Mobilna enota za hitri zajem... zemeljskih plazov 1/85. Raziskovalno razvojni projekt CRP»Znanje za varnost in mir «

Transcription

1 Mobilna enota za hitri zajem... zemeljskih plazov 1/85 Raziskovalno razvojni projekt CRP»Znanje za varnost in mir «Mobilna enota za hitri zajem prostorskih podatkov v primeru zemeljskih plazov Zaključni elaborat Verzija 1.0 Datum Številka projekta: M2-0136; številka pogodbe:

2 Mobilna enota za hitri zajem... zemeljskih plazov 2/85 Osnovni podatki o projektu Številka pogodbe: Številka projekta: M Prijavitelj projekta: Univerza v Ljubljani, Fakulteta za gradbeništvo in geodezijo, Oddelek za geodezijo Sodelujoča RO: DFG CONSULTING, d.o.o. Vodja projekta koordinator: izr.prof.dr. Dušan Kogoj Vsebinski nadzor: dr. Marko Podberšič, Ministrstvo za obrambo RS Financerja: Javna agencija za raziskovalno dejavnost Republike Slovenije Ministrstvo za obrambo Rok trajanja projekta: Celotna pogodbena vrednost projekta: ,74 EUR ( ,00 SIT) Avtorji zaključnega elaborata: Dušan Kogoj Mojca Kosmatin Fras Dejan Grigillo Mihael Ribičič Tomaž Ambrožič Aleš Marjetič Tomaž Gvozdanović Domen Smole Uroš Ranfl Mihaela Krivec Rok Vezočnik Maja Balon

3 Mobilna enota za hitri zajem... zemeljskih plazov 3/85 Kazalo vsebine 1. UVOD Splošni podatki o projektu Povzetek projekta Aktivnosti projekta po fazah PRVA FAZA ( ) DRUGA FAZA ( ) TRETJA FAZA ( ) ČETRTA FAZA ( ) PETA FAZA ( ) Zgradba elaborata OSNOVE PLAZENJA Osnovne vrste plazenja Opazovanje gibanja pojava plazenja Elementi popisa plazu Opredelitev pojava plazenja glede na stopnjo ogrožanja človeka in narave ORGANIZACIJA OB SPROŽITVI ZEMELJSKEGA PLAZU NABOR OBSTOJEČIH GEOPODATKOV Državna topografska karta 1 : 5000 DTK Državna topografska karta merila 1 : Geodetske točke Ortofoto Pokrovnost tal CORINE Land Cover Slovenija Zbirke podatkov dejanske rabe kmetijskih zemljišč Zbirni kataster gospodarske javne infrastrukture Zemljiški kataster Digitalni katastrski načrti TEHNOLOGIJA LASERSKEGA SKENIRANJA Terestrično 3D lasersko skeniranje Opredelitev tehnologije Skenerji Klasifikacija laserskih skenerjev Skenerji z neposrednim merjenjem razdalj (ranging skenerji) Triangulacijski skenerji Osnovni elementi laserskih skenerjev Princip delovanja Terenski zajem podatkov Rezultati meritev Uporabnost v praksi Sklep KONCEPT DELOVANJA MOBILNE ENOTE Pridobitev ustreznih podatkov in načrt terenskih del Izvedba terenskih meritev Obdelava podatkov TERENSKI ZAJEM Predogled terena ( ) Terenski zajem ( ) Plaz Slano blato Potek dela z elektronskim tahimetrom Potek dela z laserskim skenerjem... 50

4 Mobilna enota za hitri zajem... zemeljskih plazov 4/ Gorenje Terenski zajem plazu Slano blato ( ) Osnovni podatki Opis potek merjenja Analiza terenskih del Sklep GEOPODATKI Prvi zajem Slano blato Gorenje Sklep Drugi zajem Slano blato Sklep Zaključek FINANČNI IN ČASOVNI PLAN MOBILNE ENOTE Finančna opredelitev Časovna opredelitev ZAKLJUČEK VIRI... 84

5 Mobilna enota za hitri zajem... zemeljskih plazov 5/85 Kazalo slik in tabel Tabela 2-1: Delitev zemeljskih plazenj Tabela 2-2: Klasifikacija tipov plazenja glede hitrosti gibanja plazine Slika 2-1: Tipični elementi plazenja (po Prinzu) Slika 2-2: Zgradba plazu Tabela 2-3: Elementi popisa plazu (po IAEG klasifikaciji) Slika 2-3: Zgradba plazu Tabela 2-4: Definicije dimenzije plazu Slika 3-1: Primer organizacije ob sprožitvi zemeljskega plazu v Mestni občini Celje (vir: MO Celje) Slika 3-2: Predlog organizacije pri sprožitvi zemeljskega plazu Slika 4-1: Primer izseka državne topografske karte 1 : Slika 4-2: Primer izseka državne topografske karte 1 : Slika 4-3: Primer geodetskih točk Slika 4-4: Ortofoto Slika 4-5: Pokrovnost Slovenije Slika 5-1: Način delovanja vrtečih zrcal Slika 5-1: Metoda merjenja časovnega intervala potovanja laserskega žarka Tabela 5-1: Klasikacija laserskih skenerjev Slika 5-2: Vidno polje 3D laserskega skenerja Slika 5-3: Refleksijska cilindrična tarča in prizma za 3D lasersko skeniranje Slika 5-4: Zgradba sistema za terestrično skeniranje (primer firme Riegl) Slika 5-5: Velika gostota meritev omogoča»izris«dejanskega stanja slika meritev Slika 5-6: Obdelane terenske meritve v obliki 3D modela Slika 7-1: Geografska lega plazov Slika 7-2: Skala nad vasjo Slika 7-3: Razpoke na gospodarskem objektu Slika 7-4: Razpoke na betonski ograji Slika 7-5: Plaz pod cesto Lokavec Predmeja Slika 7-6: Plaz pod cesto Lokavec Predmeja Slika 7-7: Zgornji del plazu Slano blato Slika 7-8: Zgornji del plazu Slano blato Slika 7-9: Kanali za odtekanje vode Slika 7-10: Pregrada na plazu Slika 7-11: Elektronski tahimeter Leica TCRP1201 R300 in prizma Leica GPR111zu Slika 7-12: Princip polarne izmere detajla Slika 7-13: Inštrumentarij za lasersko skeniranje Slika 7-14: Položaji stojišč inštrumenta Slika 7-15: Stojišče Slika 7-16: Spremljanje poteka skeniranja na prenosnem računalniku... 53

6 Mobilna enota za hitri zajem... zemeljskih plazov 6/85 Slika 7-17: Položaji stojišč inštrumenta Slika 7-18: Pobočje nad vasjo Gorenje Slika 7-19: Določitev tarč z GPS meritvami Slika 7-20: Stojišče Slika 7-21: Stojišče Slika 7-22: Položaj stojišč inštrumenta Slika 7-23: Panoramska slika iz stojišča Slika 7-24: Primer problematičnega tipa terena (poraščenost) Slika 8-1: Prikaz poteka obdelave oblaka točk Slika 8-2: Združen oblak točk Slika 8-3: Združen oblak točk z dodanimi RGB vrednostmi Slika 8-4: Rdeča barva ponazarja objekte, ki jih je potrebno odstaniti Slika 8-5: Betonski jašek, ki ga odstanimo iz meritev Slika 8-6: Obarvan model terena na zgornjem delu območja plazu Slano blato Slika 8-7: Mrežni prikaz 3D modela Slika 8-8: Hipsografski prikaz plazu z zvezno barvno lestvico v državnem koodinatnem sistemu Slika 8-9: Hipsografski prikaz plazu z diskretno barvno lestvico Slika 8-10: Plastnice na zgornjem območju plazu Slano blato Slika 8-11: Prikaz naklonov terena in legenda, ki prikazuje meje posameznih razredov Slika 8-12: Izris poljubnega profila Slika 8-13: Model plazu Slano blato z lepo vidnimi kanali za odvodnjavanje Slika 8-14: Pogled na 3D model s stojišča Slika 8-15: Prikaz meritev z elektronskim tahimetrom Slika 8-16: Prikaz obsega meritev na 3D modelu Slika 8-17: 3D model Gorenje (pobočje nad vasjo) Slika 8-18: Fasada hiše v vasi Gorenje z lepo vidno razpoko Slika 8-19: Združen oblak točk Slika 8-20: Združen oblak točk z dodanimi barvnimi vrednostmi Slika 8-21: Hipsografski prikaz plazu z zvezno barvno lestvico v državnem koodinatnem sistemu - oktober. 75 Slika 8-22: Hipsografski prikaz plazu z zvezno barvno lestvico v državnem koodinatnem sistemu - februar. 76 Slika 8-23: Hipsografski prikaz plazu z diskretno barvno lestvico - oktober Slika 8-24: Hipsografski prikaz plazu z diskretno barvno lestvico - februar Slika 8-25: Plastnice na zgornjem območju plazu Slano blato - oktober Slika 8-26: Plastnice na zgornjem območju plazu Slano blato - februar Slika 8-27: Prikaz naklonov terena - oktober Slika 8-28: Prikaz naklonov terena - februar Slika 8-29: Ploskev razlik (oktober-februar)... 80

