Obliczanie objętości i rozliczanie robót ziemnych dronem w portalu SkySnap
Jak wykonawcy drogowi rozliczają roboty ziemne na podstawie danych z drona: przekroje poprzeczne, automatyczne wykrywanie hałd i raporty objętości w kilka kliknięć. Na przykładzie Strabag, który prowadzi ponad 100 inwestycji w portalu SkySnap.
Prowadzący
Paweł Wójcik
Rozwój biznesu, SkySnap
Odpowiada za rozwój biznesu SkySnap w branży budownictwa. Prowadzi serię Efekt Drona na Budowie, łączy perspektywę dostawcy technologii z realnymi potrzebami wykonawców i inwestorów.
Tomasz Mielniczek
Koordynator BIM, Strabag
Geodeta z około 30-letnim doświadczeniem zawodowym, w tym 17 lat w koncernie Strabag. Od 3-4 lat zajmuje się tematami dronowymi, GIS, BIM i digitalizacją na dużych projektach drogowych. Jeden z pierwszych użytkowników i testerów portalu SkySnap w Strabag.
Patryk Celiński
Wsparcie klientów, SkySnap
Odpowiada za wsparcie klientów i support techniczny SkySnap oraz sprzedaż usług i portalu. Podczas webinaru przeprowadził live demo obliczania objętości i generowania raportów w portalu.
Jak portal SkySnap liczy roboty ziemne: przekroje i hałdy?
Do rozliczania robót ziemnych w portalu SkySnap służą dwa moduły. Pierwszy to automatyczne generowanie przekrojów poprzecznych. Drugi to automatyczne wykrywanie i pomiar hałd, oparte na machine learning. Oba korzystają z modelu terenu zbudowanego z danych dronowych.
Przekrój powstaje na podstawie przygotowanych wcześniej danych: pliku XML z modelem i osiami, który portal automatycznie zamienia na raster wysokościowy i format GeoJSON. Gdy dane są w portalu, sam przekrój to kwestia 3-4 kliknięć. Co istotne, przekroje nie muszą być zgodne z interwałem projektowym co 25 czy 50 metrów. Można je wygenerować nawet co 10 centymetrów albo co 1 metr, w zależności od potrzeby.
Drugi moduł wykrywa hałdy automatycznie. Algorytm obrysowuje krawędzie hałdy, a użytkownik może je doedytować, przypisać materiał i policzyć objętość względem wybranej powierzchni odniesienia. Z takich pomiarów powstaje raport: zestawienie hałd z nazwami materiału, powierzchnią, objętością i pojedynczymi kartami dla każdej hałdy.
Generalnie czynnik ludzki, jak damy komuś coś prostego w użyciu, to on wejdzie w to. Natomiast jak będzie coś skomplikowane, to niestety on się wycofa rakiem i nie będzie tego używał.
— Tomasz Mielniczek, Strabag
Ile czasu oszczędza pomiar dronem zamiast klasycznego?
Na webinarze padł konkretny przykład porównawczy. Hałda pomierzona klasycznie zajęła geodecie 8 godzin w terenie i 3 godziny przetwarzania. Ta sama hałda z danych fotogrametrycznych z drona to pół godziny w terenie i około godziny na przetworzenie. Różnica objętości między obiema metodami wyniosła niecały 1 procent.
To pokazuje sedno: dane dronowe są dokładne wystarczająco do rozliczeń robót ziemnych, a oszczędność czasu jest wielokrotna. Przy automatycznym wykrywaniu hałd skala oszczędności rośnie jeszcze bardziej, bo praca, która ręcznie zajmowała kilkadziesiąt godzin lub pół godziny na hałdę, schodzi do kilku minut.
Drony pełnią u wykonawcy także rolę kontrolną. Tomasz Mielniczek opisał, że Strabag używa nalotów do krzyżowego sprawdzania robót ziemnych: zestawia pomiar fotogrametryczny z klasycznym pomiarem z terenu oraz z danymi o transporcie i ważeniu materiału. Z tych trzech składowych powstaje pełniejszy obraz przepływu mas na budowie.
