Denna studie undersöker reflektorlös mätning av vägmitt med totalstation samt skapande av markmodeller av vägar genom terrester laserskanning (TLS) och unmanned aerial system (UAS). Målet är att utvärdera metoder som undviker traditionell mätning på väg med handhållen prisma eftersom detta innebär att den som mäter måste befinna sig på vägen, vilket medför risker för trafikrelaterade olyckor samt kostnader för skyddsåtgärder. Studieområdet är en asfaltsbelagd parkeringsyta med vita markeringar liknande väglinjer. Genom TLS och fotogrammetrisk bearbetning av UAS-bilder skapades punktmoln och sedan markmodeller över en 60x10 m yta. Toleransen för markmodeller av asfaltsytor beskrivs i SIS-TS 21144:2016, som anger att den maximalt tillåtna medelavvikelsen i höjd är 0,02 m. Markmodellerna från både TLS och UAS-fotogrammetri uppfyllde kraven och erhöll medelavvikelser på -0,001 m respektive 0,005 m. Reflektorlös mätning som utförs från marknivå och ned mot terrängen med totalstation eller TLS resulterar i stora infallsvinklar, vilket i sin tur orsakar en förlängd träffbild. Pga. stråldivergens ökar dessutom träffbildens storlek med avstånd. En ytterligare faktor som påverkar reflektorlös mätning är mätobjektets reflektans. Asfalt har en reflektans på knappt 20 %, medan reflektansen hos de vitmålade markeringarna är tre gånger så hög. När det gäller TLS minskar dessutom punkttätheten, som påverkar vilka detaljer som kan identifieras, i samband med ökande avstånd. Toleranserna för inmätning av kontrollpunkter har i denna studie satts till 0,05 m i plan och 0,02 m i höjd. Resultaten visar att reflektorlös totalstationsmätning mot väglinjer uppnår RMS under toleransgränsen på upp till 55 m från instrumentet. I plan syns en trend som visar att avvikelserna ökar i samband med avstånd/infallsvinkel. I höjd syns inte en lika tydlig trend men vid ett avstånd på 57,5 m ökar avvikelserna drastiskt i både plan och höjd, vilket får betraktas som ett överskridande av den maximala räckvidden. Med dessa mätmetoder behöver hänsyn tas till bl.a. fri sikt, vägens utformning och skick, faktorer i omgivningen, trafikbelastning samt det rådande vädret. För både punktmoln och bilder behöver dessutom georeferering göras och lämplig upplösning bestämmas. Slutsatsen är dock att samtliga metoder kompletterar varandra och kan användas för insamling, kontroll, inpassning och komplettering av markmodeller och undviker samtidigt riskerna som medföljer handhållen prismamätning på väg. / This study evaluates the potential of reflectorless total station (TS) measurements when surveying road centerlines and the creation of digital terrain models (DTM) of road surfaces based on terrestrial laser scanning (TLS) and unmanned aerial system (UAS). The aim is to evaluate methods that avoid traditional surveying using a handheld prism since this means that the surveyor must be on the road, which creates risks of traffic related accidents as well as costs for protective measures. The study area is an asphalt-covered surface with white markings resembling roadlines. Through TLS and photogrammetric processing of UAS-images, pointclouds and subsequently DTM:s were created over a 60x10 m surface. The tolerance for DTM:s of asphalt-covered surfaces is specified in SIS-TS 21144:2016, which states a maximum average vertical deviation of 0,02 m. The DTM:s from the TLS and UAS-photogrammetry both fulfilled the requirements and obtained a quality of -0,001 m and 0,005 m respectively. Reflectorless measurements performed from ground level and down toward the terrain with TS or TLS result in large angles of inclination, which in turn causes an extended footprint of the laser beam. Because of beam divergence the footprint expands further with longer distances. Another factor that affects reflectorless measurements is the reflectance of the surface. Asphalt has a reflectance of barely 20 % while the reflectance of the white painted markings is three times as high. Additionaly when it comes to TLS, the point cloud density, which affects what details can be identified, diminishes with increasing distance. The tolerances for surveying of control points has in this study been set to 0,05 m horizontally and 0,02 m vertically. The results show that the reflectorless measurements of roadlines with TS achieves RMS below the tolerance limit up to 55 m from the instrument. The horizontal coordinates show a trend that the deviations increase with distance/angle of inclination. Vertically such a trend is not quite as clear, but at a distance of 57,5 m both the horizontal and vertical deviations increase drastically, which may be considered as exceeding the maximum range. With these methods adherences to some limitations need to be taken into consideration, such as line of sight, the road’s shape and condition, environmental factors, traffic and the weather. Furthermore, for both point clouds and images georeferencing needs to be done and a suitable resolution determined. The conclusion however, is that all methods complement each other and can be used for collecting, checking, fitting and completing DTM:s while avoiding the risks that traditional surveying methods using handheld prism creates.