7 Mobilna enota za hitri zajem... zemeljskih plazov 7/85 1. UVOD 1.1. Splošni podatki o projektu Projekt je izvajala projektna ekipa, sestavljena iz dveh raziskovalnih organizacij: Univerza v Ljubljani - Fakulteta za gradbeništvo in geodezijo (nosilna raziskovalna organizacija): Katedra za geodezijo, DFG CONSULTING, d.o.o. (sodelujoča raziskovalna organizacija). Sestavni del pogodbe projekta je načrt projekta (priloga 1 pogodbe), v katerem je predstavljena razčlenitev in časovni načrt projekta. Sam projekt je bil razdeljen na 5 faz, ki so se izvajale skladno z načrtom (časovni mejniki in same aktivnosti). Naročniku smo, v skladu s pogodbo, oddali štiri vmesna poročila (za faze 1-4) in zaključni elaborat, ki vključuje tudi podatke o izvedbi 5. faze. Sodelovanje izvajalca z Ministrstvom za obrambo je bilo od začetka do konca projekta zelo dobro in intenzivno, organiziranih je bilo več sestankov ob zaključku posameznih faz, v dveh terminih so bile izvedene tudi terenske meritve plazov. Naročnik je bil ves čas projekta obveščen o poteku in vmesnih rezultatih projekta in je pri odločitvenih fazah, ko je bilo treba detajlneje opredeliti izvajanje naloge, aktivno sodeloval. Ves čas projekta smo uspešno sodelovali tudi s poveljnikom Civilne zaščite Občine Ajdovščina g. Igorjem Benkom Povzetek projekta Po ocenah strokovnjakov spada dobra tretjina površine Slovenije v območje verjetnosti pojavljanja plazov (slabih 7% Slovenije pokrivajo območja, kjer je verjetnost pojavljanja plazov zelo velika, 17% države pripada območjem, na katerih je pojavljanje plazov veliko in 10% območjem, kjer je verjetnost pojavljanja plazov srednje velika). Analiza baze GIS_UJME je pokazala, da so podatki v bazi GIS_UJME pomanjkljivi, da ima le okoli 20% zadovoljive podatke za nadaljnje obdelave. Predvsem so za prostorske analize manjkali podatki o prostorskih koordinatah plazov. Po sami sprožitvi plazu so izrednega pomena kvalitetni prostorski podatki o sproženem plazu. Gre za samo lokacijo plazu, njegov obseg, smer premikanja, volumen in mase plazovine ter ostale izvedene podatke kot so vertikalni profili, izohipsne karte in podobno. Vsi ti podatki so namreč osnova za časovne, kadrovske in finančne izračune sanacije. V kolikor so ti podatki nenatančni so lahko omenjene ocene zelo zgrešene, če pa trajata zajem in priprava podatkov za sanacijo predolgo, obstaja nevarnost nadaljnega plazenja s tem pa povzročitve še večje škode in ogroženost življenj. Namen samega projekta je bil analizirati možnosti vzpostavitve mobilne enote, ki vključuje metodo laserskega skeniranja, v relativno kratkem času (od nekaj dni do nekaj ur) zagotoviti izjemno kvalitetne prostorske podatke o sproženem plazu. Kljub temu da je metoda laserskega skeniranja kot metoda geodetske izmere v Sloveniji še v povojih, se uspešno uporablja pri geodetski izmeri kamnolomov in odlagališč odpadkov... Glavne prednosti laserskega skeniranja pred ostalimi geodetskimi metodami so: zajem ogromnega števila točk (100x x več kot s standardnimi geodetskimi metodami), s tem pa pridobimo bistveno natančnejši model plazu izjemna hitrost v primerjavi s standardnimi geodetskimi metodami (reda točk/sekundo) zajem podatkov na daljavo, s čimer se izognemo izjemno nevarnemu gibanju po plazu možnost kombinacije podatkov s slikovnimi podatki posnetimi s fotogrametričnimi kamerami. V teoretičnem delu naloge smo opisali osnove plazenja, organiziranost ob sprožitvi zemeljskega plazu, na kratko opisali obstoječe geopodatke ter metodo laserskega skeniranja in njeno uporabnost ter postavili koncept delovanja mobilne enote. Sam koncept smo nato preverili na terenu, v dveh časovno ločenih zajemih (februar in september 2007). Metoda laserskega skeniranja je opisana nekoliko bolj obširno, saj je metoda v Sloveniji širšemu krogu javnosti še nepoznana. Opisani so: princip tehnologije, vrste laserskih skenerjev, njihovi osnovni elementi in oprema, natančnost, doseg, vidno polje, princip delovanja in uporabnost v praksi. 3D lasersko skeniranje se danes močno uveljavlja kot metoda za zajem podatkov o prostoru (kamnolomi, odlagališča odpadkov...) in objektih v njem. Prednost laserskega skeniranja je predvsem v hitro dostopnih podatkih (nekaj tisoč meritev na sekundo) in količini zajetih podatkov.

8 Mobilna enota za hitri zajem... zemeljskih plazov 8/85 Če lasersko skeniranje primerjamo z elektronskim tahimetrom, gre pri obeh metodah za merjenje razdalj in kotov. Rezultat elektronskega tahimetra so elektronsko reducirane horizontalne razdalje, rezultat GPS opazovanj pa bazni vektorji. Vendar z elektronskim tahimetrom ali GPS sprejemnikom zajamemo minimalno število točk, ki predstavljajo obliko objekta. Tako je ta postopek podvržen napakam in izpuščanju podatkov. Pri laserskem skeniranju gre seveda za hitrejši, varnejši zajem podatkov, ki omogočajo prostorski prikaz, čeprav na prvi pogled izgleda za geodeta skupek točk v oblaku nepregleden. Tako govorimo o številnih prednostih in izboljšavah postopka laserskega skeniranja pred klasičnimi geodetskimi metodami, kljub temu da le-ta sedaj še vedno ni tako uporaben, kajti je dokaj zapleten, obsežen in cenovno drag. V prihodnosti pa pričakujemo večjo uporabnost in razširjenost le-tega. Terenski zajem podatkov smo izvedli dvakrat, s tem, da smo prvič poleg plazu Slano blato, zajeli tudi dva manjša plazova v okolici Ajdovščine, vsak s svojimi karakteristikami. Odločitev za zajem plazu Slano blato je bila sprejeta skupaj z dr. Mihaelom Ribičičem, ki velja za enega izmed pomembnejših geologov v Sloveniji. Odločitev sama se je izkazala za zelo koristno, saj smo s tem pridobili tudi zelo kooperativnega poveljnika Civilne zaščite Občine Ajdovščina g. Igorja Benka, ki»bedi«nad omenjenim plazom in nam je na podlagi svojih izkušenj pomagal pri usmeritvi projekta še posebej pri definiranju geopodatkov pridobljenih z laserskim skeniranjem in potrditvi le-teh za zelo uporabne. Zajem plazu Slano blato v dveh različnih časovnih obdobjih je pokazal spremembe na samem plazu (najbolj so te spremembe vidne na prikazu naklonov terena, ki predstavlja zelo pomemben podatek) in odprl vprašanje rednega monitoringa plazu z lasersko metodo zajema, kar dodatno povečuje uspešnost oz. uporabnost te metode. V prvi fazi projekta smo predvideli koncept, v katerem smo opisali predvidevanja o poteku terenskega dela in vlogah posameznih članov terenske ekipe pri izvajanju del na terenu. Koncept se je izkazal za primernega, saj večjih težav pri izvedbi skeniranja na terenu nismo imeli. Pridobili pa smo nekaj pomembnih informacij, katere smo strnili v poglavju terenskega zajema. Pomembna opažanja: pri plazovih večjega obsega je zelo zaželjen predhoden ogled območja plazovine, pomemben dejavnik so tudi vremenske razmere na samem terenu, upoštevanje prognoz oz. sodelovanje z ustreznimi institucijami, število članov ekipe na terenu je odvisna od obsega plazovine, predvsem pa je pomembna dobra organizacija na samem terenu. Metoda laserskega skeniranja se je v primeru zajema plazov izkazala kot zelo uporabna, saj smo v zelo kratkem času pridobili kvalitetne geopodatke, ki so po našem mnenju v veliko pomoč pri sanaciji in samemu spremljanju sprememb na plazu. Pomembnejši pridobljeni geopodatki: hipsografski prikaz plazu, plastnice, prikaz naklonov terena, ploskev razlik. Tekom projekta smo bili ves čas v stiku z vsebinskim skrbnikom projekta dr. Markom Podberšičem, na Ministrstvu za obrambo pa smo imeli tudi redne predstavitve vmesnih rezultatov projekta, na katerih smo detajlirali posamezne naloge oz. aktivnosti. V dogovoru z vsebinskim skrbnikom projekta smo se odločili javno predstavitev projekta izvesti v mesecu januarju 2008, na kateri bomo poveljnikom Civilne zaščite kakor tudi širši javnosti predstavili zaključke projekta. Zastavljeni cilji projekta so bili doseženi, pridobljeno je novo znanje kakor tudi pomembne izkušnje na terenu, ki bodo v pomoč pri reševanju človeških življenj in tudi materialnih dobrin.

9 Mobilna enota za hitri zajem... zemeljskih plazov 9/ Aktivnosti projekta po fazah PRVA FAZA ( ) obisk pri naročniku in seznanitev z obstoječim stanjem, ki je relevantno za izvedbo naloge podrobnejša opredelitev robnih pogojev analiza obstoječih izdelkov geopodatkov, ki jih trenutno uporabljajo različne stroke pri spremljanju in sanacijah plazov analiza potreb posameznih strok glede podatkov za analizo, spremljanje in sanacijo plazu izbor in študij relevantne literature teoretična analiza tehnologije laserskega skeniranja z vidika uporabnosti za nalogo priprava koncepta delovanja mobilne enote izdelava 1. vmesnega poročila in pisnega delnega elaborata sestanek z vsebinskim skrbnikom in predstavitev doseženih rezultatov, dogovor o podrobnejšem načrtu 2. faze DRUGA FAZA ( ) priprava prototipne verzije postopkov in navodil za delovanje mobilne enote standardizacija izdelkov geopodatkov terenski zajem podatkov izdelava vseh zahtevanih oblik geopodatkov izdelava 2. vmesnega poročila in pisnega delnega elaborata sestanek z vsebinskim skrbnikom in predstavitev doseženih rezultatov, dogovor o podrobnejšem načrtu 3. faze TRETJA FAZA ( ) podrobnejša analiza terenskega zajema primerjava s predvidevanji, hitrost in kvaliteta izvedbe ter morebitne težave analiza izdelkov geopodatkov izboljšave koncepta delovanje mobilne enote dopolnitve programske opreme za učinkovitejše delo izdelava 3. vmesnega poročila in pisnega delnega elaborata sestanek z vsebinskim skrbnikom, ter predstavnikom Civilne zaščite (g. Igor Benko) in predstavitev doseženih rezultatov, dogovor o podrobnejšem načrtu 4. faze ČETRTA FAZA ( ) posredovanje mobilne ekipe na terenu izdelava vseh zahtevanih geopodatkov predaja rezultatov ustreznim službam (Civilna zaščita) analiza uspešnosti posredovanja na terenu izdelava 4. vmesnega poročila in pisnega delnega elaborata sestanek z vsebinskim skrbnikom in predstavitev doseženih rezultatov, dogovor o podrobnejšem načrtu 5. faze PETA FAZA ( ) analiza rezultatov celotnega projekta in izdelava ocene uspešnosti predlagane metodologije ev. popravki metodologije izdelava finančnega in časovnega plana izvedbe sistema za uporabo v praksi predlogi za nadaljevanje smeri raziskav javna predstavitev rezultatov naročniku (po dogovoru z vsebinskim skrbnikom projekta - januar 2008) objava članka v reviji UJMA (po dogovoru z vsebinskim skrbnikom projekta 1 / 2 leta 2008)

10 Mobilna enota za hitri zajem... zemeljskih plazov 10/ Zgradba elaborata Zaključno poročilo je sestavljeno iz devetih poglavij in navedbe virov. V uvodu je na kratko opisan sam potek projekta. V poglavjih 2, 3 in 4 smo se osredotočili na osrednjo temo projekta to je opredelitev plazovine, predstavili smo prostorske podatke, ki so se nam zdeli primerni pri samem opazovanju plazov ter preverili samo organizacijo ob sprožitvi zemeljskega plazu. V petem poglavju smo natančno opisali tehnologijo laserskega skeniranja, saj gre za izredno zanimivo tehnologijo, ki se je že izkazala kot zelo uspešna tehnologija in možne uporabe v različnih strokah (meritve kamnolomov, odlagališča odpadkov, objekti kulturne dediščine...). V šestem poglavju je podan koncept delovanja mobilne enote, ki smo ga ves čas projekta dopolnjevali, glede na izkušnje na terenu. V sedmem poglavju smo opisali terenski del projekta terenski zajem. Izvedli smo dva terenska zajema, pri prvem zajemu smo opravili tudi predogled terena. V osmem poglavju so podani vsi geopodatki, ki smo jih pridobili po obdelavi podatkov, ki so bili zajeti na terenu. Podatke pridobljene z drugim zajemom smo lahko primerjali s podatki pridobljenimi s prvim zajemom. V devetem poglavju je na kratko opredeljen finančni in časovni načrt uporabe mobilne enote Zaključne misli o projektu so podane v desetem poglavju.