Jak Strabag wykorzystuje portal na inwestycjach liniowych?
Strabag prowadzi w portalu SkySnap ponad 100 inwestycji w Polsce, z ponad 700 aktywnymi użytkownikami i ponad 6 TB zgromadzonych danych. To głównie duże projekty liniowe: drogi ekspresowe i autostrady o długości 10, 15, 20 kilometrów, a w jednym przypadku droga wojewódzka licząca prawie 30 kilometrów.
Model współpracy w tym przypadku jest specyficzny: Strabag ma własne drony, własnych przeszkolonych pilotów i samodzielnie przetwarza dane. Portal służy do dystrybucji gotowych danych na budowach w całej Polsce. To jeden z trzech wariantów współpracy ze SkySnap. Pozostałe dwa to pełna usługa (nalot, analiza i wgranie danych przez SkySnap) oraz sam processing (klient pozyskuje dane w terenie, a SkySnap je przetwarza i udostępnia).
Naloty są cykliczne. Na dużych projektach liniowych zwykle raz w miesiącu, przy bardzo dużych odcinkach 20-30 km nawet raz na dwa miesiące, a na mniejszych budowach 2-5 km nawet co tydzień. Częstotliwość dostosowuje się do frontu robót, bo na 30-kilometrowej budowie maszyny nie ruszają od razu na całej długości.
My w Strabagu jesteśmy transparentni. Nasze motto.
— Tomasz Mielniczek, Strabag
Co nowego pojawi się w portalu SkySnap?
W ciągu 2-3 tygodni od webinaru do portalu trafią funkcje rozszerzające rozliczanie robót ziemnych. Pierwsza to dedykowany dashboard postępu robót, który zastąpi ręczne zestawienia w Excelu i pokaże dane per poprzeczka, per sekcja lub dla całej budowy, w odniesieniu do stanu zero, nalotu albo korony robót ziemnych.
Druga to raster różnicowy: kolorystyczna wizualizacja różnicy wysokości między dwoma modelami terenu, która od razu pokazuje, ile materiału brakuje do wykopania lub nasypania. Funkcja powstała na podstawie licznych zgłoszeń użytkowników.
Trzecia zmiana to rozliczanie powierzchniowe. Obok klasycznego liczenia na przekrojach (pole przekroju razy odległość) pojawi się opcja liczenia na podstawie całego modelu terenu, czyli wszystkich punktów między poprzeczkami. To wierniejsze odwzorowanie ukształtowania terenu. Dochodzi też możliwość dodania gęstości nasypowej materiału, by od razu wyliczyć masę w tonach, oraz pomiary na modelach BIM w formacie IFC.
Równolegle SkySnap testuje automatyzację nalotów ze stacji dokujących. Docelowo drony w stylu DJI Dock 2 lub 3 wraz z Flight Hub mają być zintegrowane z portalem tak, by zdjęcia trafiały wprost do przetwarzania, bez konieczności przyjazdu pilota na budowę.
Najczęstsze pytania z webinaru
Czy modele XML do robót ziemnych trzeba robić samemu, czy to wymaganie do projektantów?
Różnie. W części zadań modele pozyskuje się od projektanta, ale dotyczy to głównie elementów innych niż korona robót ziemnych. Modele korony robót ziemnych zwykle tworzy wykonawca albo zleca obsłudze geodezyjnej. Bazą jest teren po odhumusowaniu i projekt, a na tej podstawie powstaje praktyczny bilans robót. Geodeci budują te dane w środowiskach CAD, takich jak AutoCAD, Trimble czy Bentley, generując korytarze, profile lub poprzeczki w formacie XML.
Czy zamawiający publiczny robi równolegle własne naloty kontrolne?
W większości przypadków to rola inżyniera kontraktu. W zamówieniach Generalnej Dyrekcji Dróg Krajowych i Autostrad zapisy obligują inżyniera do dokumentacji fotograficznej co miesiąc oraz nalotu fotogrametrycznego raz na sześć miesięcy. Inspektorzy geodeci weryfikują ilości robót ziemnych, choć nie zawsze metodą dronową. Tendencja jest taka, że naloty kontrolne stają się coraz częstsze, również po stronie inwestora.