The need for 3D-data has increased in the modern society. The data is used in many applications such as terrain models, documentation of buildings and infrastructure and can also be used for restauration or when monitoring deformations. Laser ranging is an important source to collect this type of information. Technical development has contributed with smaller and cheaper units and increased performance. Leica BLK360 was released in 2016 and is an example of this technological upraise. Since the model is new, it is interesting to investigate its performance. The goal of the study was to evaluate the performance of the length measurements by performing indirect measurements, as well as to investigate the range noise. These tests were performed at targets at different range indoors. The study took place at the lab facility at Heimdall at the University of Gävle. The method that was used, was to perform indirect measurements with targets on a line. The targets were placed with approximately 10 m in between. The results of scanned parallel targets were measured, it shows uncertainty that is smallest at 30 m (just over 2 mm) and highest at 40 m (over 5 mm). No statistical differences could be confirmed in this data. When non parallel targets was measured, the calculated uncertainty differences were 2–3 mm at 20–40 m (0° scanning angle). Low uncertainty was measured at 0° scanning angle, at higher angles uncertainties are increased. Differences could only be statistically confirmed on 40 m 45° and 10 m 0°. A conclusion from the investigation is that the measured uncertainties would be larger than if direct measurements was made. The results in this study based off indirect measurements, could not be compared to results made by direct measurements. The uncertainties would however be smaller in this type of study. When investigated the range noise it showed close to a linear curve in different scanning angles, when studying distance at 0–30 m except the target at 10 m. Statistically significant differences could be found for most measurements of range noise. The range noise is not specified in the user manual. The scanner works well at scanning indoor spaces, the low density point cloud at far range could be a limiting factor in some situations. / Behovet av 3-D data är stort i dagens samhälle. Det kan användas till att göra terrängmodeller, vid dokumentation av byggnader och anläggningar för renovering eller mätning av deformation etc. Laserskanning är ett viktigt sätt att samla in den typen av information. Teknisk utveckling har bidragit starkt till att förbättra prestanda, bidra till lägre vikt för enheterna och sänka kostnaderna för denna typ av utrustning. Leica BLK360 är en skanner som lanserades 2016 och är en tydlig representant för denna utveckling. Då skannern är ny finns intresse att undersöka dess prestanda, vilket görs i detta arbete. Målet med studien var att bedöma mätosäkerhet mot signaltavlor bestående av svagt gråtonade skivor på vissa givna avstånd, vilket kom att ske i inomhusmiljö. Dessa mätningar gjordes med indirekt längdmätning och slutsatser kring resultatens giltighet vid direkt längdmätning drogs. En bedömning gjordes också av avståndsbrusets storlek vid olika infallsvinklar. Arbetet syftade till att uppnå målen genom tester som utfördes i laborationshallen Heimdall på Högskolan i Gävle (HIG). Längdmätningsosäkerheter beräknades genom RMS-värden och resultatet för mätningar vid parallella plan visar att skillnader mot referensavstånd är lägst vid 30 m (drygt 2 mm) och det högsta värdet på signalen vid 40 m (drygt 5 mm). Generellt var det statistiska underlaget inte tillräckligt stort för att dra slutsatser kring skillnaderna i dessa längdmätningar. För motsvarande bedömning vid icke-parallella plan visade resultaten 2–3 mm vid 0° för längder på 20–40 m. Vid större infallsvinklar ökade sedan mätosäkerheten. Från de flesta av mätningarna kunde inte statistisk skillnad säkerställas på grund av liten mätserie, det kunde främst konstateras skillnad mellan värdet på 40 m 45° samt 10 m 0°. En slutsats som drogs är att de osäkerheter som uppmättes kunde anses större än om direkt längdmätning hade använts. Vid undersökning av avståndsbrusets storlek upptäcktes en förhållandevis linjär utveckling vid de olika infallsvinklarna, om bedömning enbart görs vid 0–30 m. Vid dessa mätningar kunde statistiska säkerställda skillnader konstateras i mycket hög omfattning. Skannern fungerar bra vid skanning inomhus, något som kan upplevas som en begränsning är ett förhållandevist glest punktmoln på längre avstånd, särskilt vid större infallsvinklar

Runstenar dokumenteras idag både för att skapa en visuell avbildning och medsyftet att användas vid forskning. Om avbildningen ska användas vid forskningfinns krav på en låg mätosäkerhet. Vid de studier som funnits har terresterlaserskanning (TLS) varit den valda dokumentationsmetoden. Fotobaseradskanning vilken är en billigare dokumentationsmetod har utvecklats mycketunder senare tid i och med utvecklingen av högupplösta kameror ochanvändarvänliga mjukvaror för bildbehandling.Denna studie syftar till att finna svar på om fotobaserad skanning är en lämpligmetod vid avbildandet av runor och ornament då en 3D-modell med lågmätosäkerhet ska skapas. För att avgöra detta jämförs tre fotogrammetriskapunktmoln och modeller mot punktmoln och modeller från en TLS av märketHexagon Romer Absolute Arm. Punktmolnen och modellerna från HexagonRomer Absolute Armen bildar i denna studie referensmodellen. Endigitalkamera och en smartphonekamera används i studien. Fotografier tasmed båda kamerorna på ett avstånd av 40 cm från runorna. Medsmartphonekameran tas även fotografier på 10–20 cm för att utvärderaavståndets betydelse för resultatet.Jämförelser mellan de sammanlagda RMS-värdena för fotogrammetriskamodellernas och referensmodellens ytor visar på den lägsta avvikelsen fördigitalkamerans modell. Detta då RMS-värdet för avvikelsen motreferensmodellen endast är 0,30 mm för digitalkameran. RMS-värdena föravvikelserna för smartphonekamerans modell är 0,63 mm då fotograferingenutfördes på 10–20 cm och 2,59 mm om avståndet var 40 cm. Alla modellerhar avvikelser på mm-nivå vilket jämfört med tidigare studier får anses somsmå skillnader. Resultatet visar även på avståndets betydelse för punkttäthetenoch den skapade modellens mätosäkerhet. De punktmoln som skapades avsmartphonekamerans fotografier uppvisar en ungefärlig dubblering avpunkttätheten i det täta punktmolnet då avståndet minskas från 40 cm till 10–20 cm mellan kamera och objekt. Till viss del kan kortare avstånd med andraord kompensera för en kamera med sämre upplösning. Detta gör att även ensmartphonekamera kan vara ett alternativ vid dokumentation av runskrift omingen bättre kamera finns att tillgå. Studien antyder att en högupplöstdigitalkamera kan vara ett fullgott alternativ till TLS vid dokumentation avrunskrift med låg mätosäkerhet. Detta skulle underlätta för forskare vidinsamlandet av material vid studier av runskrift.