11 Mobilna enota za hitri zajem... zemeljskih plazov 11/85 2. OSNOVE PLAZENJA Za izpolnitev osnovnega cilja CRP-a, to je za vzpostavitev mobilne enote, ki bi lahko v relativno kratkem času (od nekaj dni do nekaj ur) zagotovila izjemno kvalitetne prostorske podatke o sproženem plazu je treba poznati nekaj osnov : osnovne vrste zemeljskega plazenja, oziroma vrste porušitev naravnega ravnotežja na pobočjih, oceno možnosti ponavljanja dogodka, oziroma hitrost napredovanja gibanja plazečih mas, poznavanje osnovnih elementov plazenja, ki jih je treba zajeti v opazovanje, opredelitev pojava plazenja glede na stopnjo ogrožanja človeka in narave. Pri tem je treba opazovati lokacijo samega plazu in mesto odložitve premaknjenih mas, ki je lahko neposredno pod mestom sprožitve plazenja (npr. hribinski podori) ali pa tudi več kilometrov od njega (npr. drobirski tokovi) Osnovne vrste plazenja Pojave porušenja naravnega ravnovesja na pobočjih delimo na tiste v trdni kamnini (hribini, ko se poruši ob sistemu križajočih se in neugodno usmerjenih razpok kot del strmega pobočja zgrajenega iz trdnih kamnin) in tiste v zemljini (ko zdrsne pobočni nanos ali preperinski pokrov po kamnini v podlagi). Ob izjemno močnih padavinah in v posebnih pogojih zdrsu v zemljinah lahko sledi hitro gibanje zdrselih mas v obliki toka (drobirski in blatni tokovi). Možni pojavi naravne porušitve v trdnih kamninah so naslednji: hribinski zdrsi po šibki ploskvi diskontinuitete v hribini (ravninski in klinasti); hribinski (kamninski) podori ob subvertikalnih stenah iz trdne kamnine; drsenje, prevračanje, kotaljenje in padanje posameznih blokov, skal in kamnov ter zdrsi grušča prek strmih hribinskih brežin. Ti pojavi se dogajajo v alpskem svetu in povsod tam, kjer nastopajo vertikalne ali zelo strme brežine (npr. kjer so reke v teren vrezale kanjone). Možni pojavi naravne porušitve v zemljinah so naslednji: plazenje po pogojenih conah (ali ploskvah) v zemljini ali na stiku zemljine s podložno hribino (običajno, najbolj pogosto plazenje); polzenje zemljinskih mas, ki iz izvora plazenja polzijo po pobočju gravitacijsko navzdol (podobno kot med, če ga razlijemo na nagnjeni površini); tokovi, ki tečejo s hitrostjo tekočin ter poleg vode in zraka vsebujejo znaten delež trdne drobne in/ali grobe frakcije zemljin (drobirski tokovi). Ti pojavi se dogajajo v hribovitem in gričevnatem svetu povsod tam, kjer površinske sloje na pobočjih gradijo»razrahljani«površinski sloji iz zemljin, nastali kot posledica preperevanja ali pa pobočnih nanosov. V spodnji tabeli je podana osnovna delitev zemeljskih plazenj glede na vrsto porušitve po svetovni klasifikaciji (IAEG - International Association of Engineering Geology).

12 Mobilna enota za hitri zajem... zemeljskih plazov 12/85 Tabela 2-1: Delitev zemeljskih plazenj ŠT. POIMENOVANJE GRAFIČNI PRIKAZ DEFINICIJA 1 padanje (ang. fall) Odvajanje kamninskih mas iz strmih pobočij brez predhodnih premikov (ali z zelo malimi) in nato prosto padanje, kotaljenje in odbijanje tega materiala od površine. padanje, valjenje, kotaljenje, odbijanje 2 prevračanje (ang. topple) Rotiranje od zaledja oddvojenih kamninskih blokov v smeri naprej okoli osi, ki je v bazi bloka ali v njeni bližini; včasih se prevračanje lahko izrazi kot podiranje med seboj naslonjenih blokov.. Prevračanju lahko predhodi ali sledi padanje ali plazenje. prevračanje, podiranje blokov 3 plazenje (ang. slide) Gibanje manj ali bolj koherentne hribinske ali zemljinske mase po eni ali več dobro definiranih drsnih ploskvah. Klasično plazenje, drsenje, polzenje 4 razmikanje ali širjenje (ang. spread) Osnovni način gibanja zemeljskih mas je bočno razmikanje blokov, zaradi česa nastajajo strižne ali tenzijske razpoke. bočno razlivanje 5 tečenje (ang. flow) drobirski, zemljinski, blatni tok Različna gibanja z velikimi razlikami v hitrosti in v vsebnosti vode, ki se izrazijo kot stalna prostorska deformacija zemeljskih mas. Tečenje pogosto izhaja iz plazenja, padanja ali prevračanja na strmih pobočjih, pri čemer pride do hitre izgube kohezije gibajočega se materiala. Zajem pojava plazenja z mobilno enoto mora biti prilagojen vrsti pojava Opazovanje gibanja pojava plazenja Pojave plazenja lahko delimo, glede na to ali je dogodek enkraten ali večkrat ponavljajoč. Enkratni dogodek je značilen za hribinske podore, ko po podoru sledi samo še padanje posameznih skal ali kamnov. Izjemoma lahko sledijo prvemu podoru iz istega območja še drugi (primer: podor Berebica v Trenti, kjer je cesta zaščitena z galerijo). Tudi drobirski tokovi so lahko samo enkraten dogodek (primer: drobirski tok v Gorenjem Logu občina Bovec), kar je najbolj pogosto ali pa je njihovo sprožanje ponavljajoče povezano s padavinami (drobirski tokovi v Koseču občina Kobarid).

13 Mobilna enota za hitri zajem... zemeljskih plazov 13/85 Plazeče mase (plazina) se po začetku gibanja lahko gibljejo z različno hitrostjo in različno daleč, kar prikazujeta naslednji klasifikaciji plazenje glede hitrosti in oddaljenosti odložitve materiala: Tabela 2-2: Klasifikacija tipov plazenja glede hitrosti gibanja plazine Kategorija Hitrost Človeška reakcija Primer vrste plazenja Izjemno hiter do 200 km/uro ni možna hribinski podor Zelo hiter 5 m/s ni možna drobirski tok Hiter 3 m/min evakuacija usad Srednje hiter 1.8 m/uro evakuacija preperinski plaz Počasen 13 m/mes. sanacija gruščnat plaz Zelo počasen 1.6 m/leto sanacija glinast plaz Izjemno počasen 16 mm/leto ni možna globok plaz Klasifikacija glede na oddaljenost plazenja od odložitve materiala: plaz se ne razširja iz svojega obsega, plaz se nekoliko podaljša v spodnjem delu, plaz se znatno podaljša v spodnjem delu, vendar sta plaz in tok, ki izhaja iz njega še združena, odložitev je več 100 m od izvora, odložitev je več km od izvora. Pri zajemu podatkov z mobilno enoto je po možnosti treba zajeme zaporedoma čim bolj pogosto ponavljati, čim hitrejše je gibanje plazine ter čim daljša je pot potovanja plazine Elementi popisa plazu Mobilna enota mora zajeti celotno območje plazenja in vse pomembne elemente, ki so znaki plazenja. Najpomembnejši so zgornji odlomni rob, stranske drsne razpoke in razlivanje plazine v peti plazu. Na spodnji sliki so grafično prikazani najbolj tipični elementi plazenja (po Prinzu).

14 Mobilna enota za hitri zajem... zemeljskih plazov 14/85 zgornji odlomni (glavni) rob nov odlomni rob PLAZ (PLAZINA) območje praznenja desna (stranska) drsna razpoka GLAVA KRONA območje kopičenja bočno narivanje PETA radialne razpoke prečne razpoke NOGA tok plazine peta narivanja (toka) peta plazine TELO drsna ploskev (drsina) vzdolžne razpoke prečne razpoke sekundarni odlomni rob zgornja drsna ploskev Slika 2-1: Tipični elementi plazenja (po Prinzu) Slika 2-2: Zgradba plazu

