Miałem do czynienia z tym samym problemem - chciałem ustawić taras na moim pochyłym podwórku, aby był bardziej użyteczny. Musiałem wiedzieć, gdzie dokonać podziałów tarasów, aby uniknąć konieczności usuwania lub dodawania ziemi z terenu, i wiedzieć, ile bloków kupić. Oto co zrobiłem:
Podsumowanie metody:
- Zbierz topografię we współrzędnych sferycznych względem odczytów kompasu i poziomu grawitacji, używając tylu źródeł, ile potrzeba do zbadania interesującego nas obszaru.
- W programie Excel przekonwertuj na współrzędne kartezjańskie
- Przetłumacz wiele zestawów danych na wspólną ramkę odniesienia
- Sortuj dane od najniższej do najwyższej Z.
- Wykreśl dane w wielu seriach zgodnie z żądaną rozdzielczością linii konturu
- Użyj linii trendu, aby wypełnić linie konturu lub narysuj ręcznie.
Wyniki:
Koszt był zerowy, ponieważ miałem już taśmę laserową, telefon i statyw. Taśma laserowa kosztuje od 50 do 150 USD w zależności od odległości i fantazyjnych funkcji. Mój kosztował 100 $.
Dokładność: Wygląda na około 6 "na podstawie szumu danych. Ale szczerze mówiąc, nie pracowałem bardzo ostrożnie, ponieważ nie chciałem poświęcić dużo czasu, jeśli proces miał jakieś nieprzewidziane zawieszanie się. nawet przyciśnij laser i telefon ściśle do masonitu. Były dość luźne. Początek lasera nie był wyśrodkowany w środku obrotu statywu, co przyczynia się do błędu. Nie zawsze uderzał laserem w ziemię z powodu wysokiej trawy , liście i krzaki. Jeśli chodzi o dokładność Androida, nie jestem pewien, ale łatwo byłoby przeprowadzić kilka testów, aby dowiedzieć się, ponieważ tak naprawdę zależy nam na lokalnej względnej dokładności. To znaczy, jeśli mój telefon jest wyłączony o 10 stopni, nie obchodzi mnie to tak długo, jak różnica w orientacji o jeden stopień jest równa różnicy w odczycie o jeden stopień.
Czas: około 2 godzin na zebranie 200 punktów danych z trzech lokalizacji.
Pokryty obszar miał około 60 stóp szerokości i 20 stóp głębokości, a odchylenie az około 8 stóp.
Detale:
Zbierz dane. Użyłem taniego statywu fotograficznego z pochyleniem i panoramowaniem, taśmy laserowej Bosch i mojego smartfona z Androidem z zainstalowaną aplikacją poziomu kompasu. Użyłem kawałka masonitu, aby zrobić platformę do zamocowania na statywie, i przymocowałem telefon i taśmę laserową do masonitu za pomocą opasek błyskawicznych. Przesuwaj i przechylaj, nagrywając kompas i przechylając od telefonu oraz odległość od taśmy laserowej w arkuszu kalkulacyjnym Excel. W zestawie danych umieściłem dość mały (inaczej jednoznaczny) punkt odniesienia, który mogłem zobaczyć z następnej lokalizacji, do której przenosiłem statyw. Powtórz kilka razy, aby obejść podwórko. (Nie musisz używać tego samego oryginalnego punktu odniesienia, wystarczy punkt odniesienia między sąsiednimi pozycjami gromadzenia danych.)
W programie Excel przekonwertuj dane ze współrzędnych sferycznych, które masz podczas zbierania kąta pan lub kompasu, kąta nachylenia i odległości od punktu zbierania, na współrzędne kartezjańskie lub (x, y, z). (Proste formuły dostępne do konwersji online.)
Przetłumacz na wspólną ramkę odniesienia. Za każdym razem, gdy poruszałem statywem, zbierałem nowy zestaw danych, który miał swoje pochodzenie i oczywiście chcę tylko jeden. Wygodnie pozycje i pochylenie kompasu są absolutne, to znaczy nie zmieniają się, gdy poruszam statywem. Oznacza to, że wszystkie moje zestawy danych mają wspólne ramki odniesienia panoramy i pochylenia, więc moje dane muszą być tylko przetłumaczone, nie wymaga mnożenia macierzy! Wszystko, co musiałem zrobić, to wziąć różnicę x, yiz między zestawami danych dla mojego jednoznacznego punktu odniesienia i dodać tę różnicę do wszystkich współrzędnych w zestawie dodatkowym, aby przełożyć ją na główny zestaw danych. Wykonaj to tłumaczenie tyle razy, ile potrzeba, aby przenieść ostatni zestaw danych do następnego na ostatni, następnie do następnego itd. I wreszcie do zestawu podstawowego. Teraz wszystkie dane są w jednej wspólnej ramce odniesienia.
