The deficiencies of traditional dendrometry mean improvements in methods of tree mensuration are necessary in order to obtain accurate tree metrics for applications such as resource appraisal, and biophysical and ecological modelling. This thesis tests the potential of SfM-MVS (Structure-fromMotion with Multi-View Stereo-photogrammetry) using the software package PhotoScan Professional, for accurately determining linear (2D) and volumetric (3D) tree metrics. SfM is a remote sensing technique, in which the 3D position of objects is calculated from a series of photographs, resulting in a 3D point cloud model. Unlike other photogrammetric techniques, SfM requires no control points or camera calibration. The MVS component of model reconstruction generates a mesh surface based on the structure of the SfM point cloud. The study was divided into two research components, for which two different groups of study trees were used: 1) 30 small, potted ‘nursery’ trees (mean height 2.98 m), for which exact measurements could be made and field settings could be modified, and; 2) 35 mature ‘landscape’ trees (mean height 8.6 m) located in parks and reserves in urban areas around the South Island, New Zealand, for which field settings could not be modified. The first component of research tested the ability of SfM-MVS to reconstruct spatially-accurate 3D models from which 2D (height, crown spread, crown depth, stem diameter) and 3D (volume) tree metrics could be estimated. Each of the 30 nursery trees was photographed and measured with traditional dendrometry to obtain ground truth values with which to evaluate against SfM-MVS estimates. The trees were destructively sampled by way of xylometry, in order to obtain true volume values. The RMSE for SfM-MVS estimates of linear tree metrics ranged between 2.6% and 20.7%, and between 12.3% and 47.5% for volumetric tree metrics. Tree stems were reconstructed very well though slender stems and branches were reconstructed poorly. The second component of research tested the ability of SfM-MVS to reconstruct spatially-accurate 3D models from which height and DBH could be estimated. Each of the 35 landscape trees, which varied in height and species, were photographed, and ground truth values were obtained to evaluate against SfM-MVS estimates. As well as this, each photoset was thinned to find the minimum number of images required to achieve total image alignment in PhotoScan and produce an SfM point cloud (minimum photoset), from which 2D metrics could be estimated. The height and DBH were estimated by SfM-MVS from the complete photosets with RMSE of 6.2% and 5.6% respectively. The height and DBH were estimated from the minimum photosets with RMSE of 9.3% and 7.4% respectively. The minimum number of images required to achieve total alignment was between 20 and 50. There does not appear to be a correlation between the minimum number of images required for alignment and the error in the estimates of height or DBH (R2 =0.001 and 0.09 respectively). Tree height does not appear to affect the minimum number of images required for image alignment (R 2 =0.08).

De senaste åren har implementeringen av building information modeling(BIM) i anläggningsbranschen trappats upp efter att den svenska regeringen under 2015 beslutat att Trafikverket i större utsträckning ska nyttja de digitala möjligheterna med BIM. Trafikverket i form av både beställare och förvaltare av det statliga vägnätet, är en stor aktör i den svenska anläggningsbranschen och konstaterar att kravställningen mot övriga branschen är centralt för att driva utvecklingen och användandet av konceptet BIM. En sådan övergång från ett ritningsbaserat till ett objektbaserat arbetssätt kommer att påverka hela den svenska anläggningsbranschen. Målbilden är att ur ett livscykelperspektiv kunna hantera all information om anläggningen med hjälp av 3D-data. Ska de uppnå det målet krävs det i något skede att den befintliga anläggningen modelleras upp i konceptet BIM En metod som används världen över för 3D-dokumentation av komplexa objekt och miljöer är tekniken terrester laserskanning. Resultatet av en skanning är omfattande med låg mätosäkerhet, vilket lämpar sig väl med framställandet av 3D-modeller. Studien primära syfte är att utifrån resultatet från en skanning undersöka vilka skillnader det finns mellan 3D-modeller beroende på val av mätmetod. Först gjordes en nulägesanalys