15 Mobilna enota za hitri zajem... zemeljskih plazov 15/85 Tabela 2-3: Elementi popisa plazu (po IAEG klasifikaciji) ŠT. VRSTA POIMENOVANJE DEFINICIJA 1 telo teme ali čelo (ang. crown) nepremaknjen material ob najvišjem delu zgornjega odlomnega roba 2 linija zgornji odlomni rob (ang. main scarp) strma ploskev v nepremaknjenem terenu v najvišjem delu plazu, ki se je odprla zaradi gibanja plazine (13) vzdolž pobočja; to je vidni del drsne ploskve (10) 3 točka vrh plazu (ang. top) najvišja točka kontakta med plazino in zgornjim odlomnim robom (2) 4 telo glava plazu (ang. head) zgornji deli plazu ob kontaktu plazine (13) z zgornjim odlomnim robom (2) 5 linija sekundarni odlomni rob (ang. minor scarp) strma ploskev v plazini, ki je nastala zaradi diferencialnega premikanja znotraj plazu 6 telo telo plazu (ang. main body) Del premaknjenega materiala plazu, ki prekriva drsno ploskev (10) med zgornjim odlomnim robom (2) in spodnjim robom drsne ploskve (11) 7 telo noga ali podnožje plazu (ang. foot) Del plazu, ki se je premaknil naprej od spodnjega roba drsne ploskve (11) in je zdrsel preko prvotne površine terena (20) 8 točka dno plazu (ang. tip) najoddaljnejša točka na peti plazu (9), gledano iz vrha plazu (3) 9 linija peta plazu (ang. toe) spodnji rob plazine, ponavadi ovalne zaokrožene oblike, ki je najbolj oddaljen od zgornjega odlomnega roba (2) 10 ploskev drsna ploskev (ang. surface of rupture) ploskev, ki predstavlja spodnjo mejo premaknjenega materiala (13), ki se nahaja pod prvotno površino terena (20); ploskev loma se v mehanskem smislu idealizirano smatra kot drsna ploskev 11 linija spodnji rob drsne ploskve (ang. toe of surface of rupture) sečnica med spodnjim delom drsne ploskve (10) plazu in prvotne površine terena (20) 12 ploskev ločitvena ploskev (ang. surface of separation) del originalne površine terena (20) prekrit z nogo plazu (7) 13 telo premaknjeni material (ang. displaced material) material premaknjen s plazenjem iz svojega prvotnega položaja; sestavljen je iz posedlega materiala (17) in nakopičenega materiala (18); na sliki označen s črtkano linijo 14 telo območje usedanja (ang. zone of depletion) Območje plazu znotraj premaknjenega materiala (13), ki je pod prvotno površino terena (20) 15 telo območje kopičenja (ang. zone of accumulation) območje plazu znotraj premaknjenega materiala (13), ki je nad prvotno površino terena (20) 16 telo prostor usedanja (ang. depletion) volumen omejen z zgornjim odlomnim robom (2), posedlim materialom (17) in prvotno površino terena (20) 17 telo posedli material (ang. depleted mass) volumen premaknjenega materiala, ki leži na drsni ploskvi (10), toda pod prvotno površino terena (20) 18 telo nakopičeni material (ang. accumulation) volumen premaknjenega materiala (13), ki leži nad prvotno površino terena (20) 19 telo bok plazu (ang. flank) nepremaknjen teren ob stranskem odlomnem robu; določevanje levega in desnega boka se določi z gledanjem iz zgornjega dela plazu (temena) proti dnu plazu 20 ploskev prvotna površina terena (ang. original ground surface) površina terena (pobočja), prvotne oblike, kot je obstajala pred začetkom plazenja

16 Mobilna enota za hitri zajem... zemeljskih plazov 16/85 Slika 2-3: Zgradba plazu Tabela 2-4: Definicije dimenzije plazu ŠT. POIMENOVANJE OZNAKA DEFINICIJA 1 širina premaknjenega materiala W d 2 širina drsne ploskve W r največja širina premaknjenega materiala pravokotno na dolžino L d največja oddaljenost med boki plazu, pravokotno na dolžino L d 3 skupna dolžina L največja razdalja med temenom in dnom plazu 4 dolžina premaknjenega materiala L d največja razdalja med vrhom in dnom plazu 5 dolžina drsne ploskve L r 6 globina premaknjenega materiala D d 7 globina drsne ploskve D r najmanjša razdalja od temena plazu do konca drsne ploskve največja globina premaknjenega materiala, merjena pravokotno na ravnino, ki definirajo W d (1) in L d (4) maksimalna dubina plohe sloma mjerena od originalne površine okomito na ravninu koju definiraju W r (2) i L r (5) 2.4. Opredelitev pojava plazenja glede na stopnjo ogrožanja človeka in narave Eden izmed končnih ciljev zajema podatkov z mobilno enoto mora biti tudi pridobitev podatkov za opredelitev pojava plazenja glede na stopnjo ogrožanja človeka in narave. Pri opredeljevanju stopnje ogrožanja so pomembni predvsem naslednji dejavniki: napovedljivost pojava: če je pojav možno predvideti tako časovno kot prostorsko, se mu lahko izognemo oziroma se nanj pravočasno odzovemo (nizka stopnja ogrožanja), če ga ne moremo, potem je stopnja ogrožanja visoka; velikost pojava: čim večje mase so vključene v premikanje, bolj je pojav ogrožajoč in težje ga je preprečevati;

17 Mobilna enota za hitri zajem... zemeljskih plazov 17/85 hitrost gibanja: čim večja je hitrost gibanja pojava, tem težje se mu je izogniti, hujše so posledice, čas za ustrezno reakcijo, za izogibanje ali preprečevanje pa krajši; oddaljenost mesta delovanja od mesta sproženja: kadar se pojav sproži na oddaljeni, pogosto težko pristopni lokaciji, stran od oči možnih opazovalcev, kar je lahko več kilometrov stran od mesta končnega delovanja, ponavadi pomeni popolno presenečenje, na katerega nismo pripravljeni, in zaradi tega so lahko posledice zelo hude; lokacija pojava glede na naseljenost: kadar se pojav dogaja na naseljenem območju, je človekova ogroženost neposredna, v primerjavi s pojavi, ki se zgodijo v odročnih krajih in pogosto niso niti registrirani; pogostost dogajanja: večja pogostost dogajanja na istem območju nas naredi za pojav občutljive, pojav spremljamo, ga proučujemo, se mu lahko izognemo ali ga saniramo, če se pojav na določenem območju zgodi na vsakih sto let ali redkeje, pa spomin na dogodek zbledi in s tem tudi naša pozornost. Vsakega izmed različnih pojavov lahko kategoriziramo po zgoraj naštetih dejavnikih. Upoštevanje vseh naštetih dejavnikov nam da oceno ogroženosti, ki jo ponavadi izrazimo v razredih z lestvico ocenjevanja ogrožanja: 1. izjemno ogrožajoč, 2. precej ogrožajoč, 3. zmerno ogrožajoč, 4. komaj ogrožajoč, 5. neogrožajoč. Čeprav je pojav, glede na posamezni dejavnik, lahko zelo ogrožajoč, je tveganje za človeka lahko majhno. Kadar izdelujemo napovedi tveganja, je zato smiselno uporabiti tudi lestvico stopnje tveganja: 1. izjemno tveganje, 2. precejšnje tveganje, 3. zmerno tveganje, 4. majhno tveganje, 5. ni tveganja.

18 Mobilna enota za hitri zajem... zemeljskih plazov 18/85 3. ORGANIZACIJA OB SPROŽITVI ZEMELJSKEGA PLAZU Takoj po sproženju plazov na določenem območju navadno nastanejo izredne razmere. Plazovi ogrožajo stanovanjske objekte, različno infrastrukturo (ceste, železnice...) in druge pomembne objekte. Posledice zemeljskih plazov so lahko naslednje: poškodbe stanovanjskih in gospodarskih objektov, izpad telefonskih komunikacij, poškodbe električnih napeljav in omrežja, poškodbe vodovodnega omrežja, prometne nesreče in naleti vozil na nezavarovanih odsekih, motnje v cestnem in železniškem prometu, eksplozije zaradi nepravočasno evakuiranih virov (cisterne goriv, plina, peči, itd.) in zaradi mehanskih poškodb in deformacij virov eksplozij in nenazadnje izguba človeških življenj. Aktivira se Civilna zaščita občine, gasilci, policija, lokalna gradbena podjetja in strokovnjaki. Vsi skupaj poskušajo zaščititi ogroženo prebivalstvo, čim prej zagotoviti začasno prevoznost cest ter čim bolj zmanjšati naraščajočo škodo ter oceniti nastalo škodo. Poveljnik Civilne zaščite občine prevzame koordinirano vodenje reševanja po pripravljenem akcijskem načrtu, ki je posebej izdelan za reagiranje ob sproženju plazov. V tem času je ključnega pomena določiti neposredno lokacijo plazu, umestiti njegov obseg v prostor, določiti smer premikanja, volumen in mase plazovine. Vsi ti podatki so ključnega pomena za časovne, kadrovske in finančne izračune sanacije, kakor tudi za trenutno stanje plazovine. Po sprožitvi plazu se na samo območje pokliče izkušene strokovnjake različnih strok (geodete, geologe, hidrotehnike, seizmologe, gradbenike, reševalce iz ruševin, idr.), ki na osnovi določenih podatkov, ki so na voljo, ocenijo karakteristike plazu. V tej fazi so izrednega pomena kvalitetni podatki, ki velikokrat niso na voljo oz. niso poznani. Občine, ki se nahajajo na območju nevarnosti plazov, morajo po zakonu imeti shemo same organizacije pri sprožitvi zemeljskega plazu (načrt zaščite in reševanja ob zemeljskih plazovih). V okviru projekta smo kot primer vzeli Načrt zaščite in reševanja Mestne občine Celje iz leta 2004, ki nazorno prikazuje vse postopke ob sprožitvi plazu. V načrtu so podani tudi odgovorni za določene faze in njihove aktivnosti.

19 Mobilna enota za hitri zajem... zemeljskih plazov 19/85 Slika 3-1: Primer organizacije ob sprožitvi zemeljskega plazu v Mestni občini Celje (vir: MO Celje) Pojasnilo kratic: MOC Mestna občina Celje ZRP Zaščita, reševanje in pomoč

20 Mobilna enota za hitri zajem... zemeljskih plazov 20/85 Vključitev mobilne enote smo predvideli po aktivnosti Obveščanje odg. oseb (glej sliko 3-2). V primeru počasnega plazu je predvideno eno snemanje in nato snemanje na letnem nivoju, medtem ko je pri hitrem plazu predvideno tudi dnevno snemanje (odvisno od hitrosti plazenja). Pred odhodom mobilne enote na teren pa bi bilo smiselno na teren poslati strokovnjaka - geologa, ki bi strokovno ocenil dejansko stanje plazu oz. njegove karakteristike, kakor tudi pridobiti vremenske razmere oz. pogoje v okolici plazu (dež, megla, sneg ). Slika 3-2: Predlog organizacije pri sprožitvi zemeljskega plazu

21 Mobilna enota za hitri zajem... zemeljskih plazov 21/85 4. NABOR OBSTOJEČIH GEOPODATKOV Obstajajo različni geopodatki, ki se lahko uporabljajo pri ocenitvi in sami sanaciji plazu. Iz seznama meta podatkov, ki so nam na voljo smo izbrali naslednje podatke: Državna topografska karta 1 : 5000 DTK 5 Državna topografska karta merila 1 : Geodetske točke Ortofoto Pokrovnost tal CORINE Land Cover Slovenija 2000 Zbirka podatkov dejanske rabe zemljišč Zbirni kataster gospodarske javne infrastrukture Zemljiški kataster Digitalni katastrski načrti (Vir Geodetska uprava republike Slovenije seznam metapodatkov.) Nekatere geodetske podlage so se izkazale kot zelo koristne v kasnejših fazah projekta in sicer pri načrtovanju terenskega zajema plazu Državna topografska karta 1 : 5000 DTK 5 Opis Namen Uporaba Celotna popolnost Podatkovni niz vsebuje grafične in atributne topografske podatke o objektih, ki ustrezajo natančnosti merila 1 : Namen zajema podatkov za državno topografsko karto 1 : 5000 (DTK 5) je vzpostavitev zbirke topografskih podatkov natančnosti in podrobnosti merila 1:5000, prednostno za ureditvena območja naselij. Podatke podatkovnega niza je mogoče uporabljati za geolociranje drugih podatkov v prostoru, kot podlago za prikaz grafičnih delov občinskih prostorskih planskih aktov in za potrebe digitalne kartografije. Možno jih je navezati na podatkovne nize različnih resorjev Zajetih je 452 listov (od 3260) - 14% Slika 4-1: Primer izseka državne topografske karte 1 : 500

