Simplification algorithms of selection parameters of LIDAR ground surface points cloud/LIDAR Zemes pavirsiaus tasku masyvo supaprastinimo algoritmu parametru parinkimas.

Stankevicius, Zilvinas ; Kalantaite, Ausra

1. Ivadas

Skaitmeniniam vietoves pavirsiaus modeliui (Digital Terrain Model, DTM) sudaryti vis placiau taikoma skenavimo is orlaiviu lazerine sistema (Light Detection and Ranging, LIDAR). Pagrindinis LIDAR sistemu taikymo motyvas yra LIDAR geba per trumpa laika surinkti didelius aukscio (apdorojus dazniausiai nustatomas absoliutusis aukstis) informacijos masyvus (Schickler, Thorpe 2001; Zalnierukas, Cypas 2006). Pagal Nacionaline kartografavimo programa 2007 m. liepa suformuoti pagrindiniu Lietuvos miestu lazerinio skenavimo duomenys.

Pirminiai LIDAR sistemos surinkti duomenys--tai ne tik informacija apie Zemes pavirsiaus aukscius. Nors daugelis LIDAR sistemu gali priimti vuliausiai gruzusio atspindzio reiksme, sie gauti taskai yra ne tik Zemes pavirsiaus matavimu, bet ir tankios augalijos dangos, automobiliu, pastatu ir kitu zmogaus sukurtu objektu matavimu duomenys. Daugelyje taikymo atveju, pvz., siekiant nubraizyti horizontales, projektuojant kelius, turiu skaiciavimams, krantu erozijai stebuti--reikia tik Zemes pavirsiaus modelio (Digital Surface Model, DSM).

LIDAR skenavimo Zemes pavirsiaus duomenys kai kuriems uzdaviniams spresti yra pertekliniai. LIDAR tasku tankiui esant 2 tsk./[m.sup.2], be papildomo filtravimo neimanoma sukurti spaudines kartografines medziagos. Siekiant, kad Nacionalines kartografavimo programos investicijos butu panaudotos efektyviai, t. y. sukurti LIDAR duomenys butu tinkami naudoti kaip pirminiai atliekant geodezinius vietoves tyrinejimus ir kaip pagrindas projektuojant, perteklinius LIDAR duomenis reikia filtruoti.

2. Ankstesniu tyrimu apzvalga

LIDAR sistema greitai gaunamas tasku su nustatytu auksciu masyvas. Tasku masyvo rankinis filtravimas, t. y. tasku skaidymas u gautus lazerio spinduliui atsispindejus nuo Zemes ir nuo vietovus objektu (toliau tekste klasifikavimas), glodininimas ir retinimas, reljefo luzio briaunu nustatymas tampa neimanomi. Pastaruosius 10 metu daug tyrinetoju kuria automatinius filtravimo metodus. Kai kuriu filtru mechanizmai yra publikuoti ir zinomi, kai kuriu--nezinomi del autoriu suvarzymu ribojant informacija. Analizuojant paskelbtasias uzsienio saliu tyrinetoju publikacijas akivaizdu, kad didesne dalis tyrinejimu skirta filtravimo algoritmams sukurti LIDAR matavimu taskams klasifikuoti (Elmqvist 2001; Sohn, Dowman 2002; Roggero 2001; Axelsson 2001; Vosselman 2000; Sitholea, Vosselman 2005).

Apzvelgus naudojamu LIDAR tasku tarpusavio padeties ivertinimo algoritmus isryskejo trys poziuriai: a) duomenu interpoliavimas i GRID (skaidymas taisyklingu tinkleliu), pasitaikantis juos naudojant reljefo luzio linijoms nustatyti (Brugelmann 2000), klasifikuojant taskus (Wack, Wimmer 2002); b) trianguliacijos tinklo taikymas taskams klasifikuoti (Sohn, Dowman 2002; Axelsson 2001), retinti (Kersting, J., Kersting, A. 2005); c) grafu israiskos ir geometrines kaimynystes taikymas taskams klasifikuoti (Vosselman 2000), retinti (Axelsson 2001), naturaliai kaimynystes sistemai tarp tasku sukurti (Filin, Pfeifer 2005). Pirmam ir antram poziuriui budinga dvieju dimensiju (2D) koncepcija, ji adaptuota 3 dimensiju (3D) duomenims.