Tidigare vid ombyggnation, försäljning och förvaltning av byggnader som var uppförda innan 80-talet utgick fastighetsägarna från enkla handritade pappersritningar. Det är en svår utmaning att hålla ritningen uppdaterad till verkliga förhållanden d.v.s. relationsritning. För ca 25 år sedan (i början på 80-talet) byttes papper och penna ut mot avancerade ritprogram (CAD) för framtagning av ritningar. Idag används CAD i stort sett för all nyprojektering och de senaste åren har utvecklingen gått mot en större användning av 3D-underlag än tidigare 2D-ritningar. Den stora fördelen med att projektera i 3D är att en virtuell modell skapas av hela byggnaden för att få en bättre kontroll av ingående byggdelsobjekt och även att fel kan upptäckas i tidigare skeden än på byggarbetsplatsen. Genom att börja bygga en virtuell byggnad i 3D från första skedet och succesivt fylla den med mer relevant information i hela livscykeln får man en komplett informationsmodell. Ett av kraven som ställs på fastighetsägarna vid ombyggnation och förvaltning är att tillhandahålla korrekt information och uppdaterade ritningar. Det skall vara enkelt för entreprenören att avläsa ritningarna. I rapporten beskrivs en effektiviserad arbetsprocess, metoder, verktyg och användningsområden för framtagning av 3D-modeller. Detta arbete avser att leda fram till en metodbeskrivning som skall användas för erfarenhetsåterföring. Arbetet skall också vara ett underlag som skall användas för att beskriva tillvägagångsättet att modellera från äldre ritningar till 3D-modeller. Metodbeskrivningen kommer att förenkla förståelsen för modellering för både fastighetsägaren och inom företaget, samt höja kvalitén på arbetet med att skapa CAD-modeller från de olika underlag som används för modellering. / The use of hand drawn construction model was the only way of development, rebuilding, sales and real estate management before the 80’s. However, the challenge was to preserve the drawings and maintain its real condition. To make things work faster and easier the development of advanced drawing software (CAD) was introduced which replaced the traditional hand drawn designs. Today, CAD is used broadly for all new constructions with a great success rate. However, with the new advanced technology many engineers and construction companies are heavily using 3D models over 2D drawings. The major advantage of designing in 3D is a virtual model created of the entire building to get a better control of input construction items and the errors can be detected at earlier stages than at the construction sites. By modifying buildings in a virtual model in three dimensions yet at the first stage and gradually fill it with more relevant information throughout the life cycle of buildings to get a complete information model. One of the requirements from the property owners in the redevelopment and management is to provide accurate information and updated drawings. It should be simple for the contractor to read drawings. This report describes a streamlined work processes, methods, tools and applications for the production of 3D models. This work is intended to lead to a methodology and to be used as well as for passing on experience. This report will also be a base to describe the approach to model from older drawings into 3D models. The method description will simplify the understanding of model for both the property owners and for companies who creates 3D models. It will also increase the quality of the work to create CAD models from the different data used for modeling.