22 Mobilna enota za hitri zajem... zemeljskih plazov 22/ Državna topografska karta merila 1 : Opis Namen Uporaba Celotna popolnost Podatkovni niz sestavljajo digitalne kopije (skenogrami) reprodukcijskih originalov državne topografske karte merila 1 : (DTK 25). Zajete so ločeno po vsebinskih slojih in sicer: - infrastruktura, naselja, imena naselji in ledinska imena, višinske točke - hidrografija, imena rek in jezer ter objekti vezani na hidrografijo - plastnice - vegetacija linijski in ploskovni elementi. Karta je na voljo tudi v natisnjeni obliki Namen nastavitve podatkovnega niza je bila pretvorba analognih reprodukcijskih originalov DTK 25 v digitalno obliko za potrebe vseh, ki delajo s prostorskimi podatki oziroma jih pri svojem delu uporabljajo. Skenogrami so digitalne slike reprodukcijskih originalov in so geolocirani v državnem koordinatnem sistemu, zato lahko služijo v različnih prostorskih podatkovnih bazah kot podlaga in za orientacijo v prostoru. Ni pa jih mogoče uporabljati pri statističnih analiza prostorskih podatkov. Podatkovni niz pokriva območje celotne države. Slika 4-2: Primer izseka državne topografske karte 1 :

23 Mobilna enota za hitri zajem... zemeljskih plazov 23/ Geodetske točke Opis Podatkovni niz vsebuje geodetske točke, ki so stabilizirane in imajo določene Gauss- Kruegerjeve koordinate. Geodetsko točko tvorijo stabilizacija točke (fizična označba točke na terenu) in koordinate, določene na podlagi geodetskih meritev in matematično statistične obdelave podatkov meritev. Zaradi zagotavljanja enotnega koordinatnega sistema se koordinate geodetskih točk določajo v okviru skupin točk, ki jih imenujemo mreže geodetskih točk. Točke geodetskih mrež se delijo glede na natančnost in način nastanka mreže na dve osnovni skupini, in sicer: -točke temeljnih geodetskih mrež in -točke izmeritvenih geodetskih mrež.. Namen Uporaba Celotna popolnost Točke temeljnih geodetskih mrež se delijo na : -točke temeljnih horizontalnih mrež -točke temeljnih višinskih mrež Rezultat temeljne geodetske izmere je državni koordinatni sistem, potreben za geolociranje objektov in pojavov na celotnem območju države. Geodetski operativi služijo podatki pri geodetskih postopkih, posameznim resorjem občinske in državne uprave pa kot podlaga za vodenje politike gospodarjenja s prostorom, varovanja okolja, vrednotenja in obdavčevanja nepremičnin, upravljanju z objekti prometne in komunalne infrastrukture, itd. V Sloveniji obstaja cca geodetskih točk temeljne horizontalne mreže, točk temeljne višinske mreže in cca točk izmeritvene mreže. V digitalni obliki so zajete vse točke temeljne in izmeritvene horizontalne mreže in vse točke temeljne višinske mreže (100%). Slika 4-3: Primer geodetskih točk

24 Mobilna enota za hitri zajem... zemeljskih plazov 24/ Ortofoto Opis Namen Uporaba Celotna popolnost Ortofoto je skaniran aeroposnetek, ki je z upoštevanjem centralne projekcije posnetka in digitalnega modela reliefa, transformiran (razpačen) v državni koordinatni sistem. Izdelek je v metričnem smislu enak linijskemu načrtu ali karti. Digitalni ortofoto načrti s slikovnim elementom 0,5 m in izrisom v merilu 1 : (DOF 5) so izdelani na osnovi aeroposnetkov merila od 1 : do 1 : Rektifikacija ortofoto načrtov s slikovnim elementom 0,5 m in izrisom v merilu 1 : je izvedena na osnovi digitalnega modela reliefa z gostoto 25 m. Digitalni ortofoto služi kot osnovni informacijski sloj, ki je lociran v prostoru. Uporaba: 1. kot podlaga za prikaz različnih prostorskih informacij 2. kot osnova za pridobivanje izpeljanih podatkov 3. za prostorske analize DOF 5 je izdelan za celotno ozemlje Slovenije. Slika 4-4: Ortofoto

25 Mobilna enota za hitri zajem... zemeljskih plazov 25/ Pokrovnost tal CORINE Land Cover Slovenija 2000 Opis Namen Uporaba Celotna popolnost Baza podatkov CLC2000 predstavlja pokrovnost tal za leto Je rezultat vizualne interpretacije satelitskih slik iz 1999/2000 in pomožnih podatkov. CLC2000 je kombinacija revidirane baze za leto 1995 (90) in baze sprememb. V Sloveniji je 36 razredov od 44 kot jih pozna CORINE. Najpogostejši tip pokrovnosti so gozdovi, ki predstavljajo več kot 50 % površja. Podatki so v vektorski prostorski bazi. Karta predstavlja realno stanje, ki ga je zaznal satelit. Podatki so namenjeni za vsedržavno podatkovno bazo rabe in pokrovnosti tal, ki je primerljiva z ostalimi državami v Evropi. Druga faza projekta CORINE je potekala pod okriljem Evropske agencije za okolje (EEA). Podatkovna baza CLC2000 je uporabna kot osnova za ugotavljanje raznih krajinskoekoloških kazalcev, kazalcev trajnostnega gospodarjenja z naravnim prostorom, za proučevanje vplivov na okolje. Podatki o pokrovnosti tal CLC95 so bili/bodo v Sloveniji uporabljeni: - za poročanje: *Evropski agenciji za okolje (EEA): o vodah, pozidavi in tesnjenju tal, o stanju morja in obale; *Evropski komisiji: pri interkalibracijski vaji merilnih mest na površinskih vodotokih. - kot podlaga pri projektu Nopolu, - kot temeljni tematski podatki pri projektu Inspire, - za izdelavo predloga za posodobitev mreže monitoringa kakovosti podzemnih voda, - za pripravo kazalcev o okolju Lokacijski podatki v digitalni obliki so vzpostavljeni za 100 % Slovenije. Slika 4-5: Pokrovnost Slovenije

26 Mobilna enota za hitri zajem... zemeljskih plazov 26/ Zbirke podatkov dejanske rabe kmetijskih zemljišč Opis Namen Uporaba Celotna popolnost Zbirka podatkov o dejanski rabi zemljišč je del zbirke dejanske rabe prostora, kamor spada tudi zbirka podatkov o omrežjih in objektih gospodarske javne infrastrukture. Obsega naslednje osnovne vrste dejanske rabe zemljišč: - kmetijska zemljišča - gozdna zemljišča - vodna zemljišča - pozidana zemljišča - neplodna zemljišča Glavni namen podatkov o dejanski rabi zemljišč je dopolnitev topografskih podatkov. Podatki bodo služili za primerjavo med planskim in obstoječim stanjem zemljišč, uporabni so pri vrednotenju zemljišč, ker se vodijo skupaj z zemljiškim katastrom in je možno njihove podatke izkazati na parcelo pa bodo v veliko pomoč tudi ministrstvu za kmetijstvo, gozdarstvo in prehrano pri podeljevanju subvencij. Poleg tega je zbirka podatkov stično mesto podatkov različnih sektorjev, kar pomeni da bo možno preko njene vzpostavitve uskladiti metodologijo za jasno razmejitev različnih kategorij dejanske rabe zemljišč (na primer kmetijska in pozidana zemljišča, kmetijska in vodna zemljišča). Podatki o dejanski rabi so vzpostavljeni za 100% Slovenije.

27 Mobilna enota za hitri zajem... zemeljskih plazov 27/ Zbirni kataster gospodarske javne infrastrukture Opis Namen Uporaba Celotna popolnost Zbirni kataster gospodarske javne infrastrukture (GJI) predstavlja prenovo in ponovno oživitev dosedanjega katastra komunalnih naprav. Osnovni princip delovanja zbirnega katastra GJI je podoben kot je bil pri katastru komunalnih naprav, le da je poudarek predvsem na uporabnosti podatkov. Podrobni podatki se vodijo v katastru GJI za katerega vzpostavitev, vodenje in vzdrževanje so odgovorne lokalne skupnosti, ministrstva v katerih pristojnost spada posamezna gospodarska javna infrastruktura in privatne družbe. Iz (»obratnega«) katastra se podatki v obliki elaborata sprememb posredujejo v zbirni kataster GJI, pri čemer so bili postavljeni osnovni standardi in minimalni nabor podatkov, ki se vodi v tej zbirki. V konceptu vodenja zbirnega katastra GJI so bile upoštevane predvsem potrebe širokega kroga uporabnikov ter najnovejša spoznanja in trendi pri izgradnji informacijskih sistemov v državni upravi, ki obsegajo poleg tehnoloških tudi organizacijske in uporabniške vidike uvajanja elektronskega poslovanja. Namen zbirnega katastra GJI je na enem mestu ponuditi osnovne informacije o lokaciji in lastnostih objektov GJI, ki so potrebne v procesih povezanih z urejanjem prostora, gospodarjenjem z javnim premoženjem ter nadzorom nad izvajanjem gospodarskih služb, ki so v javnem interesu (izogibanje incidentov pri izvajanju gradbenih del, podatek o subjektu ki vodi podrobnejše podatke, podpora strateškim odločitvam na državnem nivoju). Posamezni izvajalci gospodarskih javnih služb ter seveda tudi lokalne skupnosti in ministrstva, ki so obvezna zagotavljati njihovo izvajanje, lahko na nivoju katastra GJI predpišejo tudi podrobnejše zahteve, ki bodo lahko posebej prilagojene njihovim potrebam.

28 Mobilna enota za hitri zajem... zemeljskih plazov 28/ Zemljiški kataster Digitalni katastrski načrti Opis Podatkovni niz prikazuje meje parcel in parcelnih delov ter centroide parcelnih delov s parcelnimi številkami. Namen Uporaba Celotna popolnost Prikaz lege parcel in parcelnih delov v prostoru za potrebe vodenja in vzdrževanja evidence Zemljiškega katastra. Geodetski operativi služijo podatki pri geodetskih postopkih, posameznim resorjem občinske in državne uprave pa kot podlaga za vodenje politike gospodarjenja s prostorom, varovanja okolja, vrednotenja in obdavčevanja nepremičnin, upravljanju z objekti prometne in komunalne infrastrukture,itd. Lokacijski podatki v digitalni obliki so vzpostavljeni za cca. 100 % Slovenije.