Co zrobić, gdy nie ma danych początkowych do rozliczenia?
Zawsze jakieś dane są dostępne. Niekoniecznie z nalotu: mogą to być dane geodezyjne, stan zero z pomiaru klasycznego, mapa do celów projektowych albo dane LIDAR z Geoportalu, szczególnie przydatne na terenach zalesionych. Z każdego z tych źródeł można zbudować raster wysokościowy stanowiący punkt odniesienia. Algorytm liczący roboty ziemne działa tak samo niezależnie od tego, czy powierzchnia powstała z miliona punktów, czy z rozrzedzonego pomiaru tyczką.
Czy portal pokazuje podgląd nalotu w czasie rzeczywistym?
Nie. Portal SkySnap nie jest aplikacją do wykonywania nalotów, tylko do przetwarzania i udostępniania danych po nalocie. Potrzebny jest czas na przetworzenie zdjęć do ortofotomapy i modelu 3D. Gdy ortofotomapa i chmura punktów są gotowe, wgranie do portalu zajmuje od kilkunastu-kilkudziesięciu minut przy mniejszych opracowaniach do kilku godzin przy większych.
Czy można wczytywać modele IFC lub Revit?
Tak. Portal pozwala wczytywać modele IFC, podglądać atrybuty i wykonywać na nich podstawowe pomiary. To istotne dla inwestycji realizowanych w BIM. W najbliższych miesiącach planowana jest też możliwość generowania przekrojów przez modele IFC, analogicznie do przekrojów po koronie robót ziemnych w LandXML, w tym łączenie modelu powierzchniowego z bryłą.
Jak liczyć objętość, gdy nad hałdą są obiekty zakrywające, na przykład korony drzew lub taśmociąg?
Trzeba wcześniej przygotować oczyszczony model terenu z chmury punktów. Portal na tym etapie nie ma narzędzi do zaawansowanej klasyfikacji chmury. Przy hałdach przysłoniętych dron sprawdza się słabo. Lepiej użyć lidaru lub małego SLAM, którym można obejść hałdę i szybko ją zeskanować. Tak przygotowaną chmurę wgrywa się do portalu, gdzie zamienia się ją na raster wysokościowy do dalszych obliczeń.
Jakiego drona wybrać do samodzielnych nalotów?
To zależy od skali budowy, liczby nalotów w miesiącu i wielkości obszarów. Warto wrócić do wcześniejszych webinarów serii, gdzie temat dronów półprofesjonalnych i profesjonalnych był omówiony szerzej. SkySnap najczęściej korzysta z DJI Mavic 3 Enterprise oraz Matrice 350 lub 400 z kamerą P1.
Co oznacza zużycie kredytów na procesowanie?
Na stronie SkySnap jest kalkulator procesowania danych. Liczba kredytów zależy od wielkości obszaru i liczby pozyskanych zdjęć. Zdjęcia wgrywa się do portalu, a przetworzenie rozlicza się kredytami. Im większy obszar i bardziej zaawansowane pomiary, tym więcej kredytów potrzeba. Na koncie demo dostępne jest 200 kredytów na przykładowy projekt, na przykład budowę wielkości domu jednorodzinnego lub mniejszy skład kruszywa.
Powiązane materiały na blogu SkySnap
Wypróbuj portal SkySnap na swoich danych
Demo portalu SkySnap działa przez 21 dni i obejmuje 200 kredytów na przetworzenie przykładowego projektu. Dane demonstracyjne, na których pokazywaliśmy obliczanie objętości, są dostępne non stop. Chcesz przejść przez to na danych ze swojej budowy? Umów rozmowę i pokażemy, jak wykorzystać dane dronowe do rozliczeń robót ziemnych u Ciebie.
SkySnap prowadzi też pilotaże „SkySnap na Twojej budowie”: dojazd na budowę, pozyskanie danych, warsztat i wygenerowanie podstawowych produktów, na podstawie których podejmujecie decyzję o dalszych krokach.