Tyrimai, kuriuos atliekant taikoma GRID technologija, nenagrineti, nes interpoliuoti pradiniai duomenys, taip prarandamas tasku altimetrinis tikslumas.

E. Paska ir J. A. Ray (2007) pateiku LIDAR masyvo retinimo taikant geometrinu kaimynystu rezultatus. Autoriai pritaike komercines programines irangos TerraScan budinguju tasku issaugojimo funkcija ir, neprarasdami auksciu tikslumo, sumazino LIDAR tasku rinkini 58 %. Taikydami kitu funkcija su 0,8 m horizontaliojo ir 0,03 m vertikaliojo atstumo parametrais, prarasdami Zemes pavirsiaus altimetrini tikslumu, sumazino LIDAR tasku rinkinu 78 %.

J. Kersting ir A. Kersting (2005) panaudojo originalu TIN sandaros tasku retinimo algoritma. Supaprastinto pavirsiaus altimetrinis tikslumas ivertintas taikant auksciu skirtuma nuo pradinio pavirsiaus. Autoriu teigimu, pradinis LIDAR tasku tikslumas issaugomas palikus 43-63 % tasku.

3. Tasku masyvo supaprastinimo problemos formulavimas

Isanalizavus publikacijas akivaizdu, kad praktiniams tikslams LIDAR tasku masyvas yra retinamas. Siam tikslui kuriami originalus filtravimo algoritmai, daznai--moksliniams tyrimams. Keletas ju, praktinio naudojimo, yra udiegti komercineje programineje irangoje (pvz., TerraScan). Publikuojamuose straipsniuose nagrinujami moksliniai ir komerciniai LIDAR tasku retinimo algoritmai, taciau parinktu algoritmu parametru itaka sukurto pavirsiaus altimetriniam tikslumui issamiai nenagrinuta.

Tyrimu tikslas--nustatyti praktiniam naudojimui adaptuotu filtravimo algoritmu parametrus retinimo ir auksciu klaidu korekturai (glodinimui). Eksperimentui parinkti P. Axelsson (2001) algoritmai udiegti komercinuje programineje irangoje TerraScan. Siekiama nustatyti parametru ribines reiksmes, kad juos pritaikius minetiems filtrams, LIDAR duomenys liktu tinkami inzineriniams uzdaviniams sprusti.

Atliekant tyrimus reikia atsizvelgti i LIDAR sistema ismatuotu tasku altimetrini tikslumu. Lazeriniu matavimu tikslumu lemia 3 pagrindiniai klaidu saltiniai (Loffler 2003):

GPS (Global Position System)--padetis (<0,05 m, PDOP 2.5);

INS (Inertial Navigation System)--kampo matavimas (0,17-0,35 mrad);

lazeris--atstumo matavimas (0,02 m).

Pagrindine z reiksmes klaidu dalis yra GPS ir lazerio klaidos. Altimetrinis tasku tikslumas gaunamas apie 0,15 m, kai skrydzio aukstis 800 m (Loffler 2003). Kiti tyrinutojai pateikia artimas altimetrinio tikslumo reiksmes: 0,1-0,3 m, kai skrydzio aukstis 1000 m (Zalnierukas, uypas 2006), 0,16 m, kai skrydzio aukstis 1100 m (Peng, Shih 2006). Sis tikslumas siejamas su lazerio spindulio demes centru pavirsiuje.

Antrasis filtravimo parametru ribinums reiksmums itakos turintis faktorius yra minimalus tasku tankis. Sia reiksme apibrezia Geodezijos ir kartografijos techninis reglamentas "Statybiniai inzineriniai geodeziniai tyrinejimai" (GKTR 2.08.01:2000): stambiojo mastelio topografiniu planu kiekviename kvadratiniame decimetre turi buti urasyta ne maziau kaip penki budingieji reljefo aukscio taskai ir ne reciau kaip kas 20 m.