29 Mobilna enota za hitri zajem... zemeljskih plazov 29/85 5. TEHNOLOGIJA LASERSKEGA SKENIRANJA Slovenija je, glede na raziskave zadnjih let, precej ogrožena s plazovi. Za preučevanje plazu ter za pravilno in uspešno sanacijo so potrebni ustrezni podatki. Podatke o objektih v prostoru in o samem prostoru pridobimo z najrazličnejšimi geodetskimi tehnikami. Ena izmed novejših tehnik je terestrično 3D lasersko skeniranje. Gre za metodo, ki v izjemno kratkem času omogoča pridobitev velikega števila prostorskih koordinat točk, ki predstavljajo površino skeniranega objekta. Poleg hitrosti zajema podatkov, je prednost metode tudi v tem, da niso potrebna vračanja na teren in dodatne izmere, saj so skenirani vsi objekti v vidnem polju 3D laserskega skenerja. Pridobljene oblake točk lahko uporabimo večkrat in za različne namene. Pomembna pa je tudi varnost. Kadar je gibanje na območju plazu nevarno, lahko stanje na plazu zajamemo z varnega oddaljenega mesta. Če torej povzamem: razvoj terestričnega laserskega skeniranja je odprl nove možnosti za hitro pridobitev 3D modela plazu in njegove okolice ter je bistvenega pomena za odkrivanje, boljšo oceno in nadzorovanje plazov Terestrično 3D lasersko skeniranje Opredelitev tehnologije 3D lasersko skeniranje zagotavlja celovito zajemanje prostorskih podatkov. Deluje na principu laserskega žarka, s pomočjo katerega določimo obliko, velikost in položaj objektov v prostoru. Oddani laserski impulzi potujejo po celotnem obravnavanem objektu ter se od njega odbijajo nazaj k instrumentu. Na osnovi časovnega intervala potovanja signala od oddajnika do sprejemnika ali meritve faznih razlik ali trikotniške mreže se izračuna razdalja med sprejemnikom in obravnavano točko. Skeniranje je izvedeno z enim ali dvema gibljivima zrcaloma, ki omogočata zelo majhne spremembe v odklonskem kotu laserskega žarka, projeciranega na površino objekta. Na prenosnem računalniku se beleži odklonski kot zrcal in poševna razdalja med 3D laserskim skenerjem in skeniranim objektom. Slika 5-1: Način delovanja vrtečih zrcal Za uspešno skeniranje mora biti izpolnjen osnovni pogoj, da skenirana površina odbija lasersko svetlobo. Ker nekatere površine ne odbijajo laserske svetlobe, nastajajo območja brez točk t.i.»črne luknje«. Ob skeniranju se laserska svetloba odbija tudi od okoliških objektov in ne le od skeniranega objekta, zato dobimo t.i.»odvečne točke«v oblaku točk, ki jih odstranimo s posebnimi programi in v skenogramu predstavljajo šume.

30 Mobilna enota za hitri zajem... zemeljskih plazov 30/85 Rezultat skeniranja je množica točk. Z oblakom točk zagotovimo visoko stopnjo geometrične popolnosti in detajla terena oz. objekta in zmanjšamo stroške ponovnih vračanj na teren in dodatnih izmer. Vse točke v oblaku točk imajo pripadajoče 3D koordinate (x, y, z) v skenerjevem koordinatnem sistemu z izhodiščem v skenerjevem centru. Večje objekte, kot so npr. kamnolomi, deponije, plazovi..., je potrebno skenirati po delih. Rezultat laserskega skeniranja je več skenogramov, ki jih je potrebno v fazi obdelave združiti v eno celoto en 3D model Skenerji 3D laserski skener je naprava, ki na osnovi opravljenih meritev omogoča izračun prostorskih koordinat točk skeniranega objekta: samodejno in v sistematičnem vzorcu, z veliko hitrostjo delovanja (100 ali točk na sekundo), skoraj v stvarnem času Klasifikacija laserskih skenerjev Obstaja veliko vrst terestričnih laserskih skenerjev. Nekateri so bolj primerni za uporabo v zaprtih prostorih za srednje razdalje (maksimalno do 100 metrov) drugi pa za odprte prostore in daljše razdalje (par 100 metrov). Razlikujejo se po natančnosti, dosegu merjenja in hitrosti pridobivanja podatkov. Univerzalni skener, ki bi ga lahko uporabili v vseh mogočih aplikacijah ne obstaja. Glede na namen skeniranja se odločimo za tip skenerja. Glede na način merjenja razdalje delimo terestrične 3D laserske skenerje na: skenerje z neposrednim merjenjem razdalj (Long Range Scanners), triangulacijske skenerje (Close in Mid Range Scanners) Skenerji z neposrednim merjenjem razdalj (ranging skenerji) Impulzni skenerji: Večina laserskih skenerjev deluje po principu TOF (time of flight) na osnovi metode časovnega intervala potovanja elektromagnetnega valovanja med začetno in končno točko. Skenerji uporabljajo majhne rotirajoče naprave za kotno odklanjanje žarka (eno ali dve zrcali). Za izračun razdalje uporabljajo preproste algoritme, kar lahko vodi do slabše natančnosti (približno 1 centimeter). Ta tehnika dovoljuje merjenje razdalj do par 100 metrov. Celo razdalje do kilometra so dosegljive (Mensi, Riegl). Fazni skenerji: Drugo, prav tako pogosto tehniko, predstavljajo laserski skenerji, ki delujejo na osnovi metode primerjave faze oddanega in sprejetega moduliranega signala. Zaradi podrobnejše analize signala so rezultati določitve razdalje natančnejši (do par milimetrov). Zaradi zahtevane jakosti odbitega valovanja se lahko zgodi, da imajo takšni skenerji zmanjšan doseg delovanja. Razdalja je omejena do 100 metrov (Zoller+Froehlich, IQSun). S skenerji z neposrednim merjenjem razdalj lahko delamo na večji oddaljenosti od objekta, kot s skenerji, ki delujejo na osnovi triangulacije. To je tudi glavni razlog, da se uporabijo v primeru snemanja plazov.

31 Mobilna enota za hitri zajem... zemeljskih plazov 31/85 Slika 5-1: Metoda merjenja časovnega intervala potovanja laserskega žarka Triangulacijski skenerji Obstajajo tudi laserski skenerji, ki merijo razdalje do par metrov, vendar so bolj primerni za uporabo v industriji. Svetlobni žarek, ki ga odda laserski izvor, se projicira na površino objekta. Položaj točke na objektu se registrira s CCD kamero. Osnovni način delovanja je zelo preprost. Laserski žarek je proti objektu usmerjen pod določenim kotom, medtem ko je dolžina baze znana iz kalibriranja 3D laserskega skenerja. Razdalja od instrumenta do objekta je izračunana iz kota in dolžine baze. Obstajata tehnični rešitvi z eno ali dvema CCD kamerama. Skenerji triangulacijskega tipa dosežejo natančnost določevanja prostorskega položaja točke okrog milimetra pri razdaljah krajših od dveh metrov. Natančnost je odvisna od dolžine baze skenerja in oddaljenosti skeniranega objekta. Tabela 5-1: Klasikacija laserskih skenerjev Metoda meritev Doseg [m] Natančnost [mm] Proizvajalci (primeri) TOF ~1000 >10 Mensi, Riegl, Cyra, Callidus Merjenje faze <100 <10 Zoller+Froehlich, IQSun Triangulacija <10 <1 Minolta, Leica

32 Mobilna enota za hitri zajem... zemeljskih plazov 32/ Osnovni elementi laserskih skenerjev Natančnost laserskih skenerjev Natančnost ni vedno najpomembnejša zahteva pri odločitvi, kateri skener je optimalen za določeno nalogo. Natančnost določitve prostorskih koordinat skenirane točke je odvisna od natančnosti določitve razdalje in natančnosti kotnih meritev. 3D laserski skenerji z optimalnim razmerjem med kotno in dolžinsko natančnostjo so sposobni določiti prostorski položaj točke z natančnostjo ± 6 mm za posamezno točko ter ± 2 mm za modelirano točko na razdalji 50 metrov. Hitrost skeniranja Kljub veliki hitrosti zajemanja podatkov lahko 3D lasersko skeniranje postane časovno potraten postopek, kadar je potrebna velika gostota točk za doseganje visoke ločljivosti zajetega objekta. Hitrost zajemanja 100 točk na sekundo lahko še vedno obravnavamo kot počasno skeniranje. Hitrost 1000 točk na sekundo je zadovoljiva v večini primerov. Iz tega ne smemo sklepati, da bomo za izvedbo projekta potrebovali 10-krat manj časa, saj časa, ki ga porabimo za ostale operacije (prevoz, priprava opreme, meritve kontrolnih točk, premikanje s stojišča na stojišče, pisarniška obdelava podatkov...), ne moremo skrajšati. Doseg Podatki o dosegu skenerja niso vedno zanesljivi. Doseg 3D laserskih skenerjev je zelo odvisen od odbojne površine skeniranega objekta, čistosti atmosferskega zraka, difuzne svetlobe (odbita sončna svetloba ali svetloba iz drugih virov) in motečih virov v bližini objekta. Na splošno so impulzni skenerji z neposrednim merjenjem razdalje, ki delujejo na osnovi merjenja časovnega intervala, manj občutljivi kot fazni in triangulacijski skenerji, ki zahtevajo meritve v temi. Vidno polje Velikost vidnega polja, ki ga razdelimo na vodoravno in navpično sestavino, je odvisna od izvedbe 3D laserskega skenerja. Fiksni 3D laserski skenerji, ki nimajo možnosti samodejne rotacije okrog osi med skeniranjem, imajo zato manjše vidno polje, saj je omejeno z zgradbo snemalne glave. Običajno lahko skeniramo vidno polje 40 x 40 (Cayrax 2500). 3D laserski skenerji z eno rotacijsko osjo pokrijejo območje 46 x 320 (Mensi S25), medtem ko skenerji z dvema rotacijskima osema pokrijejo območje 360 x 180 (Callidus PS 3200), kar pomeni, da je vidno polje omejeno le v stožcu 30 okrog nadirja. Velikost vidnega polja je pomembna pri skeniranju v zaprtih prostorih, kjer lahko iz enega samega stojišča brez posredovanja operaterja skeniramo ves prostor. Panoramski skenerji se obračajo okrog vertikalne osi inštrumenta in zajemajo točke v vertikalnih profilih.