Flygburen laserskanning är en effektiv metod för insamling av höjddata över stora områden och används därför frekvent som underlag till digitala höjdmodeller, både på nationell och regional nivå (Wehr & Lohr 1999). Fördelen med insamlingsmetoden är att de utsända laserpulserna reflekteras på både markytan och objekten ovan mark, exempelvis vegetation, byggnader och liknande. På så vis genereras ett tredimensionellt punktmoln från vilket ytterligare produkter kan genereras. Den uppskattade eller uppmätta kvaliteten hos LiDAR-data gäller generellt för hela skanningsområdet. Men det kan vara av intresse att utföra en mer djupgående analys av kvaliteten för att se hur den skiljer sig mellan olika terrängtyper. På uppdrag av Arvika kommun ska en kvalitetskontroll av Lantmäteriets andra rikstäckande laserskanning ”Laserdata Skog” utföras. I dagsläget arbetar man med Laserdata NH, syftet med studien är således att ge Arvika kommun en mer nyanserad uppfattning av kvaliteten hos Laserdata Skog så att framtida arbeten kan ske på ett tillförlitligt sätt med en djupare förståelse kring datat. En jämförelse med Lantmäteriets första rikstäckande laserskanning ”Laserdata NH” kommer även utföras. Jämförelsen mellan de två laserskanningarna sker främst av ett teoretiskt intresse för att utreda hur stor skillnaden är mellan dem, framtida arbeten med laserdata kommer troligtvis att ske med den nya ”Laserdata Skog”.   För att utföra studien tillämpas den tekniska specifikationen SIS-TS 21144:2016 ”Byggmätning – Specifikationer vid framställning och kontroll av digitala markmodeller”. Inmätning av referensdata utfördes med både GNSS-utrustning och totalstation. De terrängtyper som har inkluderats i studien är: asfaltsyta, grusyta, lövskog, barrskog och gräsyta. För varje terrängtyp selekterades 2 provytor för att uppnå en god representation av de enskilda terrängtyperna. För att möjliggöra en koordinatjämförelse mellan laser- och referensdata så interpolerades punktmolnet till en TIN-yta. Resultatet visar att det uppstår differenser mellan Laserdata NH och Laserdata Skog för de statistiska mått som har beräknats. Laserdata NH erhåller förvånansvärt låga avvikelser. En övergripande trend är dock att Laserdata Skog har de lägre avvikelserna. Att fastställa orsakerna till dessa är dock svårt då det finns ett flertal faktorer som spelar in. Sammanfattningsvis erhåller Grusyta det lägsta RMSE-värdet (0,021 m) i Laserdata NH och i Laserdata Skog är det Asfaltsyta (0,017 m). Det högsta RMSE-värdet hittas i Barrskog för både Laserdata NH (0,198 m) och Skog (0,111 m). / Airborne laser scanning is an efficient method for collecting elevation data over a large area and is therefore frequently used as a basis for digital elevation models, both on a national and regional level (Wehr & Lohr 1999). The advantage of this data collection method is that the emitted laser pulses are reflected both on the ground surface as well as the objects above it, for example the vegetation, buildings or the like. In this way a three-dimensional point cloud can be created from which further products can be generated. The estimated or measured quality of LiDAR data generally applies for the entire scanning area. But it can be interesting to perform a more in-depth analysis of how the quality differs between different types of terrain.  At the request of Arvika municipality a quality survey of Lantmäteriet’s second nationwide laser scanning “Laserdata Skog” will be performed. Work is currently being performed using Laserdata NH, the purpose of this study is thus to give Arvika kommun a more nuanced perception of Laserdata Skog’s quality so that future work can be done in a more reliable way with a deeper knowledge about the data at hand. A comparison between Lantmäteriet’s first nationwide laser scanning “Laserdata NH” will also be performed. The comparison between these two is primarily out of a theoretical interest to examine how the quality differs between them. Future laserdata work will probably be executed using the newer product “Laserdata Skog”. The technical specification SIS-TS 21144:2016 ”Construction measurements – Specifications of production and control of digital terrain models” was applied in the study. Both GNSS-equipment and total station where used in order to collect reference data. The included terrain types are: asphalt, gravel, deciduous forest, coniferous forest and grass. Two areas of interest have been selected for each type of terrain in order to achieve a good representation of each terrain type. In order to perform a coordinate comparison between the laser- and reference data the point cloud from the laserdata was interpolated to a TIN-surface. The results show that there are quality differences between Laserdata NH and Laserdata Skog. Laserdata NH obtains remarkably low deviations. The overall trend is however that Laserdata Skog acquires the lower deviations of the two. Determining the causes of this is difficult, as there are several factors that come in to play. In summary the Gravel terrain type obtains the lowest RMSE-value (0,021 m) for Laserdata NH. The terrain type with the lowest RMSE-value for Laserdata Skog is Asphalt (0,017 m). The highest RMSE-values are found in Coniferous forest for both Laserdata NH (0,198 m) and Laserdata Skog (0,111 m).

