Fui confrontado com o mesmo problema - querer esplanar meu quintal inclinado para torná-lo mais utilizável. Eu precisava saber onde fazer as divisões do terraço para evitar remover ou adicionar o solo do local e saber quantos blocos comprar. Aqui está o que eu fiz:
Resumo do método:
- Colete a topografia em coordenadas esféricas em relação às leituras da bússola e ao nível gravitacional usando quantas origens forem necessárias para pesquisar a área de interesse.
- No excel, converta para coordenadas cartesianas
- Converter vários conjuntos de dados em um quadro de referência comum
- Classifique os dados do menor para o maior Z
- Plote os dados em várias séries de acordo com a resolução desejada da linha de contorno
- Use linhas de tendência para preencher as linhas de contorno ou desenhe à mão.
Resultados:
O custo foi zero, pois eu já tinha fita laser, telefone e tripé. Uma fita laser custa entre US $ 50 e US $ 150, dependendo da distância e dos recursos sofisticados. O meu era $ 100.
Precisão: parece cerca de 15 cm com base no ruído dos dados. Mas, honestamente, não trabalhei duro para ser cuidadoso, pois não queria demorar muito tempo se o processo tivesse algumas interrupções imprevistas surgindo. até prenda o laser e o telefone firmemente ao Masonite. Eles estavam bem soltos. A origem do laser não estava centrada no centro de rotação do tripé, o que contribui para o erro. Nem sempre atingiu o chão com o laser devido à grama alta Quanto à precisão do Android, não tenho certeza, mas seria fácil fazer alguns testes para descobrir, pois tudo o que realmente importa é a precisão relativa local, ou seja, se meu telefone estiver desligado às 10 horas. graus, não me importo, desde que a diferença de um grau na orientação seja igual à diferença de um grau.
Tempo: cerca de 2 horas para coletar 200 pontos de dados de três locais.
A área coberta tinha cerca de 60 pés de largura por 20 pés de profundidade, com uma variação az de cerca de 8 pés.
Detalhes:
Colete os dados. Usei um tripé de câmera barato que tinha inclinação e movimento panorâmico, uma fita laser da Bosch e meu smartphone Android com um aplicativo de nível de bússola instalado. Usei um pedaço de Masonite para fazer uma plataforma para prender ao tripé e prendi o telefone e a fita laser no Masonite com presilhas. Afaste e incline, gravando a direção e a inclinação da bússola do telefone e a distância da fita laser em uma planilha do Excel. Eu incluí um ponto de referência bastante pequeno (também não ambíguo) no conjunto de dados que eu podia ver no próximo local para o qual estava movendo meu tripé. Repita várias vezes para dar a volta no quintal. (Você não precisa usar o mesmo ponto de referência original, apenas um ponto de referência entre as posições adjacentes da coleta de dados.)
No Excel, converta os dados de coordenadas esféricas, que é o que você tem ao coletar ângulo de panorâmica ou compasso, ângulo de inclinação e distância do ponto de coleta, em coordenadas cartesianas ou (x, y, z). (Fórmulas simples disponíveis on-line para a conversão.)
Traduzir para um quadro de referência comum. Cada vez que movia meu tripé, eu coletava um novo conjunto de dados que tinha sua própria origem e, é claro, só quero um. Convenientemente, os cabeçalhos e a inclinação da bússola são absolutos, ou seja, eles não mudam quando movo o tripé. Isso significa que todos os meus conjuntos de dados compartilham quadros de referência comuns de inclinação e inclinação; portanto, meus dados só precisam ser traduzidos, sem necessidade de multiplicação de matrizes! Tudo o que eu precisava fazer era tomar a diferença de x, ye z entre conjuntos de dados, para meu ponto de referência inequívoco, e adicionar essa diferença a todas as coordenadas do conjunto secundário para convertê-lo no conjunto de dados primário. Faça essa conversão quantas vezes for necessário para mover o último conjunto de dados para o próximo para o último, depois para o próximo, etc. e finalmente para o conjunto primário. Agora todos os dados estão em um quadro de referência comum.
Use a função Classificar para reorganizar os dados por valores z, do menor para o maior.
Use o gráfico de plotagem de dispersão para plotar os dados x, y em uma série de gráficos com base nos intervalos z. Por exemplo, agrupe todos os dados com z entre 0 e 1 pé, 1 a 2, etc. e plote todos no mesmo gráfico. Cada plot representa um isocontour (existe uma palavra melhor para isso, certo?).
Use a função de linha de tendência para desenhar linhas de contorno através dos conjuntos de dados. Usei a função de polígono de 6º grau para desenhar a linha que pode não ser ágil o suficiente para muitos conjuntos de dados.
Nova informação##
Fiz uma pequena pesquisa sobre outros métodos para criar mapas topográficos do meu quintal. O método clássico é usar um teodolito, bastões, uma fita e prumos. O teodolito é apenas um telescópio que registra a inclinação e a panorâmica (inclinação e guinada, se você quiser) com muita precisão. Hoje em dia, as pessoas usam estações totalizadoras que medem inclinação e guinada e distanciam de uma só vez, que são coordenadas esféricas, das quais você obtém coordenadas 3D após um pouco de aritmética. É exatamente o que estou fazendo com minha fita laser e telefone. Adicionei uma foto da configuração.
Eu acho que a melhor precisão que você pode esperar com essa configuração frágil da ordem de algumas polegadas. Os problemas são principalmente dois.
- Erros de bússola.
- Alinhamentos e rigidez.
A fita laser é muito boa, com frações de uma polegada, e a medição do tom é muito boa, 0,1 graus ou mais. A bússola é muito ruim. O sensor no telefone oscila muito rápido e é facilmente perturbado por qualquer metal ferroso ou eletrônica, portanto, a separação de aproximadamente 12 ”entre o telefone e a fita laser. Infelizmente, a separação tornou minha configuração bastante frágil.
Mas, isso me dá uma imagem útil do meu quintal.
Esses dados foram coletados no escuro, chovendo, e o telefone estava ao lado da fita laser. Isso poderia ser bastante aprimorado usando o telefone apenas para afinação, adicionando uma bússola melhor e uma plataforma mais estriada e fazendo alguns alinhamentos superficiais entre o laser e o eixo de afinação do tripé.
Fiz vários testes de precisão escolhendo alguns pontos em torno do meu quintal e dentro da minha casa, onde era possível calcular as posições dos pontos e as distâncias de separação com minha instalação e comparar com as medições diretas de fita laser.
Com telefone, fita laser e tripé de câmera, com uma montagem mais rígida para o laser e o telefone, e com o laser alinhado com o eixo de inclinação no tripé, parece que você pode obter cerca de +/- 8 ”no plano horizontal e +/- 1 ”verticalmente a 20 '.
Troque a bússola do telefone por um transferidor e os erros serão reduzidos para +/- 1 ”em 3D. Eu usei o nível de visão de um carpinteiro como meu transferidor que lê em graus.
Quebrou e comprou um teodolito usado (US $ 260) e os erros foram reduzidos para cerca de +/- 3/8 ”em 3D. E isso eu atribuiria ao fato de que eu estava segurando a fita laser com a mão sobre o teodolito, tentando posicionar a parte de trás da fita no centro de rotação do espectador e apontar para o ponto que eu estava olhando através do espectador.
Se você me perguntasse como criar um mapa do topo do seu quintal, sugiro a fita laser, o telefone inteligente e o nível do carpinteiro, que permita que você incline e guie e leia os ângulos. Os níveis de trânsito estão dando lugar aos níveis de laser para que você possa obtê-los no ebay por menos de US $ 100.