Treciasis atraminis dydis yra zemes darbu turio, apskaiciuoto pagal filtruotus taskus, paklaida. Skaiciuojamo zemes darbu turio tikslumas priklauso nuo aukscio tasku issidestymo, tankio ir tikslumo. Butina ivertinti, kad praktikoje turiams skaiciuoti taikomas plotu niveliavimas skaidant teritorija taisyklingu tinklu.

4. Eksperimentas filtru parametru utakai nustatyti

Moksliniai tyrimai orientuojami u LIDAR Zemes pavirsiaus tasku analize, t. y. tariama, kad pirminiai LIDAR duomenys isskaidyti i Zemes pavirsiaus ir objektu taskus, laikant, kad LIDAR sistema ismatuotu Zemes pavirsiaus tasku altimetrinis tikslumas yra artimas 0,20 m. LIDAR skenavimo tasku (toliau tekste--taskai) masyvui apdoroti taikomos filtravimo funkcijos sumazina pagal siuos duomenis kuriamo pavirsiaus altimetrini tikslumu. Tyrimu tikslas--nustatyti optimalius P. Axelsson pasiulyto filtro parametrus glodinant Zemes pavirsiu ir retinant perteklinu LIDAR skenavimo tasku masyvu. Eksperimentuojant lyginami pagal skirtingais parametrais filtruotu tasku masyvus sukurti Zemes pavirsiai su Zemes pavirsiumi, sukurtu pagal nefiltruotus LIDAR skenavimo taskus (etaloninis pavirsius). Pagrindiniu vertinimo kriterijumi laikomas zemus turio skirtumas.

Eksperimentui parinkta Vilniaus teritorija salia Baltojo tilto (1 pav.). Teritorijos reljefas apibudinamas kaip tolydus. Teritorijoje yra neaukstas ir nestatus slaitas, kelias su asfalto danga ir apvadais, saligatviai. Vidutinis kelio apvadu aukstis--0,10-0,22 m. Teritorijoje--515 000 LIDAR skenuojant ismatuoti Zemes taskai, tasku auksciai 86,34-103,43 m. Vidutinis tasku tankis--2,3 tsk./ [m.sup.2], mikronelygumai--<0,05 m.

[FIGURE 1 OMITTED]

4.1. Pavirsiaus glodinimo funkcijos parametru taikymo tyrimas

Glodinimo funkcijos parametrai yra du: maksimalus nagrinejamo tasko aukscio reiksmes nukrypimas nuo grupus tasku auksciu vidurkio i virsu--parametras + ir maksimalus nukrypimas i apacia--parametras--. Kiekvienam taskui randami 6-12 kaimyniniai taskai (esant vidutiniam tasku tankiui 2,3 tsk./[m.sup.2] grupiu matmenys ~1,7 x 1,7--2,4 x 2,4 m). Kaimyniniams taskams pritaikoma plokstuma ir skaiciuojamas nagrinejamo tasko aukscio skirtumas nuo pritaikytos plokstumos. Jeigu apskaiciuotas skirtumas nevirsija nustatytu glodinimo parametru + ir--, tasko aukstis pataisomas skirtumo dydziu. Tokiu budu tiriami visi taskai, randamos ju auksciu pataisos. Kitu etapu tiriamas gautas pavirsius, t. y. taskai plotuose, kur pavirsius tapo lygesnis, paliekami pakoreguoti, o taskams plotuose, kur yra didesni aukstejimai, grazinamos iki glodinimo funkcijos taikymo buvusios reiksmes. Glodinimo funkcijos nerekomenduojama taikyti, kai yra pavirsiaus luzio objektu su nedideliu paaukstejimu, tokiu kaip kelio danga su apvadais.