In this research, automatic point cloud modeling strategies have been tested to find the best strategies to model walls, floors and ceilings classes in terms of processing time and accuracy. The modeling was applied on a point cloud data related to the Architecture, Engineering, and Construction field which is a point cloud of a building collected by Sweco company in Sweden. This point cloud was segmented and classified into two classes: the first class is walls, and the second is floors and ceilings. The strategies were applied on each class using two commercial software which are: Leica Cyclone 3D-R and Pointfuse and one free open source software which is BLENDER.  The strategies were formed by making a collection of parameters for each strategy, some of these parameters are numeric and others are non numeric. The strategies were three combinations: in the first combination the default values of the numerical parameters were used. In the second combination these default values were increased by 50% and in the third combination these default values were decreased by 50%. The final results showed that all best strategies were done by using Leica Cyclone 3D-R software. Regarding the processing time to model the walls, the fastest strategy is by increasing the default numerical parameters of Regular Sampling function by 50% while ignoring the scanning directions. Regarding the processing time to model the floors and ceilings. The fastest strategy is also by increasing the default numerical parameters of meshing in two steps function by 50%  which in the first step of the function the try to create watertight mesh option is chosen for hole management method and the scanning directions are not ignored. In the second step the refine mesh without cloud option is chosen for refining method and under this option the following parameters are defined: deviation error, refine on free borders is not included and preserve sharp edges is included. Regarding the accuracy, the most accurate strategy to model the walls is by decreasing the default numerical parameters of meshing in two steps function by 50% which in the first step of the function the hole detection option is chosen for hole management method and the scanning directions are included. In the second step the refine mesh from cloud option is chosen for refining method and under this option the following parameters are defined: meshing by keep only best points, deviation error, distance, local reorganization is included and no free border modification is chosen for hole management method. Regarding the most accurate strategy to model the floors and ceilings is by decreasing the default numerical parameters of meshing in two steps function by 50% which in the first step of the function the hole detection option is chosen for hole management method and the scanning directions are included. In the second step the refine mesh from cloud interpolation option is chosen for refining method and under this option the following parameters are defined: refine with deviation error for refining method, deviation error, maximum number of triangles, minimum triangle size, refine with point evenly spaced is not included, distance is included, local reorganization is included, angle threshold on scanning directions is not include and refine free border is chosen for hole management method. / I denna forskning har automatiska punktmolnmodelleringsstrategier testats för att hitta de bästa strategierna för att modellera väggar, golv och takklasser när det gäller bearbetningstid och noggrannhet. Modelleringen applicerades på ett punktmolndata relaterat till Arkitektur, Ingenjörs- och Byggområdet som är ett punktmoln av en byggnad som samlats in av Sweco-företaget i Sverige. Detta punktmoln segmenterades och klassificerades i två klasser: den första klassen är väggar och den andra är golv och tak. Strategierna tillämpades på varje klass med hjälp av två kommersiella programvaror som är: Leica Cyclone 3D-R och Pointfuse och en gratis programvara med öppen källkod som är BLENDER. Strategierna bildades genom att göra en samling parametrar för varje strategi, några av dessa parametrar är numeriska och andra är icke-numeriska. Strategierna var tre kombinationer: i den första kombinationen användes standardvärdena för de numeriska parametrarna. I den andra kombinationen ökades dessa standardvärden med 50 % och i den tredje kombinationen minskades dessa standardvärden med 50 %. De slutliga resultaten visade att alla bästa strategier gjordes med hjälp av programvaran Leica Cyclone 3D-R. När det gäller bearbetningstiden för att modellera väggarna är den snabbaste strategin att öka de numeriska standardparametrarna för funktionen Regelbunden provtagning med 50 % samtidigt som man ignorerar skanningsanvisningarna Angående handläggningstiden för att modellera golv och tak. Den snabbaste strategin är också att öka de numeriska standardparametrarna för meshing i tvåstegsfunktion med 50 %, vilket i det första steget av funktionen är att försöka skapa vattentäta mesh-alternativet väljs för hålhanteringsmetoden och skanningsriktningarna ignoreras inte. I det andra steget väljs alternativet förfina mesh utan moln för förfiningsmetod och under detta alternativ definieras följande parametrar: avvikelsefel, förfina på fria gränser ingår inte och bevara skarpa kanter ingår. När det gäller noggrannheten är den mest exakta strategin för att modellera väggarna genom att minska de numeriska standardparametrarna för meshing i tvåstegsfunktion med 50 %, vilket i det första steget av funktionen väljs håldetekteringsalternativet för hålhanteringsmetoden och skanningsriktningarna ingår. I det andra steget väljs alternativet förfina mesh from cloud för raffineringsmetod och under detta alternativ definieras följande parametrar: meshing by keep only best points, deviation error, distance, local reorganization ingår och ingen fri gränsmodifiering är vald för hål förvaltningsmetod. När det gäller den mest exakta strategin för att modellera golv och tak är att minska de numeriska standardparametrarna för meshing i tvåstegsfunktion med 50 %, vilket i det första steget av funktionen väljs håldetekteringsalternativet för hålhanteringsmetoden och skanningsriktningarna är ingår. I det andra steget väljs alternativet förfina mesh från molninterpolation för raffineringsmetod och under detta alternativ definieras följande parametrar: förfina med avvikelsefel för förfiningsmetod, avvikelsefel, maximalt antal trianglar, minsta triangelstorlek, förfina med punkt jämnt mellanrum ingår inte, avstånd ingår, lokal omorganisation ingår, vinkeltröskel på skanningsriktningar ingår inte och förfina fri kant är vald för hålhanteringsmetod.

