Mi trovavo di fronte allo stesso problema: volevo mettere in terrazza il mio cortile in pendenza per renderlo più utilizzabile. Avevo bisogno di sapere dove realizzare le divisioni della terrazza per evitare di dover rimuovere o aggiungere terreno dal sito e sapere quanti blocchi acquistare. Ecco cosa ho fatto:
Riepilogo del metodo:
- Raccogliere la topografia in coordinate sferiche relative alle letture della bussola e al livello gravitazionale usando tutte le origini necessarie per rilevare l'area di interesse.
- In Excel, converti in coordinate cartesiane
- Traduci più set di dati in un comune frame di riferimento
- Ordina i dati dalla Z più bassa alla più alta
- Tracciare i dati in più serie in base alla risoluzione della linea di contorno desiderata
- Utilizzare le linee di tendenza per riempire le linee di contorno o disegnare a mano.
risultati:
Il costo era zero poiché avevo già il nastro laser, il telefono e il treppiede. Un nastro laser costa tra $ 50 e $ 150 a seconda della distanza e delle funzioni sofisticate. Il mio era $ 100.
Precisione: sembra circa 6 "in base al rumore dei dati. Ma onestamente non ho lavorato molto duramente per stare attento poiché non volevo perdere molto tempo se il processo avesse un imprevisto riattaccamento incombente. Non persino avvicinano il laser e il telefono alla Masonite. Erano piuttosto sciolti. L'origine del laser non era centrata al centro di rotazione del treppiede che contribuisce all'errore. Non sempre colpiva il suolo con il laser a causa dell'erba alta e foglie e alcuni cespugli. Per quanto riguarda la precisione di Android, non sono sicuro, ma sarebbe facile fare alcuni test per scoprire come tutto ciò che ci interessa è davvero la precisione relativa locale. Cioè, se il mio telefono è spento per 10 gradi, non mi importa se la differenza di un grado nell'orientamento è di una differenza di lettura di un grado.
Tempo: circa 2 ore per raccogliere 200 punti dati da tre posizioni.
L'area coperta era di circa 60 piedi di larghezza per 20 piedi di profondità con variazione az di circa 8 piedi.
Dettagli:
Raccogliere i dati Ho usato un treppiede economico per fotocamera con inclinazione e panoramica, un nastro laser Bosch e il mio smartphone Android con un'app a livello di bussola installata. Ho usato un pezzo di Masonite per creare una piattaforma da fissare al treppiede e ho fissato il telefono e il nastro laser alla Masonite con fascette. Panoramica e inclinazione, registrazione della direzione della bussola e inclinazione dal telefono e distanza dal nastro laser in un foglio di calcolo eccellente. Nel set di dati ho incluso un punto di riferimento abbastanza piccolo (ovvero non ambiguo) che ho potuto vedere dalla posizione successiva in cui stavo spostando il mio treppiede. Ripeti più volte per andare in giro per il cortile. (Non è necessario utilizzare lo stesso punto di riferimento originale, è sufficiente un punto di riferimento tra posizioni di raccolta dati adiacenti.)
In Excel, converti i dati da coordinate sferiche, che è ciò che hai quando raccogli l'angolo di panoramica o di bussola, l'angolo di inclinazione e la distanza dal punto di raccolta, in coordinate cartesiane o (x, y, z). (Formule semplici disponibili on line per la conversione.)
Traduci in un comune quadro di riferimento. Ogni volta che spostavo il mio treppiede, raccoglievo un nuovo set di dati che aveva la sua origine e ovviamente ne volevo solo uno. Le intestazioni e l'inclinazione della bussola sono assolutamente assolute, ovvero non cambiano quando sposto il treppiede. Ciò significa che tutti i miei set di dati condividono i comuni frame di riferimento di pan e tilt, quindi i miei dati devono solo essere tradotti, non è richiesta la moltiplicazione della matrice! Tutto quello che dovevo fare è prendere la differenza in x, ye z tra i set di dati, per il mio punto di riferimento inequivocabile, e aggiungere quella differenza a tutte le coordinate nel set secondario per tradurlo nel set di dati primario. Esegui questa traduzione tutte le volte che è necessario per spostare l'ultimo set di dati al successivo all'ultimo, quindi al successivo, ecc. E infine al set primario. Ora tutti i dati sono in un frame di riferimento comune.