Keiciant glodinimo funkcijos parametrus gauti pavirsiai palyginti su etaloniniu pavirsiumi (1 lentelu). Didinant parametru + diduja turis, kuru reikia pripildyti, nes esant didelei parametro + reiksmei funkcija koreguoja taskus, labiau nutolusius nuo plokstumos, pritaikytos kaimyniniams taskams (koreguojama Z reiksmu). Sumazinus parametro + reiksme, mazeja turis, kuru reikia pripildyti.

Eksperimentui parinktoje teritorijoje vertinant pagrindinu filtravimo itakos parametra, t. y. glodinto pavirsiaus ir etaloninio pavirsiaus turio skirtumu, geriausiai tinkantys glodinimo parametrai +0,05 m/-0,09 m (2 pav.). Taikant siuos parametrus, 22 500 [m.sup.2] teritorijoje zemes darbu turio klaida butu apie 150 [m.sup.3]. Matyti, kad jau esant glodinimo parametrui +/-0,05 m islyginami mikronelygumai. Esant glodinimo parametrams +/-0,10 m ir +/-0,15 m pavirsius tampa glotnus, kelio apvadai--neryskus.

Panaudojus etalonini (3 pav.) ir pavirsius, sukurtus taikant glodinimo parametrus +/-0,05 m; +/-0,10 m (4 pav.) ir +/-0,15 m, bei pagal juos nubraizytas 0,25 m laipto horizontales, horizontales ivertintos vizualiai. Netaikytos horizontaliu glodinimo, liniju posukio tasku retinimo, apvalinimo funkcijos.

Matyti, kad horizontalus, sukurtos naudojant etaloninu pavirsiu, turi daug nelygumu. Naudojant nedideles glodinimo funkcijos parametru reiksmes--apie 0,10 m, glodinimo itaka konstruojant pavirsiu minimali. Islaikoma informacija apie dangu apvadus ir didesnius auksciu reiksmiu skirtumus turincius vietoves objektus, bet islyginami mikronelygumai. Pavirsius tampa tinkamas tiksliam ir vizualiam pavirsiaus modeliui, horizontalEms kurti. LIDAR tasku kiekiui glodinimas itakos neturi, nes nekeiuia tasku kiekio.

[FIGURE 2 OMITTED]

[FIGURE 3 OMITTED]

4.2. Tasku retinimo funkcijos parametru taikymo tyrimas

Taskai retinami pavirsiu nusakanuiam tasku kiekiui mazinti. Pasirenkama parametrai--maksimalus atstumas Distance ir maksimalus tasko aukscio pokytis Dz bei parametras, pagal kuri bus paliktas taskas isretintame pavirsiuje--Keep. Taikant funkcija pavirsiaus taskai suskirstomi u grupes pagal pasirinktu maksimalu horizontaluji atstumu. Remiantis nustatytu maksimaliu galimu aukstejimu (maksimaliu vertikaliuoju atstumu) kiekvienoje grupeje, paliekamas vienas taskas. Kuris taskas paliekamas grupeje, priklauso nuo pasirinkto Keep parametro. Keep parametro reiksmes: palikti auksciausiu (Highest point) taska kiekvienoje grupeje, zemiausia (Lowest point) taska, grupus viduryje esanti taska (Central point) arba isvesti grupes taska vidurki (Create average).

[FIGURE 4 OMITTED]

Eksperimentu patikrinta, kokios itakos Zemes pavirsiaus turiams turi parametro Keep reiksmus. Taikyti kiti taska retinimo parametrai: Distance--2,0 m, Dz--0,10 m. Visais atvejais taska kiekis taikant retinimo funkcija buvo 11,7 % pradinio tasku kiekio (2 lentelu). Tiksliausiai etalonini Zemes pavirsiu atitinka retinimas paliekant grupes viduryje esanti taska (Central point) arba isvedant grupes tasku vidurki (Create average).

Eksperimentu patikrinta, kokios itakos Zemes pavirsiaus turiams turi parenkami parametru Distance ir Dz dydziai (3 lentelu). Taikyti taska retinimo parametrai: horizontaliojo atstumo--0,5; 1,0; 5,0 m ir vertikaliojo -0,05; 0,10 m.