Inom geodetisk mätning har den tekniska utvecklingen inom terrester laserskanning (TLS) gått fort framåt sedan millennieskiftet. Tack vare dess framgång har TLS etablerat sig väl på marknaden som skanningsmetod och användningsområdena har därefter utvidgats. Leica Geosystems AB är ett internationellt mätningsteniskt företag, vilka har lanserat sin nya multistation Leica Nova MS60 med fältmjukvaran Leica Captivate. Till mjukvaran hör också applikationen Inspect a Surface, som möjliggör mätningsingenjör att kunna utvärdera erhållna skanningsdata ute i fält. Applikationen är ämnad att användas vid kontroll av ett skannat objekt genom att testa punktmolnet mot en definierad referens. Företaget har intresse av att en studie av denna karaktär utförs på deras produkter då det inte gjorts tidigare. Undersökningens primära syfte är att utröna i vilken grad fältmjukvaran Leica Captivate med applikationen Inspect a Surface i en Leica Nova MS60 står sig i jämförelse med traditionell efterbearbetning i extern mjukvara. Skanningar utfördes både i utom- och inomhusmiljö mot objekt som vanligen går att finna på byggarbetsplatser, såsom fasad, vägg, golv och cylindriska objekt med varierande radie och materialsegment. De horisontella och vertikala ytorna testades mot inmätta referenspunkter respektive interpolerade referenspunkter. Skanningsdata för cylindrar erhölls av MS60 respektive Leica Scan Station C10 för att visuellt undersöka fenomenet ”mixed pixels”. En cylinderinpassning i Leica Cyclone gjordes mot respektive segment för att se dess radie-avvikelse från referens och jämföra resultaten för respektive instrument. Även signifikanstest utfördes. Resultatet av undersökningen visar att utvärdering av ytor ger likvärdiga resultat i samtliga mjukvaror. Felkällan mixed pixels influerade i varierande grad för punktmolnen erhållet från MS60 och C10. Felkällan var som mest förekommande på materialet aluminium och tapetsegmentet som var närmast golvet. Cylinderpassning mot punktmoln från respektive instrument avvek på millimeternivå från varandra och referensen. Enstaka större avvikelser förekom bland annat på aluminiumsegmentet. Den slutsats som drogs var att applikationen är tillfredsställande att användas för efterbearbetning direkt ute i fält. Skanning av cylindrarna ledde till slutsatsen att skanningsdata från MS60 drabbas av felkällan mixed pixel i större grad än C10 bara om en yta är nära bakom cylindern. Samtidigt drabbades punktmolnet från C10 av mixed pixels om det var fritt bakom cylindrarna. Att använda sig av MS60 för skanning av cylindriska objekt visade sig vara tillfredsställande. / The technical development of terrestrial laser scanning has quickly proceeded in geodetic measurement since the millennium shift. Its success has made TLS well established on the market as a method of scanning and its field of applications has expanded. Leica Geosystems is an international company in the field of surveying and measurement instruments. They have developed a new multistation, Leica Nova MS60 with the field software Leica Captivate. In addition to the software the application Inspect a Surface allows surveyors to evaluate obtained point clouds in the field. The application serves the purpose of controlling an object by comparing a pointcloud with a defined reference. The company is interested of such a study to be made on their products, as it has not been conducted before. The main purpose of the study is to determine to what extent the field software Leica Captivate with Inspect a Surface in a Leica Nova MS60 manages with traditional post processing in external software. Scanning in indoor and outdoor environment was performed on objects common on construction sites, such asfacade, wall, floor, and cylindrical objects with varying radius and material segments. The horizontal and vertical surfaces were tested against measured reference points and interpolated reference points. Scanning data for cylinders was obtained by MS60 and Leica Scan Station C10 for a visual control of the phenomenon “mixed pixels”. In Leica Cyclone, a cylinder was fitted on each segment in order to determine radius deviation from reference and compare the results from each instrument. A hypothesis test was also conducted. The study shows that surfaces had equivalent results in all softwares. The error source mixed pixels influenced pointclouds from MS60 and C10 in varying degree. The error source was occurred most frequenlty on the aluminum and wallpaper segment which were close to the floor. Cylinder fitting on point cloud from, MS60 and C10 deviates millimeters from each other and the reference, apart from a few bigger deviations, the aluminum-segment for instance. The conclusion is that the application is satisfactory for post processing in the field. Scanning of cylinders leads to the conclusion thad mixed pixels occurs for MS60 more than C10 only if a surface is behind the cylinder. On the contrary, mixed pixels occur on C10 if there is free space behind the cylinder. Using MS60 for scanning of cylindrical object turns out to be satisfactory.