Użyj funkcji Sortuj, aby zmienić kolejność danych według wartości z, od najmniejszej do największej.
Użyj wykresu rozrzutu, aby wykreślić dane x, y w szeregu wykresów opartych na zakresach Z. Na przykład zgrupuj wszystkie dane zz od 0 do 1 stopy, 1 do 2 itd. I narysuj je wszystkie na tym samym wykresie. Każda fabuła reprezentuje izokontur (jest na to lepsze słowo, prawda?).
Użyj funkcji linii trendu, aby narysować linie konturowe w zestawach danych. Użyłem funkcji wielokąta 6. stopnia, aby narysować linię, która może nie być wystarczająco zwinna dla wielu zestawów danych.
Nowa informacja##
Zrobiłem trochę badań nad innymi metodami tworzenia map topograficznych mojego podwórka. Klasyczna metoda polega na użyciu teodolitu, tyczek, taśmy i pionów. Teodolit to po prostu teleskop, który bardzo dokładnie rejestruje nachylenie i przesuwanie (nachylenie i odchylenie, jeśli chcesz). Obecnie ludzie używają stacji sumujących, które mierzą nachylenie i odchylenie oraz odległość jednocześnie, które są współrzędnymi sferycznymi, z których po odrobinie arytmetyki otrzymujesz współrzędne 3D. Właśnie to robię z taśmą laserową i telefonem. Dodałem zdjęcie konfiguracji.
Myślę, że najlepsza dokładność, jakiej możesz się spodziewać po tej cienkiej konfiguracji rzędu kilku cali. Problemy to głównie dwa.
- Błędy kompasu.
- Wyrównania i sztywność.
Taśma laserowa jest całkiem dobra, ułamki cala, a pomiar skoku jest całkiem dobry, około 1 stopnia. Kompas jest dość zły. Czujnik w telefonie dryfuje dość szybko i jest łatwo zakłócany przez dowolny metal żelazny lub elektronikę, a więc odległość około 12 cali między telefonem a taśmą laserową. Niestety separacja sprawiła, że moja konfiguracja była dość lekka.
Ale daje mi użyteczne zdjęcie mojego podwórka.
Te dane zostały zebrane w ciemności, padał deszcz, a telefon znajdował się tuż obok taśmy laserowej. Można to znacznie ulepszyć, używając telefonu tylko do nachylenia, dodając lepszy kompas i bardziej wypukłą platformę oraz wykonując pewne pobieżne wyrównania między laserem a osią nachylenia statywu.
Przeprowadziłem jeszcze kilka testów dokładności, wybierając kilka punktów wokół mojego podwórka i wewnątrz domu, w których mogłem obliczyć pozycje punktów i odległości separacji z moim zestawem, a następnie porównać z bezpośrednimi pomiarami taśmy laserowej.
Z telefonem, taśmą laserową i statywem fotograficznym, ze sztywniejszym mocowaniem dla lasera i telefonu oraz z laserem wyrównanym do osi skoku na statywie, wygląda na to, że można uzyskać około +/- 8 ”w płaszczyźnie poziomej, i +/- 1 ”pionowo przy 20 '.
Zamień kompas telefonu na kątomierz, a błędy zredukowane do +/- 1 ”w 3D. Użyłem poziomu wzroku cieśli jako mojego kątomierza, który czyta w stopniach.
Zepsuł się i kupił używany teodolit (260 USD), a błędy zredukowane do około +/- 3/8 ”w 3D. I przypisałbym to temu, że trzymałem taśmę laserową ręką nad teodolitem, próbując ustawić tył taśmy w środku obrotu widza i wskazać miejsce, w które patrzyłem przez widza.
Jeśli miałbyś mnie zapytać, jak stworzyć mapę topo twojego podwórza, sugerowałbym taśmę laserową, smartfon i poziom cieśli, który pozwala na nachylenie, ziewanie i czytanie kątów. Poziomy tranzytu ustępują poziomom lasera, dzięki czemu można je kupić w serwisie eBay za mniej niż 100 USD.