Taikant tasku retinimo funkcija, taskai skirstomi i grupes pagal horizontaliuosius ir vertikaliuosius atstumus. Norint islaikyti informaciju apie apvadus reikia taikyti nedidelu aukscio skirtumu. Tada apvado virsaus ir apacios taskai pateks i skirtingas grupes. Norint issaugoti taskus, esancius arti apvado, reikia parinkti nedideli horizontaliojo atstumo parametra. Kai tasku tankis 2,3 tsk./[m.sup.2], pasirinkus atstumo parametra 1 m lieka apie 30 % etaloninio pavirsiaus tasku skaiciaus, o parametru 0,5 m--maziau nei 50 %. Tasku retinimo funkcija tinka pavirsiu nusakanciu tasku skaiciui mazinti naturalaus reljefo teritoriju, kur nera siek tiek aukstejanciu objektu: apvadu, neaukstu atraminiu sienucio.

4.3. Budinguju tasku issaugojimo funkcijos parametru taikymo tyrimas

Tiriama budinguju tasku issaugojimo funkcija (Model Keypoints). Parametrai above model/below model nustato maksimalu leidziamuji tasko nuokrypi nuo kuriamo laikinojo pavirsiaus modelio. Tai kartotinis procesas. Pavirsius sudalijamas nurodyto dydzio kvadratais. Auksciausieji ir zemiausieji taskai kiekviename is ju naudojami laikinam trikampiu tinklo pavirsiui sukurti. Kiti taskai lyginami su sukurtojo pavirsiaus taskais. Labiausiai nuo pavirsiaus nutolu (aukstyn ar zemyn) taskai, jei tas nuokrypis yra didesnis uz nurodytu parametru reiksme, itraukiami u laikinuji pavirsiu. Procesas kartojamas is naujo, pavirsiu papildzius, tol, kol lieka pavirsiaus taskai, kuriu atstumas nuo laikinojo pavirsiaus yra mazesnis uz nurodytus nuokrypius above/below. Laikinuji pavirsiu sudarantys taskai perklasifikuojami kaip budingieji modelio taskai--Model keypoints. Parametras Use point every--didziausias atstumas tarp budinguju tasku. Pasirenkami parametrai: didziausias atstumas tarp tasku Use point every, maksimalus nuokrypis i virsu nuo tiriamojo pavirsiaus Tolerance above ir maksimalus nuokrypis i apacia nuo tiriamo pavirsiaus Tolerance below.

Norint issaugoti tokius objektus kaip apvadai, vertikaliojo nuokrypio parametrus reikia parinkti tokius, kad jie nevirsytu vidutinio apvado aukscio. Matyti, kad esant parametrams Tolerance above 0,10 m ir Tolerance below 0,10 m, dalis informacijos apie apvadus prarandama. Kai parametrai Tolerance above yra 0,15 m, o Tolerance below--0,15 m, apvadu briaunos apdorotame pavirsiuje panaikinamos. Budinguju tasku isskyrimo parametrus Tolerance above ir Tolerance below reikia rinktis tarp 0,05-0,06 m. Jei above/below parametrai parenkami nedideli, t. y. 0,05-0,10 m, pavirsiaus kokybei atstumo tarp tasku parametro (Use point every) dydis itakos neturi, nes taskai pakankamai tankiai issidestys dul nedidelio maksimalaus aukscio nuokrypio.

Etaloninis pavirsius ir pavirsiai, sukurti taikant skirtingas budinguju tasku issaugojimo funkcijos parametru reiksmes (above/below parametrai 0,10/0,10 m; ivairus maksimalus atstumai tarp tasku), buvo palyginti tarpusavyje (4 lentele). Didinant maksimalaus atstumo tarp tasku parametra Use point every, jau esant dydziui 5,0 m taska kiekis, likus apdorojus, ir pavirsiaus turis beveik nesikeicia.