i form av en litteraturstudie för att kunna erhålla ett aktuellt resultat och placera studien i rätt kontext. Därefter framställdes två 3D-modeller av samma objekt, med hjälp av två olika mätmetoder som sedan jämfördes för att kunna identifiera vilka skillnader mellan modellerna. Resultatet visar att valet av mätmetod påverkade resultatet på 3D-modellen där terrester laserskanning som mätmetod kunde bidra med att förbättra kvalitén på 3D-modellen. Däremot fanns det även områden där mätmetoderna kunde komplettera varandra för ett ännu bättre resultat. / In recent years, the implementation of building information modeling (BIM) in the Swedish civil engineering industry has increased. This is due to directives from the government stating that the Swedish Transport Administration (Trafikverket), in greater occurrence, will benefit from the digital possibilities with the BIM concept. Trafikverket is the government agency responsible for the long-term planning and management of public roads, construction in the infrastructure such as tunnels and bridges, and has great influence in the Swedish civil engineering industry. They claim that the key to enhance the use and development of BIM is to raise their demands towards the rest of the industry. Transitioning from a drawing-based to an object-based approach will affect the entire industry. The idea is to be able to handle all the information in 3D-data and the BIM concept throughout the entire life cycle of the construction. To reach that ambition, the already-built constructions need to be represented as 3D-models in terms of being a part of the BIM concept. Terrestrial laser scanning is a method of measurement that is being used worldwide for 3D-documentation of complex objects and environments. The result of a scan is comprehensive with low uncertainty of measurement; therefore the method is well suited to assist in the creation of 3D-models. The primary aim of the study is to examine the differences between 3D-models, depending on the measurement method that was used to create them. An analysis of the current situation in these fields-of-study was made by a literature study to place this thesis in its proper context. Although the two 3D-models were the same exact object, they were created using two different methods of measurement. The models were compared to identify the differences between them. The study unveils that the choice of measurement method influences the results of the 3D-model, where the terrestrial laser scanning method could help to improve the quality of the final product. On the other hand, there were areas where the two methods of measurement could complement each other for even better results.

Fotogrammetri är en viktig metod för att skapa 3D-representationer av terräng och strukturer, men utmaningar kvarstår när det gäller noggrannheten på grund av faktorer som bildkvalitet, kamerakalibrering och positionsdata. Användningen av drönare för byggnadsdetaljmätning möjliggör snabb och kostnadseffektiv datainsamling, men noggrannheten kan påverkas av bildkvalitet och skuggning. Avhandlingen syftar till att jämföra noggrannheten och kvaliteten hos punktmoln genererade med två olika tekniker: terrester laserskanning (TLS) och struktur-från-rörelse (SfM) fotogrammetri med drönare. För att testa båda metodernas osäkerhet och noggrannhet vid detaljmätning av bostäder. Genom att utföra mätningar på en villa har data samlats in med både TLS och drönare utrustade med 48 MP kamera, samt georeferering med markstöd (GCP). SfM-punktmoln bearbetades med Agisoft Metashape. Jämförelser gjordes mellan SfM- och TLS-punktmoln avseende täckning, lägesskillnad och lägesosäkerhet. Genom att följa riktlinjer från HMK - Terrester Laserskanning och tillämpa HMK Standardnivå 3 säkerställs hög noggrannhet i mätningarna. Kontroll av lägesosäkerhet av båda punktmolnen resulterade i en lägesosäkerhet som understeg toleranser satta enligt HMK - Terrester laserskanner Standardnivå 3.  