Utilizzare la funzione Ordina per riorganizzare i dati in base a valori z, dal più piccolo al più grande.
Utilizzare il grafico a dispersione per tracciare i dati x, y in una serie di grafici basati su intervalli z. Ad esempio raggruppare tutti i dati con z tra 0 e 1 piede, da 1 a 2, ecc. E tracciarli tutti sullo stesso grafico. Ogni trama rappresenta un isocontour (c'è una parola migliore per quello, giusto?).
Utilizzare la funzione linea di tendenza per tracciare linee di contorno attraverso i set di dati. Ho usato la funzione poligono di 6 ° grado per disegnare la linea che potrebbe non essere abbastanza agile per molti set di dati.
Nuova informazione##
Ho fatto una piccola ricerca su altri metodi per creare mappe topografiche del mio cantiere. Il metodo classico consiste nell'utilizzare un teodolite, pali, un nastro e bob a piombo. Il teodolite è solo un telescopio che registra l'inclinazione e la panoramica (inclinazione e imbardata se preferisci) in modo molto preciso. Oggigiorno, le persone usano stazioni di totalizzazione che misurano passo e imbardata e distanza tutte in una volta, che sono coordinate sferiche, da cui si ottengono coordinate 3D dopo un po 'di aritmetica. È esattamente quello che sto facendo con il mio nastro laser e il mio telefono. Ho aggiunto una foto della configurazione.
Penso che la migliore precisione che ci si possa aspettare con questa installazione fragile nell'ordine di pochi pollici. I problemi sono principalmente due.
- Errori della bussola.
- Allineamenti e rigidità.
Il nastro laser è piuttosto buono, frazioni di pollice, e la misurazione del passo è piuttosto buona, 0,1 gradi circa. La bussola è piuttosto male. Il sensore nel telefono si sposta abbastanza velocemente ed è facilmente disturbato da qualsiasi metallo ferroso o elettronica, quindi la separazione di circa 12 "tra il telefono e il nastro laser. Sfortunatamente, la separazione ha reso la mia installazione piuttosto fragile.
Ma mi dà un'immagine utilizzabile del mio cortile.
Questi dati sono stati raccolti al buio, pioveva e il telefono era proprio accanto al nastro laser. Potrebbe essere notevolmente migliorato utilizzando il telefono solo per l'intonazione e aggiungendo una bussola migliore e una piattaforma più increspata e facendo alcuni allineamenti superficiali tra il laser e l'asse di inclinazione del treppiede.
Ho eseguito diversi altri test di precisione selezionando alcuni punti intorno al mio cortile e all'interno della mia casa in cui ho potuto calcolare le posizioni dei punti e le distanze di separazione con il mio impianto, quindi confrontarli con le misurazioni dirette del nastro laser.
Con telefono, nastro laser e treppiede per fotocamera, con un supporto più rigido per laser e telefono e con il laser allineato con l'asse del passo sul treppiede, sembra che si possa ottenere circa +/- 8 "sul piano orizzontale, e +/- 1 "in verticale a 20 '.
Sostituisci la bussola del telefono con un goniometro e gli errori ridotti a +/- 1 "in 3D. Ho usato il livello visivo di un falegname come mio goniometro che legge in gradi.
Si è rotto e comprato un teodolite usato ($ 260) e gli errori ridotti a circa +/- 3/8 "in 3D. E questo attribuirei al fatto che stavo tenendo il nastro laser a mano sul teodolite, cercando di posizionare la parte posteriore del nastro al centro di rotazione dello spettatore e di indicare il punto che stavo guardando attraverso lo spettatore.
Se dovessi chiedermi come creare una mappa topografica del tuo giardino, suggerirei il nastro laser, lo smartphone e il livello del carpentiere, uno che ti consente di inclinare, imbardare e leggere gli angoli. I livelli di transito stanno cedendo il passo ai livelli laser in modo da poterli ottenere su eBay per meno di $ 100.