Jak mierzy się objętość hałdy? LiDAR, fotogrametria z drona i powierzchnia podstawy

Objętość hałdy zależy mniej od jej wierzchołka niż od powierzchni, której pod nią nie widać.

Objętość to różnica dwóch powierzchni

Objętość hałdy to objętość zawarta między jej powierzchnią górną a podstawą pod nią. Powierzchnię górną uzyskuje się z LiDAR, fotogrametrii z drona, naziemnego skanowania laserowego lub gęstego pomiaru GNSS; podstawy nie widać i trzeba ją zdefiniować. Metoda obliczeń (siatka, sieć trójkątów lub przekroje) jest drugorzędna; jeśli obie powierzchnie są poprawne, metody dają zbliżone wyniki. Dlatego każdy raport objętości powinien podawać, jak zdefiniowano podstawę, a także datę i metodę pomiaru powierzchni górnej.

Jak definiuje się podstawę?

Podstawę można zdefiniować na kilka sposobów. Najlepsza jest powierzchnia podstawy zmierzona przed złożeniem materiału, na przykład betonowy plac lub przygotowana platforma. Jeśli jej nie ma, buduje się powierzchnię z punktów zmierzonych wzdłuż podnóża hałdy: płaszczyznę poziomą, płaszczyznę nachyloną dopasowaną do podnóża lub powierzchnię triangulowaną z punktów podnóża. Płaszczyzna pozioma przechodząca przez najniższy punkt podnóża systematycznie zawyża objętość na terenie nachylonym. Niezależnie od wyboru stosuj tę samą definicję podstawy w kolejnych pomiarach tej samej hałdy; w przeciwnym razie różnica wynika z definicji, a nie z materiału.

Ile znaczy 5 cm w podstawie?

Wpływ błędu podstawy zależy bardziej od powierzchni podstawy niż od wysokości hałdy. Przykład: stożkowa hałda o promieniu 10 m i wysokości 6 m ma objętość π × 10² × 6 ÷ 3 ≈ 628 m³ przy podstawie około 314 m². Jeśli podstawa zostanie zdefiniowana z błędem 5 cm, objętość zmieni się o 314 × 0,05 ≈ 15,7 m³, czyli o około 2,5%. Przy niskiej, rozległej hałdzie ten sam błąd 5 cm jest proporcjonalnie jeszcze większy. Przypadkowe błędy powierzchni górnej na dużym obszarze częściowo się znoszą; błąd systematyczny w podstawie dodaje się wprost do objętości.

LiDAR czy fotogrametria?

Przy teksturowanych, dobrze oświetlonych hałdach na otwartym terenie fotogrametria z drona często wystarcza; jeden lot obejmuje wiele hałd i daje dodatkowo ortofotomapę. Jej trudności są przewidywalne: jednolity drobny materiał, taki jak piasek i cement, mokre i błyszczące powierzchnie, głęboki cień i magazyny zadaszone. LiDAR ma własne źródło światła, więc cień i brak tekstury przeszkadzają mu mniej; w zadaszonych halach i silosach kopułowych pierwszeństwo ma naziemne lub mobilne skanowanie laserowe. Niezależnie od wyboru pomiar wiąże się ze współrzędnymi przez punkty kontrolne; w miejscach zadaszonych, gdzie GNSS nie działa, to powiązanie wykonuje się tachimetrem.

Sąsiadujące hałdy i granice

Tam, gdzie hałdy się stykają, obraz nie pokazuje dokładnie, gdzie kończy się jeden materiał, a zaczyna drugi. Ustal linię podziału i granicę obliczeń każdej hałdy przed pomiarem, za każdym razem używaj tych samych granic i przechowuj je razem z raportem. Wyłącz z obliczeń maszyny, przenośniki i pojazdy stojące na hałdzie; jeśli w trakcie pomiaru materiał jest dowożony lub wywożony, zapisz godzinę. Gdy inwentaryzacja zapasów ma wartość finansową, nawet przesunięcie granicy o metr staje się przedmiotem sporu.

Od objętości do tonażu

Większość zapasów prowadzi się w tonach, a pomiar daje metry sześcienne. Do przeliczenia potrzebna jest gęstość materiału w hałdzie, która zależy od rodzaju materiału, wilgotności i zagęszczenia. Przykład: przy gęstości 1,6 t/m³ 628 m³ to około 1005 t; błąd gęstości o 5% przechodzi na tonaż jako te same 5%. Wyznacz gęstość, mierząc materiał z danego placu, a nie z tabel, i wpisz zastosowaną wartość do raportu. Częstotliwość pomiarów dobierz do cyklu inwentaryzacji i każdy pomiar wykonuj tą samą metodą, z tą samą podstawą i w tych samych granicach.

Częste pytania

Powiązane: Wykop i nasyp · Ortofotomapy i modele 3D · Klasyfikacja gruntu · MapLab Survey