33 Mobilna enota za hitri zajem... zemeljskih plazov 33/85 Slika 5-2: Vidno polje 3D laserskega skenerja Gostota skeniranja in velikost pike Gostota točk na objektu je teoretično funkcija velikosti kotnega zasuka zrcala, ki usmerja laserski žarek, in kateri zasuk je še mogoče izvesti. V praktični uporabi je ločljivost odvisna od divergence laserskega žarka, saj velikost laserske pike na objektu omejuje lokalno gostoto točk. Če je potrebna velika gostota točk, je potrebno preveriti, kako dobro je izostren žarek in če postopek samodejnega ostrenja deluje za različne oddaljenosti. Gostota skeniranja 3D laserskih skenerjev z enim zrcalom (Callidus) je odvisna od kotnega zasuka zrcala, ki omogoča navpično odklanjanje laserskega žarka (0.25, 0.,5, 1 ), in od kotnega zasuka merilne glave, ki omogoča vodoravne premike laserskega žarka (0.0625, 0.125, 0.25, 0.5, 1 ). Pri 3D laserskih skenerjih z dvema zrcaloma je gostota skeniranja odvisna le od kotnega zasuka zrcal. Velikost laserske svetlobne pike je odvisna od natančnosti fokusiranja. Tehnični podatki za Cyrax 2500 navajajo velikost laserske pike premera 6 mm na razdalji 50 m. Tarče Za združevanje več skenogramov (oblakov točk), narejenih z različnih stojišč, ali preslikavo meritev v želeni koordinatni sistem, je priporočljiva uporaba posebnih tarč, ki jih skenerjeva programska oprema samodejno zazna. Nekateri proizvajalci ponujajo kot dodatno opremo posebne tarče z visoko odbojnostjo, ki so primerne tudi za polarno terestrično izmero in fotogrametrične meritve.

34 Mobilna enota za hitri zajem... zemeljskih plazov 34/85 Slika 5-3: Refleksijska cilindrična tarča in prizma za 3D lasersko skeniranje Princip delovanja Sistem za terestrično lasersko skeniranje sestavlja: visoko zmogljiv 3D laserski skener dolgega dosega, pripadajoči operacijski in procesni računalniški program ter kalibriran visokoločljivi digitalni fotoaparat. Laserski skener je robusten, prenosljiv senzor, oblikovan posebej za hitro pridobivanje visoko kakovostnih, trirazsežnih podatkov, tudi v najzahtevnejših pogojih. Prenosni računalnik z ustrezno programsko opremo omogoča uporabniku takojšnje pridobivanje 3D podatkov na terenu. S kombinacijo visoko zmogljivega laserskega senzorja in visokoločljivega digitalnega fotoaparata izkoristimo kombinacijo prednosti laserskega skeniranja in digitalne fotogrametrije. Fotoaparat se pričvrsti na vrh instrumenta in z njim lahko posnamemo celotno območje, ki ga pokriva tudi laserski senzor. Ker sta pozicija in orientacija fotoaparata glede na skenerjev koordinatni sistem dobro definirana, vsaka slika predstavlja kalibriran in registriran posnetek. Posnetke lahko uporabimo za določitev barve vsakega verteksa skeniranih podatkov ali pa jih uporabimo kot visoko ločljive teksture na trianguliranih površinah izdelanih iz skenov.

35 Mobilna enota za hitri zajem... zemeljskih plazov 35/85 Slika 5-4: Zgradba sistema za terestrično skeniranje (primer firme Riegl) 1. elektronika za iskanje oddaljenosti 2. vertikalni odklon laserskega žarka 3. poligon z refleksijskimi površinami 4. optična glava (horizonatalni odklon) 5. vmesnik za prenos skeniranih podatkov v računalnik 6. računalnik 7. fotoaparat 8. vmesnik za prenos podatkov fotoaparata Elektronika za iskanje oddaljenosti (1) 3D skenerja je optimizirana tako, da skener zagotavlja visoko hitrost skeniranja. To pomeni hitro ponavljajoče se lasersko oddajanje, hitro procesiranje signala in hiter podatkovni vmesnik. Vertikalni odklon laserskega žarka (2) pri linijskem skeniranju je realiziran s poligonom (3) s številnimi refleksijskimi površinami. Za visoke hitrosti skeniranja in / ali za vertikalni kot skeniranja od 0 do 80, poligonalno ogledalo zvezno rotira z ustrezno hitrostjo. Pri počasnem skeniranju in / ali pri majhnih kotih skeniranja pa ogledalo linearno niha navzgor in navzdol. Horizontalno skeniranje je zagotovljeno z rotacijo celotne optične glave (4) za 360. Skenirani podatki: dolžina, kot in amplituda signala, se prenesejo v računalnik (6) preko TCP/IP Ethernet vmesnika (5). Podatki fotoaparata (7) pa se prenašajo preko USB/fireware vmesnika (8). RiSCAN PRO software (9) omogoča operaterju izvajanje velikega števila operacij vključno s konfiguracijo senzorja, zajem podatkov, vizualizacijo podatkov, manipuliranje s podatki in njihovo arhiviranje. Deluje na operacijskih sistemih WINDOWS XP, 2000 SP2 ali NT SP4.

36 Mobilna enota za hitri zajem... zemeljskih plazov 36/ Terenski zajem podatkov Pred dejansko izvedbo laserskega skeniranja na terenu je potrebno določiti: optimalno število in položaj stojišč optimalno število in položaj tarč. Tarče potrebujemo za potrebe: združevanja skenogramov posnetih z različnih stojišč, geolokacije skenogramov. Položaj tarč določimo s klasično geodetsko metodo (s pomočjo elektronskega tahimetra) ali z GPS meritvami. To v fazi obdelave podatkov omogoča izvedbo: kontrole kakovosti uporabljenih laserskih meritev, umestitev 3D modela v državni koordinatni sistem Rezultati meritev S skenerji, ki so namenjeni pokrivanju velikih območij, pridobimo štiri meritve za vsak impulz: dva kota, razdaljo in intenziteto odbitega impulza. Pridobimo torej prostorski oblak točk skeniranega objekta, ki ga uporabnik z različno programsko opremo obdeluje za svoje namene. Vse točke imajo pripadajoče 3D koordinate (x, y, z) v skenerjevem koordinatnem sistemu z izhodiščem v skenerjevem centru. Več različnih oblakov točk združimo na osnovi najmanj treh identičnih veznih točk, označenih s posebnimi tarčami. Če želimo, da imajo točke v prostorskem oblaku točk podane koordinate v državnem koordinatnem sistemu, uporabimo oslonilne točke, ki imajo določene skenerjeve in državne koordinate, ki jih določimo z geodetskimi metodami. Rezultat obdelave oblakov točk so 2D načrti ter prostorski modeli objektov. Oblak točk je lahko obarvan glede na oddaljenost točk in glede na stopnjo odbojnosti. To nam pomaga tako pri upodobitvi, kot tudi pri obdelavi točk ali skupine točk. Takšen način zbiranja podatkov zahteva naknadno obdelavo terenskega dela v pisarni. Zato je potrebno imeti izkušenega operaterja, ki lahko glede na postavljene zahteve s pomočjo posebne programske opreme hitro zajame relevantne podatke o objektih. Programska oprema omogoča tudi detajlnejše modeliranje posameznih elementov, vendar to zahteva več časa. Rezultate terenskega dela (množica 3D točk) pa lahko neposredno prenesemo tudi v poznana CAD okolja, kar pomeni, da lahko obdelavo podatkov izvajamo z znanimi programskimi orodji. Naj kot primer navedem izmero odlagališča nenevarnih odpadkov Barje. Slika 5-5 predstavlja prostorski oblak točk, ki ga pridobimo z laserskim skeniranjem. Slika 5-6 pa obdelane terenske meritve v obliki 3D modela.

37 Mobilna enota za hitri zajem... zemeljskih plazov 37/85 Slika 5-5: Velika gostota meritev omogoča»izris«dejanskega stanja slika meritev Slika 5-6: Obdelane terenske meritve v obliki 3D modela

38 Mobilna enota za hitri zajem... zemeljskih plazov 38/ Uporabnost v praksi Možnosti uporabe oblaka točk so ogromne: oblake točk lahko poljubno obdelujemo in sicer izdelamo geodetske posnetke terena, trikotniške mreže ter izrišemo 2D prereze objektov, izračunamo lahko volumne in površine, oblak točk lahko med skeniranjem obračamo in gledamo z različnih perspektiv in oddaljenosti, točke, ki smo jih zajeli na motečih objektih, lahko enostavno odstranimo, med različnimi točkami v oblaku lahko izvajamo meritve. Prednosti 3D laserskega skeniranja kot tehnike za zajem podatkov so številne, tako za geodete, kot tudi za uporabnike: hiter zajem podatkov velika hitrost delovanja (100 ali točk/sek), cenejši zajem podatkov o objektih in topografiji glede na ostale metode, zajem podatkov brez kontakta (primerno za skeniranje nevarnih objektov), pridobitev koordinat poteka samodejno in v sistematičnem vzorcu, koordinate skeniranega objekta pridobimo skoraj v realnem času, domeritve niso potrebne, saj so vsi objekti v vidnem polju 3D laserskega skenerja, oblake točk lahko uporabimo večkrat in za različne namene, večja varnost pri zajemu podatkov, upravljanje skenerja možno preko enega samega operaterja enostavnost povezovanja z obstoječimi geodetskimi informacijami visoko natančni digitalni modeli terena produkcija ''barvnih'' oblakov točk kvaliteto zajema je mogoče preveriti že na terenu. Slabosti 3D laserskega skeniranja: razmerje med porabljenim časom za skeniranje in pisarniško obdelavo 1:3 do 1:5, kakovostna programska oprema, skenirana površina vedno ne zagotavlja zadostnega odboja laserske svetlobe, skenogram vključuje šume, zaradi odboja od drugih objektov. Naketere slabosti uspešno odpravlja fotogrametrija, zato sta ti dve tehniki zajema prostorskih podatkov med seboj komplementarni.

39 Mobilna enota za hitri zajem... zemeljskih plazov 39/ Sklep Glavna prednost terestričnega laserskega skeniranja v primerjavi z ostalimi geodetskimi metodami je v tem, da lahko v izredno kratkem času in na enostaven način pridobimo prostorski podatek za relativno velika območja, ne da bi se omejili na končno število diskretnih točk. Na plazovih, kjer so premiki večji, pride pri uporabi klasičnih metod praviloma do uničenja stabiliziranih in signaliziranih točk, kar onemogoča nadaljnja merjenja. Laserski skener je izredno uporaben zaradi nekontaktnosti metode in s tem varnosti - signalizacija, stabilizacija in dostop do merjenih točk niso potrebni, samo stojišče pa je izven samega plazišča. Zaradi mase točk, ki jih lahko zajamemo v kratkem času, in iz katerih naredimo zelo gost 3D model plazu omogoča poleg določitve premikov tudi bistveno prednost pred klasičnimi geodetskimi meritvami, ki so omejene na manjše število točk. Gre za možnost natančnega izračuna volumnov zemljine, ki se premika in ki predstavlja glavni problem pri plazovih. Zaradi vseh omenjenih lastnosti je merjenje z laserskim skenerjem primerno tudi za meritve z večjo frekvenco, kvartalno mesečno ali pa celo tedensko.

