Jämförelse av höjdmodeller från drönare och Single Photon LiDAR för hydrologisk modellering

Abstract

Fjärranalys har sedan slutet av 1800-talet och fram tills idag genomgått en uppseendeväckande teknikutveckling. Idag framträder så även en ytterligare teknik inom fjärranalys som benämns för drönare. Drönare har, förutom inom hobbyflygning även tillämpats inom vetenskapliga studier. Trots detta finns det än så länge få studier som undersöker och jämför datakvalitén mellan 3D-modeller från kameror på konsumentdrönare och luftburen LiDAR. Denna studie har därmed som syfte att jämföra en Digital Surface Model (DSM) genererad från konsumentdrönare med en Digital Terrain Model (DTM) skapad från Single Photon LiDAR (SPL) över ett område i Skogaryd. Dessa höjdmodeller har sedan ingått i en hydrologisk analys för ett verkligt dammprojekt, vars kommande planer är att området ska genomgå en återvätning av en myr. Målet med studien är att undersöka huruvida konsumentdrönare står sig i förhållande till Single Photon LiDAR och om dess kvalité och tillämpning inom en hydrologisk analys skulle vara godtagbar för framtida fältstudier. Resultatet av jämförelsen visar att det finns skillnader mellan de två digitala höjdmodellerna. Höjdmodellen genererad av konsumentdrönaren har en högre upplösning (0,03 meter pixlar) än höjdmodellen genererad av Single Photon LiDAR (0,25 meter pixlar, minsta möjliga för analysen). Dock verkar mark-kontrollpunkterna blivit otillräckliga i drönardatan, vilket medför att höjdvärde för Single Photon LiDAR överensstämmer noggrannare med verkligheten. Vidare fanns det även skiljaktigheter för den hydrologiska analysen mellan konsumentdrönare och Single Photon LiDAR. Det som påvisades var att Single Photon LiDAR ämnade sig bättre för denna typ av analys i ett större område, men generaliseringen på grund av bortfiltrerade trädstammar och den relativt lågupplösta pixelnivån skapade odetaljerade och ibland ofullständiga vattenflöden. Drönardatan påvisade flera intressanta fördelar när det kom till strömuppdelningar och detaljerade flöden. Dock gjorde förekomsten av vatten som avläses som marknivå i drönarens Digital Surface Model att dikerna blev för grunda, vilket påverkade analysens verklighetstrogenhet. Ytterligare forskning med data närmare i tiden till varandra och under liknande förhållanden på markytan skulle behövas genomföras.