Dronen hyödyntäminen geosuunnittelun lähtötietojen hankinnassa

Abstract

Drone on laitteena mullistanut maailmaa. Tässä tutkimuksessa tarkastellaan dronen käytön mahdollisuuksia geosuunnitteluun tarvittavien lähtötietojen hankinnassa. Tarkoituksena on selvittää kirjallisuuden ja aiempien tutkimusten avulla erilaisia tapoja hyödyntää dronea erilaisissa geoteknisissä mittauksissa ja kartoituksissa. Dronen hyödyntämisen mahdollisuuksia on tutkittu laajasti, sillä dronella suoritetut mittaukset ja kartoitukset ovat usein aikaisempia menetelmiä kustannustehokkaampia ja nopeampia. Ongelmaksi droneille tulee kuitenkin niiden rajallinen kannettavan hyötykuorman suuruus, joka määrittää pitkälti millaista laitteistoa niiden kanssa kyetään käyttämään.

Tutkimuksen alussa esitellään erilaisia droneja ja niiden soveltuvuutta erilaisiin tehtäviin. Työn alussa käydään läpi lisäksi dronen lennättämiseen liittyvää lainsäädäntöä, lentoturvallisuutta ja yksityisyydensuojaa. Työssä tutkittavia mittausmenetelmiä ovat fotogrammetria, LiDAR, sähkömagneettinen mittaus ja lämpökamerakuvaus. Mittausmenetelmistä tutkittiin niiden soveltuvuutta dronepohjaiseen toimintaan sekä niiden mittaustarkkuutta dronepohjaisesti toteutettuna. Tarkastelun kohteena toimivat fotogrammetrialla muodostettavat 3D-mallit, LiDAR:illa muodostettavat digitaaliset maasto- ja pintamallit, sähkömagneettisen mittauksen soveltuvuus maaperän, kallioperän ja pohjavesien tutkimiseen sekä lämpökamerakuvauksen hyödyntäminen pohjaveden suotautumisen tutkimisessa.

Kirjallisuuden perusteella huomattiin, että dronella tehdyt sähkömagneettiset mittaukset osoittautuivat kustannustehokkaiksi ja nopeiksi menetelmiksi alustaviin maaperä-, kallioperä- ja pohjavesitutkimuksiin. Dronella tehtävillä sähkömagneettisilla mittauksilla kyetään tutkimaan kalliopinnan sijaintia, laatua, maaperän kerroksellisuutta ja pohjavesialueiden rajoja sekä pohjaveden pinnan sijaintia. Lisäksi huomattiin, että sähkömagneettisten mittausten dataa tulkitsemalla voidaan tehdä alustavia maalajiarvioita. Lämpökamerakuvaus todettiin myös hyödylliseksi ja toimivaksi menetelmäksi pohjaveden suotautumisen tutkimisessa. Tutkimuksessa todettiin myös, että fotogrammetrialla muodostetut 3D-mallit ja LiDAR:illa muodostetut korkeusmallit ovat hyödyllisiä osia tietomallien muodostamisprosesseissa.