotów dronem, skanera stacjonarnego, pomiarów bezpośrednich oraz danych z Państwowego Zasobu Geodezyjnego i Kartograficznego (PZGiK).

W praktyce, przy rozliczaniu robót ziemnych, zespół Strabag wykorzystuje przede wszystkim dwa moduły portalu:

Automatyczne generowanie przekrojów poprzecznych. Na podstawie wcześniej przygotowanych modeli projektowych w formacie XML i danych z nalotu, portal generuje przekroje w dowolnie zadanych odstępach – nawet co 10 centymetrów, a nie tylko zgodnie z siatką projektową co 25 czy 50 metrów. Jak podkreśla Tomasz Mielniczek, sam proces wygenerowania takiego przekroju to zaledwie kilka kliknięć, dzięki czemu z danych mogą korzystać nie tylko geodeci, ale też kierownicy budów i inżynierowie bez specjalistycznej wiedzy GIS.

Automatyczne wykrywanie i pomiar hałd. Z wykorzystaniem uczenia maszynowego portal rozpoznaje granice hałd na placu składowym i pozwala policzyć ich objętość, z możliwością ręcznej korekty obrysu oraz przypisania nazwy materiału. Wynikiem jest gotowy raport zbiorczy dla całego placu oraz szczegółowa karta dla każdej hałdy osobno – w widoku 2D i 3D.

Dzięki takiemu podejściu Strabag krzyżowo weryfikuje roboty ziemne, zestawiając ze sobą trzy niezależne źródła: klasyczny pomiar terenowy, dane logistyczne z ważenia transportowanego materiału oraz pomiar fotogrametryczny z drona.

Cały proces wygenerowania raportu z przekroju terenu – od zaznaczenia odpowiedniej powierzchni po gotowy plik – zajmuje ok. 5 minut i trafia automatycznie na e-mail w formacie PDF oraz CSV, z możliwością dodania logo firmy lub klienta. Podobnie działa automatyczne wykrywanie hałd: algorytm sam obrysowuje granice składowiska na podstawie danych z nalotu, co – jak podkreślają przedstawiciele SkySnap – skraca czas potrzebny na policzenie objętości hałd z kilkudziesięciu godzin pracy w terenie do kilku minut przy komputerze.

Dane z portalu są też interoperacyjne z innymi środowiskami pracy – wygenerowane przekroje można eksportować do formatu DXF i wykorzystać w oprogramowaniu CAD, a portal obsługuje też wczytywanie i pomiary na modelach BIM w formacie IFC.

Dziś portal SkySnap jest wykorzystywany w całym Strabagu w Polsce do organizacji, monitoringu i zarządzania danymi geoprzestrzennymi:

• ponad 700 aktywnych użytkowników w całej organizacji,
• ponad 100 inwestycji założonych w portalu,
• ponad 6 terabajtów przetworzonych danych.

Na inwestycjach Strabagu naloty wykonywane są najczęściej raz w miesiącu przez cały okres trwania budowy, co pozwala na bieżąco monitorować zaawansowanie robót i porównywać je z modelem projektowym. Dane z kolejnych nalotów można też agregować w czasie – zestawiając stan zerowy, kolejne naloty i docelową koronę robót ziemnych w jednym raporcie, co daje pełny obraz postępu prac na danym odcinku.

Portal integruje też dane BIM (obsługa plików IFC) z danymi GIS, co Strabag określa jako podejście GeoBIM, oraz umożliwia pracę mobilną wraz z geolokalizacją bezpośrednio na placu budowy – inżynier może w terenie sprawdzić dane, wykonać pomiar, dodać notatkę czy przypisać zadanie konkretnej osobie.

Co dalej. Zespół SkySnap zapowiedział podczas webinaru kolejne funkcje, które trafią do portalu w ciągu najbliższych tygodni: dedykowany dashboard pokazujący postęp robót ziemnych w podziale na odcinki i całą inwestycję, raster różnicowy wizualizujący kolorami różnicę między dwoma nalotami lub między stanem aktualnym a koroną robót ziemnych, a także obliczanie objętości robót ziemnych powierzchniowo (na podstawie całego modelu terenu), nie tylko na przekrojach poprzecznych.

Podczas webinaru Tomasz Mielniczek zwrócił też uwagę, dlaczego prostota obsługi ma znaczenie większe niż liczba funkcji narzędzia:

Pomiar objętości hałdy w Portalu SkySnap (wykop/nasyp/netto)

Portal SkySnap — projekt DK42 Obwodnica Wąchocka (autor: Tomasz Mielniczek, tomasz.mielniczek@strabag.com)

Czy Strabag korzysta z usług dronowych SkySnap, czy tylko z portalu?

W tym modelu współpracy Strabag samodzielnie wykonuje naloty dronem i przetwarza dane własnym zespołem – portal SkySnap służy jako platforma do organizacji, udostępniania i analizy tych danych w całej organizacji. SkySnap oferuje też inne modele współpracy, w tym pełną usługę: pozyskanie danych, przetworzenie i dostarczenie gotowych produktów klientowi.

Do czego służy automatyczne generowanie przekrojów poprzecznych?

Pozwala szybko porównać stan faktyczny terenu (na podstawie danych z nalotu) z projektowanym modelem robót ziemnych, w dowolnie zadanych odstępach – bez konieczności ręcznego tworzenia przekrojów w specjalistycznym oprogramowaniu geodezyjnym.

Jak działa automatyczne wykrywanie hałd?

Portal wykorzystuje uczenie maszynowe do rozpoznania granic hałdy na podstawie danych z nalotu i wylicza jej objętość, z możliwością ręcznej korekty obrysu oraz opisania rodzaju materiału. Wcześniej taki pomiar wymagał wielu godzin pracy w terenie – dziś zajmuje kilka minut przy komputerze.

Ile czasu zajmuje wygenerowanie raportu z pomiaru?

Raport z przekroju terenu lub z objętości hałd generuje się automatycznie i trafia na e-mail w formie PDF i CSV w ciągu około 5 minut od zlecenia, z możliwością dodania własnego logo.

Jak często wykonywane są naloty na budowach Strabagu?

Najczęściej raz w miesiącu, przez cały okres trwania danej inwestycji – to pozwala na cykliczne, obiektywne monitorowanie postępu robót.

Czy portal obsługuje modele BIM?

Tak – portal umożliwia wczytywanie modeli w formacie IFC i wykonywanie na nich podstawowych pomiarów, a wygenerowane przekroje można eksportować do formatu DXF i wykorzystać w środowisku CAD.