Framtagandet av byggnadsinformationsmodeller (BIM) sker på många olika sätt och blir allt vanligare i dagens samhälle. I dagsläget sker datainsamlingen för att skapa en BIM med hjälp av terrester och flygburen laserskanning vilket gör det till en dyr och tidskrävande process. Denna studie syftar till att undersöka noggrannheten och precisionen i Apples LiDAR-sensor, samt undersöka hur enkelt det är för en mjukvara som automatiskt modellerar BIM att urskilja objekt ur ett punktmoln skannat med LiDAR-sensorn. För att uppnå detta har en friggebod skannats in sju gånger med en iPhone 13 Pro Max samt en gång med en terrester laserskanner P50 från Leica. Längder har beräknats i punktmolnen mellan måltavlor som placerats på friggeboden och avvikelser har beräknats mellan dessa längder där längderna i P50 punktmolnet varit referens. Utifrån dessa avvikelser har medeltal, standardosäkerhet, medeltalets standardosäkerhet, Root Mean Square (RMS) och skevhet beräknats. IPhone punktmolnen passades in på P50 punktmolnet med hjälp av funktionen ”best-fit registration” i mjukvaran Leica Cyclone 3DR för att studera hur stora avvikelser som uppkommer. Båda punktmolnen modellerades i mjukvaran Faramoon där skillnaderna i objektens geometriska egenskaper har jämförts med varandra. Analysen av längdavvikelser resulterade i att längderna mätta i samtliga iPhone punktmoln är positivt förskjutna relativt längderna i P50 punktmolnet. Skevhetsmåttet för samtliga punktmoln var negativt. RMS-värdet och standardosäkerheten för längdavvikelserna varierade med mer än en decimeter mellan punktmolnen. Standardosäkerheten varierade mellan 0,071 meter och 0,173 meter och RMS-värdet varierade mellan 0,082 meter och 0,184 meter. Resultatet av inpassningen med iPhone punktmolnen på P50 punktmolnet var även det varierande, på grund av att fördelningen av avvikelserna varierade mellan punktmolnen. Resultatet av modelleringen av BIM i Faramoon resulterade i att mjukvaran har svårt att modellera en BIM utifrån iPhone punktmolnen och att skillnaden i geometriska egenskaper uppgår till meternivå.  Studien visar att noggrannheten och precisionen i Apple LiDAR-sensor är varierande mellan olika skanningar men uteslutande på decimeternivå. Vilket gör att det inte rekommenderas att använda sensorn för mättekniska ändamål eller för automatiskt skapande av BIM. Sensorn kan istället användas för visuella tillämpningar, exempelvis till att skapa 3D modeller med hög osäkerhet. / The development of building information models (BIM) is becoming increasingly common in today’s society. At present, data collection to create a BIM is performed by using terrestrial and airborne laser scanning with a high resolution and almost mm uncertainty, which makes it an expensive and time-consuming process.  This study aims to investigate the accuracy and precision of Apple's LiDAR- sensor and explore how well a software that automatically models BIM can distinguish objects from a point cloud scanned with the LiDAR-sensor. To achieve this, a garden shed has been scanned seven times with an iPhone 13 Pro Max and once with the terrestrial laser scanner P50 from Leica. Lengths have been calculated in the point clouds between targets placed on the garden shed and deviations have been calculated between these lengths where the lengths in the P50 point cloud have been used as reference. Based on these deviations, the mean, standard uncertainty, standard uncertainty of the mean, the Root Mean Square (RMS) and skewness have been calculated. The iPhone point cloud was fitted to the P50 point cloud using the “best fit registration” function in the software Leica Cyclone 3DR to study how similar the iPhone point cloud is to the P50 point cloud. Both point clouds were modelled using a scan-to-BIM software i.e., Faramoon software, where the differences in the geometric properties of the objects have been compared with each other. The analysis of length deviations resulted in the lengths measured in all iPhone point clouds being shifted in the positive direction around the lengths in the P50 point cloud. The skewness for all point clouds was negative. The RMS value and the standard uncertainty for the length deviations varied by more than one decimetre. The standard uncertainty varies between 0.071 meters to 0.173 meters and the RMS value varies between 0.082 meters and 0.184 meters. The result of the alignment with the iPhone point clouds on the P50 point cloud was variable as the distribution of deviations between the point clouds were different. The result of the modelling of BIM in Faramoon resulted in that the software has it difficult to model a BIM based on the iPhone point clouds and that the difference in geometric properties between iPhone and P50 were up to meter level.  The study shows that the accuracy and precision of the Apple LiDAR-sensor vary between different scans but exclusively at the decimetre level. This means that it is not recommended to use the sensor for geodetic purposes or for the automatic creation of BIM. However, the Apple LiDAR-sensor can be used for visualizations of, for example, 3D models with high uncertainty.