4.4. Keleto filtravimo funkciju taikymo kartu tyrimas

Retinant etaloninio pavirsiaus taskus budinguju tasku issaugojimo metodu, jei aukscio maksimalaus nuokrypio parametrai bus artimi pavirsiaus mikronelygumu dydziui, dalis mikronelygumu tasku bus klasifikuoti kaip budingieji pavirsiaus taskai. Siekiant to isvengti, reikia derinti kelis tasku apdorojimo metodus, t. y. pirma pasalinti mikronelygumus glodinimo metodu, o tada isskirti budinguosius pavirsiaus taskas.

Kiekybinis vertinimas atliktas lyginant etaloninio pavirsiaus ir kombinuotuoju metodu sukurtu pavirsiu turius. Issaugant mazu dali pradiniu LIDAR skenavimo tasku pasiekiama, kad zemes darbu turiu klaida mazesnu negu taikant tik glodinimo funkcija, t. y. lygi mazdaug 200 [m.sup.3] (5 lentele).

5. Isvados

Isvadoms suformuluoti pasiremta praktikoje zemes darbu turiams nustatyti taikoma metodika. Nustatyta, kad kai tiriama teritorija, galimi du zemes darbu turiu skaiciavimo atvejai--skaidant teritorija 5 m ir 10 m tinkleliu. Svaresnis isvadoms pagristi pirmasis atvejis, nes praktikoje, skaiciuojant zemes darbu turius, taikomas netaisyklingu geometriniu figuru (daugiausia keturkampiu) tinklas. Naudojant stambiojo mastelio topografinu informacija netaisyklingu geometriniu figuru krastiniu ilgiai yra 5-30 m. Kadangi netaisyklingu geometriniu figuru tinklas pritaikomas prie esamo reljefo ir prie projektuojamo objekto konturu, empiriskai grindziame, kad juo isreiksti zemes darbu turiai yra artimesni 5 m taisyklingu kvadratu tinklui.

Tariant, kad praktiniams tikslams skaiciuojant zemes darbu turius tiriamoji teritorija butu suskaidyta kvadratais, kuriu krastines lygios 5 m arba 10 m, apskaiciuoti zemes turiu skirtumai tarp etaloninio pavirsiaus ir sukurtu pagal kvadratu virsuniu tasku auksciu reiksmes (5 pav.). Siu tasku auksciu reiksmes skaiciuotos interpoliuojant eksperimentines teritorijos etalonini pavirsiu. Gauti rezultatai rodo, kad zemes darbu turio paklaida yra mazdaug 350 [m.sup.3], skaidant 5 metru, ir 800 [m.sup.3], skaidant 10 m kvadratais (6 lentele).

Remdamiesi anksciau apibreztomis isvadomis, 350 [m.sup.3] dydi laikome primtina zemes darbu turio paklaida 22 500 [m.sup.2] teritrijoje. Taigi pagrindziamos isvados, kad tinka taikyti siuos parametru dydzius:

--glodinant--5,0 m nukrypimo i virsu, 0,05 m nukrypimo u apacia, taip LIDAR tasku masyvas sumazinamas beveik 5 kartus;

--retinant--5,0 m horizontaliojo atstumo ir 0,10 m vertikaliojo;

--siekiant issaugoti budinguosius funkcijos taskus tinka taikyti parametero Use point every 5,0 m dydi;

--kombinuojant glodinimo ir budinguju tasku issaugojimo funkcijas tinkamiausi nukrypimo nuo laikinojo pavirsiaus parametrai yra atitinkamai 0,06 m/-0,06 m ir 0,10 m/-0,10 m.

[FIGURE 5 OMITTED]

doi: 10.3846/1392-1541.2009.35.44-49

Literatura

Axelsson, P. 2001. Ground estimation of laser data using adaptive TIN-models, in Proceedings of OEEPE workshop on airborne laserscanning and interferometric SAR for detailed digital elevation models 1-3. March 2001. Official Publication No. 40. CD-ROM, 185-208. Royal Institute of Technology Department of Geodesy and Photogrammetry 100 Stockholm, Sweden.