Kontrollen av lägesosäkerheten visade att kvadratiska medelfelet(RMSE) i plan och höjd var 0.011m respektive 0.007m för TLS-punktmolnet, och 0.02m respektive 0.015m för drönar-SfM-punktmolnet, vilket låg under toleransen enligt HMK- Terrester Detaljmätning 2021. Resultaten tyder på att Structure-from-Motion fotogrammetri med drönare kan generera punktmoln med god detaljrikedom, inte lika noggrann som med terrester laserskanner på sin lägsta inställning. TLS uppvisade mindre osäkerhet enligt kontrollen av lägesosäkerhet, ungefär en halvering av RMSE i både plan och höjd. I studien framgick det att TLS presterar sämre vid svåråtkomliga ytor med skymd sikt och ogynnsamma infallsvinklar, där effekten blir en lägre punkttäthet för punktmolnet. Vid gynnsamma förhållanden erbjuder TLS en högre noggrannhet och detaljnivå jämfört med SfM punktmoln. Enligt M3C2 punktmoln analys, med TLS punktmolnet som referens, antydde det att SfM punktmolnet genererade största felen vid takfot samt vid buskage. De större felen vid takfot tyder på att SfM presterar sämre gällande detaljnivå och fel vid buskageområdet varierar inte från det som dokumenterats om fotogrammetriska fel vid mappning av vegetation. SfM kan utföra en effektiv datainsamling för större samt svåråtkomliga ytor men kräver lång bearbetningstid med diverse hjälpmedel för att uppnå hög noggrannhet. TLS kräver istället en lång datainsamlingsprocess men kan generera ett detaljerat och noggrant punktmoln direkt utan långa bearbetningsprocesser. Val av metod styrs därmed baserat på specifika projektkrav. Långsiktiga implikationer inkluderar förbättrad effektivitet och säkerhet inom bygg- och anläggningsprojekt, samt potentialen för kostnadsbesparingar och mer detaljerade inspektioner. / Photogrammetry is a crucial method for creating 3D representations of terrain and structures, yet challenges remain regarding accuracy due to factors such as image quality, camera calibration, and positional data. The use of drones for building detail measurements enables rapid and cost-effective data collection, but accuracy can be affected by image quality and shading. This thesis aims to compare the accuracy and quality of point clouds generated using two different techniques: terrestrial laser scanning (TLS) and Structure-from-Motion (SfM) photogrammetry with drones. The objective is to test the uncertainty and accuracy of both methods in residential surveying. Data collection was performed on a villa using both TLS and a drone equipped with a 48 MP camera, along with georeferencing with ground control points (GCP). SfM point clouds were processed with Agisoft Metashape. Comparisons were made between SfM and TLS point clouds in terms of coverage, positional difference, and positional uncertainty. By following guidelines from HMK - Terrester laserskanning 2021 and applying HMK Standard Level 3, high measurement accuracy was ensured. Positional uncertainty checks of both point clouds resulted in positional uncertainty within tolerances set by HMK - Terrestrial Laser Scanning Standard Level 3. The positional uncertainty, with a sample of 41 points showed that the root mean square error (RMSE) in plane and height was 0.011m and 0.007m respectively for the TLS point cloud, and 0.02m and 0.015m for the drone-SfM point cloud, both within the tolerance according to HMK - Terrestrial Detail Measurement 2021. The results suggest that Structure-from-Motion photogrammetry with drones can generate point clouds with good detail, although not as accurate as terrestrial laser scanning at its lowest setting. TLS showed less uncertainty according to the positional uncertainty check, with approximately half the RMSE in both plan and height. The study found that TLS performs worse on difficult-to-access surfaces with obstructed views and unfavorable angles, resulting in lower point cloud density. Under favorable conditions, TLS offers higher accuracy and detail compared to SfM point clouds. According to M3C2 point cloud analysis, using the TLS point cloud as a reference, SfM point clouds showed the largest errors at eaves and shrubbery. The larger errors at eaves indicate that SfM performs worse in terms of detail level, and errors in the shrubbery area are consistent with documented photogrammetric errors in vegetation mapping. SfM can effectively collect data for larger and difficult-to-access areas but requires extensive processing time with various aids to achieve high accuracy. Conversely, TLS requires a long data collection process but can generate a detailed and accurate point cloud directly without lengthy processing. The choice of method thus depends on specific project requirements. Long-term implications include improved efficiency and safety in construction and infrastructure projects, as well as potential cost savings and more detailed inspections.