Höjddata av god kvalitet är av stor betydelse i många sammanhang, inte minst i samhällets anpassning till ett förändrat klimat. Laserdata Skog är höjddata insamlade från flygburen laserskanning och kommer i färdigt skick att täcka större delen av Sveriges yta. För att sådana data ska kunna användas på bästa sätt är det viktigt att ha kännedom om deras kvalitet. För data från flygburen laserskanning finns det många parametrar som orsakar variation i kvaliteten, där terrängtypens inverkan hör till de mest betydande.  Denna studie utförs på uppdrag av Lantmäteriet och syftar till att undersöka kvaliteten i Laserdata Skog. Fokus ligger på osäkerhet i höjd och punkttäthet, samt hur dessa faktorer varierar mellan olika terrängtyper. Höjdosäkerheten har undersökts genom jämförelser mellan laserdata och terrestra kontrollmätningar, medan punkttätheten har bestämts med beräkningar och observationer i laserdata. Fyra terrängtyper ingår i studien: Hårdgjord yta, Gräsyta, Barrskog och Lövskog. Varje terrängtyp representeras av tre olika provytor, fördelade på olika skanningsområden. Osäkerheten i höjd påverkades av både trädskikt och markvegetation, medan det enbart var variation i trädskiktet som orsakade synbar påverkan på punkttätheten. Osäkerheten i höjd för enskilda provytor varierade mellan 0,011 och 0,183 m (RMS). Punkttätheten varierade mellan 0,66 och 2,09 punkter/m2. För osäkerheten i höjd påträffades ett betydande bidrag från inpassningen av punktmolnet, vilket försvårade analysen av terrängtypens inverkan. / High quality elevation data is of great importance in many contexts, for example in society’s adaptation to climate change. Laser data forest (Laserdata Skog) is elevation data collected from airborne laserscanning, and will cover most of Sweden’s surface when completed. In order for this data to be used in the best possible way, knowledge of its quality is important. Many parameters causes variation in quality for airborne laserdata, and the impact of vegetation is one of the most significant. This study is conducted by request from Lantmäteriet (the Swedish mapping, cadastral and land registration authority) and aims to investigate the quality of Laser data Forest. Uncertainty in height and point density is the main focus, as well as how these factors vary in different types of terrain. Uncertainty in height has been investigated by comparisons between laser data and terrestrial control measurements, while point density has been determined by calculations and observations in laser data. Four types of terrain is included in the study: Impervious surface, Grass, Coniferous forest and Deciduous forest. Each type of terrain is represented by three test surfaces, one in each of three different scanning areas. Uncertainty in height was affected by both trees and ground cover, while the vegetational impact on point density was caused by trees alone. Uncertainty in height for individual test sites varied between 0,011 and 0,183 m (RMS). Point density varied between 0,66 and 2,09 points/m2. For the uncertainty in height, a considerable contribution was found to originate from the alignment of the point clouds, which made the analysis of the impact of the terrain more difficult.

Det finns en ISO-standard (ISO-17123) som anger hur de flesta geodetiska mätinstrument ska kontrolleras. Denna standard omfattar dock inte terrester laserskanners (TLS). Detta trots att sådana instrument har funnits ute på marknaden ett tag. National Institute of Standards and Technology (NIST) i USA har utvecklat en amerikansk standard för detta ändamål. Den är möjlig att använda i väntan på att en ISO-standard för TLS fastställts. Syftet med detta examensarbete är att undersöka en fasmätande laserskanner FARO Focus3D, som tillhör avdelningen för mätnings- & kartteknik på Tyréns AB i Stockholm. Närmare bestämt har vi riktat in oss på ”osäkerheten i avståndsmätning, och hur denna påverkas av avstånd och infallsvinkel”. Ett ytterligare syfte är att undersöka huruvida en metod, utvecklad av Fédération Internationale des Géomètres (FIG), för bestämning av nollpunktsfelet för totalstationer kan appliceras på TLS. Undersökningen har ägt rum under våren 2012 i och utanför den ca 50 m långa mäthallen i hus 45 vid Högskolan i Gävle. Avstånden som studerades inomhus var 10 – 40 m med intervall om 10 m, samt med både sfäriska och platta svartvita signaler. De sista med infallsvinkeln 0°, 30° och 45°. Även bestämningen av nollpunktsfelet utfördes inomhus med ett avstånd på 30 m med ett intervall på 10 m. Avstånden som undersöktes utomhus var 20 – 120 m med intervall om 20 m med samma signaler. Avstånden vi bestämde oss för att studera valdes pga. att specifikationerna angav att FARO Focus3D skulle klara av att registrera returer från dessa avstånd, där 120 m var det maximala avståndet som angavs. Vid kontroll av avvikelserna mot ett referensavstånd vid avstånden 10 – 40 m inomhus uppfyllde endast mätningarna mot två signaler laserskannerns specifikationer. De två signalerna var sfärerna vid 20- och 40 m avstånd från instrumentet. Vid kontroll av avståndsbruset uppfyllde inga mätningar mot signaler vid något avstånd laserskannerns specifikationer. Dock är avståndsbruset nästan hela tiden ganska lågt, förutom vid 40 m och infallsvinklarna 30° och 45°. Här var ökningen av bruset väldigt kraftig. Vid mätningarna utomhus gick det inte att registrera några signaler. Punkttätheten var för gles och antalet laserreturer alldeles för få. Gemensamt för alla mätningar mot svartvita signaler, oberoende av infallsvinkel, är att de har den minsta avvikelsen från referensavståndet vid det längsta testade avståndet, dvs. 40 m från instrumentet. Mätningarna mot sfärerna har vid alla avstånd en lägre avvikelse mot referensavståndet än vad de svartvita signalerna har. Emellertid har skanningarna mot sfärerna en högre standardosäkerhet än mot de svartvita måltavlorna, som endast var högre vid det längsta avståndet, 40 m. Vi anser att metoden för bestämning av nollpunktsfel är lätt och relativt snabb att arbeta enligt, samt att den är användbar för TLS. Vår slutsats är att längre avstånd från instrumentet inte nödvändigtvis behöver ge större avvikelser mot ett referensavstånd. I stället kan det resultera i mindre avvikelser.