Brugelmann, R. 2000. Automatic breakline detection from airborne laser range data, International Archives of Photogrammetry and Remote Sensing 33(B3): 109-115.

Elmqvist, M. 2001. Ground Estimation of Lasar Radar Data using Active Shape Models. Paper presented at the OEEPE workshop on airborne laserscanning and interferometric SAR for detailed digital elevation models 1-3 March 2001, paper 5 (8 pages). Royal Institute of Technology Department of Geodesy and Photogrammetry 100 Stockholm, Sweden.

Filin, S.; Pfeifer, N. 2005. Neighborhood Systems for Airborne Laser Data, Photogrammetric Engineering & Remote sensing. June

Kersting, J.; Kersting, A. 2005. P. B. LIDAR Data Points Filtering Using Arcgis' 3d and spatial analyst, in 25th ESRI USER CONFERENCE. Conference Proceedings. San Diego, California, USA. 11 p.

Loffler, G. 2003. Aspects of Raster DEM Data Derived from Laser Measurments. Workshop: 3-D reconstruction from airborne laserscanner and InSAR data ISPSRS, Commision III, WG 3. TopoSys GmbH, Regensburg, Germany. 5 p.

Paska, E.; Ray, J. A. 2007. Influence of various parameters on the accuracy of LIDAR generated products for highway design applications, in ASPRS 2007 annual conference. Tampa, Florida. 2007. May 7-11.

Peng Miao-Hsiang and Shih Tian-Yuan. 2006. Error Assessment in Two LIDAR-derived TIN Datasets, in Photogrammetric Engineering & Remote Sensing 72(8), August: 933-947.

Roggero, M. 2001. Airborne Laser Scanning: Clustering in raw data, IAPRS, XXXIV -3/W4. Annapolis, MD, 2224 Oct, 2001, 227-232.

Schickler, W.; Thorpe, A. 2001. Surface estimation based on LIDAR, in Proceedings of the ASPRS Annual Conference. St. Louis, Missouri, April. 11 p.

Sitholea, G.; Vosselman, G. 2005. Filtering of airborne laser scanner data based on segmented point clouds, in IAPRS, XXXVI, PART 3/W19. ISPRS Commision III. Netherlands, September 12-14, 2005, 66-71.

Sohn, G.; Dowman, I. 2002. Terrain Surface Reconstruction by the Use Of Tetrahedron Model With the MDL Criterion, in IAPRS, XXXIV, PART 3A. ISPRS Commission III, Symposium. September 9-13, 2002. Graz, Austria, 336-344.

Vosselman, G. 2000. Slope based filtering of laser altimetry data, in IAPRS, XXXIII, Part B3, Amsterdam, The Netherlands, 935-942.

Wack, R.; Wimmer, A. 2002. Digital Terrain Models from Airborne Laserscanner Data--A Grid based approach, in Proceedings of the ISPRS Commission III. Symposium, Graz, 293-296.

Zalnierukas, A.; Cypas, K. 2006. Zemes skenavimo lazeriu is orlaivio technologijos analize, Geodesy and Cartography [Geodezija ir kartografija], 32(4): 101-105.

Zilvinas STANKEVICIUS. Asociate Professor, Doctor.

Vilnius Gediminas Technical University, Dept of Geodesy and Cadastre, Sauletekio al. 1, LT-10223 Vilnius, Lithuania, e-mail: zilvinas.stankevicius@vilnius.lt.

A graduate of Vilnius Gediminas Technical University: engineer of geodesy, 1993; master of science, 1995; doctor, 2000. Author and co-author of 17 publications.

Research interest: processing data of aero scanning, 3D computational geometry and computer graphics, technology to manipulate geographic data base.

Ausra KALANTAITE. Master of science. National Land Service under the ministry of agriculture of the Republic of Lithuania, Gedimino pr. 19, LT-01103 Vilnius, Lietuva, email: AusraK@zum.lt

A graduate of Vilnius Gediminas Technical University: engineer of geodesy, 1995; master of science, 1997.

Research interest: GIS, LIDAR technology.

Zilvinas Stankevicius (1), Ausra Kalantaite (2)

(1) Geodezijos ir kadastro katedra, Vilniaus Gedimino technikos universitetas, Saulutekio al. 11, LT-10223 Vilnius, Lietuva El. pastas zilvinas.stankevicius@vilnius.lt

(2) Nacionaline Zemes tarnyba, Zemes ukio ministerija, Gedimino pr. 19, LT-01103 Vilnius, Lietuva El. pastas AusraK@zum.lt

Iteikta 2009 01 12; priimta 2009 03 21

Table 1. Smoothen function influence to capacity of digging

1 lentele. Glodinimo funkcijos parametre itaka ezmes darbu
turiams

Tasku glodinimo Nukasti, Uzpilti,
parametrai, m [m.sup.3] [m.sup.3]

+0,05 / -0,10 140,91 137,43
+0,07 / -0,11 143,79 163,63
+0,05 / -0,09 140,61 137,33
+0,06 / -0,09 141,93 152,41
+0,07 / -0,10 143,18 163,63

Table 2. The comparison of the reference surface against the
constructed surfaces by application the diferent Keep function
parameters

2 lentele. Etaloninio pavirsiaus ir pavirsiu pritaikius retinimo
funkcija su skirtingais Keep parametrais turiu skirtumai

Keep parametras Nukasti, [m.sup.3] Uzpilti, [m.sup.3]
Auksciausias taskas 134,31 361,31
Zemiausias taskas 364,86 149,04
Centrinis taskas 188,32 207,66
Vidutinis sukurtas taskas 177,75 199,67

Table 3. The comparison of reference surface against the constructed
surfaces by application the thining surface function

3 lentele. Etaloninio pavirsiaus ir pavirsiu pritaikius retinimo
funkcija su skirtingais parametrais turiu skirtumai

Tasku retinimo Nukasti, Uzpilti, Tasku kiekis
(thin/central) [m.sup.3] [m.sup.3] po retinimo
parametrai

0,5 / 0,05 84,54 78,66 63,4 %
0,5 / 0,10 89,46 88,85 58,6 %
1,0 / 0,05 135,87 132,7 28,6 %
1,0 / 0,10 141,76 151,55 22,9 %
5,0 / 0,05 273,07 240,14 7,0 %
5,0 / 0,10 281,93 323,15 4,3 %

Table 4. The comparison of the reference surface against
constructed surfaces by application the diferent KeyPoints
function parameters

4 lentele. Etaloninio pavirsiaus ir pavirsiu, sukurtu taikant
budinguju tasku issaugojimo funkcija, turiu skirtumai

Use point Tasku kiekis
every Nukasti, Uzpilti, po retinimo
parametras [m.sup.3] [m.sup.3]

2,0 m 112,79 108,98 36,9%
5,0 m 168,33 157,37 17,5%
15,0 m 171,06 157,87 17,3%
50,0 m 175,55 155,72 17,2%

Table 5. The comparison of the reference surface against the
constructed surface by application the combinative method

5 lentele. Etaloninio ir kombinuotuoju metodu sukurto pavirsiu turiu
skirtumai

 Budinguju tasku
Glodinimo issaugojimo Nukasti, Uzpilti,
parametrai funkcijos parametrai [m.sup.3] [m.sup.3]

 20,0-+/-0,06 199,13 197,34
+/-0,05 20,0-+/-0,06 237,49 249,24
+/-0,06 20,0-+/-0,07 266,9 278,05
 20,0-+/-0,10 324,58 259,8

Glodinimo Tasku kiekis Tasku tankis
parametrai po retinimo (tsk./ [m.sup.2])

 11,4% 0,263
+/-0,05 6,8% 0,157
+/-0,06 5,1% 0,118
 4,8% 0,111

Table 6. Differences of the digging capacity

6 lentele. Zemes darbu turio skirtumai

Atstumas tarp tasku, m Nukasti, Uzpilti,
 [m.sup.3] [m.sup.3]

5 331,70 371,82
10 722,85 875,61