40 Mobilna enota za hitri zajem... zemeljskih plazov 40/85 6. KONCEPT DELOVANJA MOBILNE ENOTE Hitro in učinkovito posredovanje v primeru pojava plazov je odločilnega pomena za vsa nadaljna sanacijska dela kot tudi za celovito spremljanje sprememb oz. življenskega cikla plazu. Zato je zelo pomembno, da je ekipa, katere naloga je izdelati natančen posnetek ožjega območja plaza, sposobna v relativno kratkem času zagotoviti ustrezne modele stanja na terenu. Takšna mobilna ekipa mora delovati koordinirano in usklajeno saj je na ta način terensko delo zanesljivo in hkrati kar se da varno. Člani ekipe morajo biti seznanjeni s problematiko na področju plazov ter imeti izkušnje tako na organizacijski ravni kot tudi s samim terenskim delom. Poleg izdelane notranje strukture dela v ekipi mora biti le-ta v nenehni povezanosti s strokovnjaki iz drugih strok (npr. geologija, geografija). Izmenjava mnenj med različnimi strokami ter medsebojno obveščanje prispeva k celovitosti intervencije in vodi do kvalitetnih rezultatov. Za primeren odziv ekipe in izvedbo načrta terenskih del je potrebno v prvi fazi pridobiti nekatere informacije oglednikov z neposredne bližine kraja plazu ter si v nadaljevanju priskrbeti vse potrebne geodetske podlage, ki služijo za načrtovanje terenskih del. V drugi fazi sledi izvedba meritev na območju plazovine, pri čemer je ta faza v veliki meri odvisna od svoje predhodnice. Na podlagi zajetih podatkov se v okviru tretje faze izdelajo vsi potrebni metrični modeli, ki se v fazi sanacije s pridom uporabijo. V nadaljevanju besedila so predstavljeni podrobnejši opisi posamezne faze od trenutka, ko mobilna ekipa prejme urgentni klic, pa vse do končnih produktov, ki naj bi jih takšna ekipa izdelala Pridobitev ustreznih podatkov in načrt terenskih del Vsak zemeljski plaz ima svojevrstne karakteristike, zato mora biti ekipa pripravljena na določene nepredvidljivosti. V primeru plazov manjšega obsega, kjer ni potrebno kompleksnejše koordiniranje terenskih del, je dovolj, če dobi mobilna ekipa s strani oglednika najprej nekaj osnovnih podatkov (standardizacija): lokacija plazu, kratek opis stanja in karakteristike okoliškega terena, dostopnost oz. zaraščenost ožjega območja plazovine, vodna aktivnost na območju, itn (GIS UJME). vremenski pogoji (sodelovanje z ARSO) Na podlagi dobljenih informacij se ekipa lahko tehnično in organizacijsko primerno pripravi za izvedbo terenskega zajema podatkov. Poleg podatkov z mesta plazu, je potrebno pred odhodom na teren pridobiti tudi različne obstoječe geodetske podlage, ki ekipi zagotavljajo izdelavo ustreznega načrta izmere: kartografske podlage velikih meril (npr. 1:5000, 1:1000 ali 1:500), DOF območja, seznam geodetskih točk v okolici plazu, geološke karte območja in ostale podlage, ki na kakršen koli način prispevajo k definiranju karakteristik območja plazu (npr. DMR, DMV, plastnice za višinsko predstavitev terena). Pred izvedbo na terenu mora ekipa preveriti kvaliteto geodetskih točk, ki bodo v končnem služile za geolociranje meritev v prostor. V primeru, da so točke uničene (nadzemni del), je potrebno na osnovi topografij točk ponovno vzpostaviti geodetsko mrežo na terenu (točke je potrebno odkriti in ustrezno stabilizirati), in sicer pred izvajanjem meritev. Glede na obstoječe geodetske podlage mora ekipa preveriti tudi vidnost vizur, v primeru, da se bodo meritve izvajale s klasičnimi geodetskimi tehnikami (elektronski tahimeter). V nasprotnem primeru je ob uporabi GPS tehnologije potrebno preveriti vegetacijsko pokritost oz. odprtost območja, ki je bistvena pri zagotavljanju kvalitetnega satelitskega signala. Ekipa mora biti sposobna presoditi, katera izmed geodetskih metod je za določen plaz in okoliški teren primernejša.

41 Mobilna enota za hitri zajem... zemeljskih plazov 41/85 Poleg izbire metode mora ekipa: izbrati terensko opremo o laserski skener, o digitalni fotoaparat, o GPS sprejemnik in antena oz. o elektronski tahimeter in prizme, o viri energije za inštrumente, o prenosni računalnik in baterije, o terensko orodje (npr. sekira), o stativi in količki, o pribor za komunikacijo, o terenski zapisniki, na obstoječih podlagah določiti mesta, ki naj bi bila primerna kot stojišča za inštrumentarij določiti število girusov v primeru klasičnega pristopa določiti število stojišč za laserski skener določiti število izvajalcev in po potrebi kontaktirati ljudi iz drugih strok po potrebi na posvet s strokovnjaki iz drugih področij geoznanosti Kot možno dodatno opremo bi se na samo lokaciji plazu postavilo naslednje inštrumente: mobilna vremenska postaja, senzorji za merjenje vlažnosti zemljine, web kamera Izvedba terenskih meritev V prejšnjem poglavju je na kratko predstavljen način, kako se mora mobilna ekipa predhodno pripraviti za izvedbo meritev. Najpomembnejše je predvsem to, da pride ekipa na teren ustrezno pripravljena in se lahko meritve začnejo relativno hitro izvajati. Seveda je možno spregledati določene detajle (npr. neažurne kartografske podlage, slabi opisi s strani oglednikov otežujejo priprave), zato je pri plazovih večjega obsega, kjer pa pride do izraza tudi organizacijska plat dela na terenu, potreben predhoden ogled območja plazovine. Na ta način se izdela popis stanja na podlagi katerega nato mobilna ekipa lahko učinkoviteje pristopi k terenskemu delu. Delo na terenu poteka v naslednjih korakih: čiščenje terena (fizičnih ovir, ki preprečujejo izvajanje meritev) po potrebi izvedemo ta korak predhodno postavitev inštrumentov kalibriranje laserskega skenerja izmera referenčnih točk in stojišč skenerja s tahimetrom oz. GPS sprejemnikom skeniranje plazu z različnih stojišč za zagotovitev preklopa med podatki (oblaki točk) ter fotografiranje s posameznega stojišča sprotno spremljanje izvedbe meritev na računalniku fotografiranje okolice za dodatno vizualno pomoč

42 Mobilna enota za hitri zajem... zemeljskih plazov 42/85 Nekateri izmed zgoraj navedenih korakov lahko potekajo hkrati. Na ta način se terensko delo opravi hitreje. Vloge članov ekipe lahko razdelimo na: operater laserskega skenerja, operater, ki je zadolžen za zajem referenčnih točk figuranti, ki so zadolženi za postavljanje tarč in za prenos opreme z enega na drugo stojišče Eden izmed članov mora potek meritev koordinirati in nadzorovati, da se vsa dela opravijo v celoti. Ekipa mora biti med seboj tudi komunikacijsko povezana, zato da ne prihaja do nesporazumov med delom Obdelava podatkov Obdelava podatkov terenskega snemanja predstavlja zadnjo fazo pred predajo rezultatov različnim intervencijskim službam. Prvi korak te faze predstavlja predhodna obdelava:»surove«laserske meritve (oblake točk na različnih stojiščih) je potrebno združiti v enoten model, odstraniti je potrebno šum v laserskih meritvah (glajenje modela), določiti je potrebno koordinate referenčnih točk (uporaba tahimetra), v primeru GPS sprejemnika dobimo 3D koordinate na mestu zajema. Po predhodni obdelavi terenskih meritev sledi izdelava 3D modela iz meritev laserskega skenerja ter njegova umestitev v prostor. Za določitev spremembe stanja (pred sprožitvijo plazu in po stabilizaciji) in s tem povezanih problemov, urgentne službe največkrat zanima: volumen telesa plazovine, izdelava profilov, ocena mase nasutega materiala. Za določitev vseh teh rezultatov moramo imeti na razpolago situacijo stanja pred pojavom plazu. To stanje lahko dobimo na različne načine: DMR, plastnice, katera koli drugi format za višinsko predstavitev terena na tem območju. Bistvena lastnost laserskih 3D modelov je njihova metričnost. Zato bi bilo smiselno tudi končnim uporabnikom razložiti, na kakšne načine lahko manipuliramo s takšnimi modeli in kako pridemo do rezultatov, ki nas pri izvedbi nadaljnjih sanacijskih del zanimajo.

43 Mobilna enota za hitri zajem... zemeljskih plazov 43/85 7. TERENSKI ZAJEM V okviru projekta smo glede na plan terenski zajem izvedli dvakrat in sicer v februarju in septembru Za potrebe prvega zajema smo v mesecu decembru 2006 izvedli predogled terena Predogled terena ( ) Dne smo odšli na teren z namenom, da se seznanimo s stanjem in pojavom plazenja na območju Ajdovščine. Sestali smo se s poveljnikom Civilne zaščite Občine Ajdovščina, Igorjem Benkom, ki nam je sprva razložil problem plazenja na tem območju, nato pa nam pokazal tudi konkretne primere na terenu. Slika 7-1 prikazuje geografsko lego plazov, ki smo si jih ogledali. Plaz ob cesti Slano blato Gorenje Slika 7-1: Geografska lega plazov Najprej smo si ogledali vasico Gorenje. To je vas, ki v celoti leži na plazovitem območju. Premiki na območju so majhni, vendar so posledice plazenja vidne in sicer kot razpoke na stanovanjskih in gospodarskih objektih, kamnitih in betonskih ograjah, infrastrukturi, drevju (značilna ukrivljenost) ter na planoti pod vasjo, kjer se material odlaga, kar se kaže v nagrbančenih površinah. Nad vasjo je nameščena tudi labilna skala, ki grozi, da se bo zrušila na objekte, ki ležijo pod njo (slika 7-2). Sliki 7-3 in 7-4 prikazujeta vidne razpoke na gospodarskem objektu in betonski ograji.

44 Mobilna enota za hitri zajem... zemeljskih plazov 44/85 Slika 7-2: Skala nad vasjo Slika 7-3: Razpoke na gospodarskem objektu Slika 7-4: Razpoke na betonski ograji

45 Mobilna enota za hitri zajem... zemeljskih plazov 45/85 Naslednji pojav plazenja smo si ogledali na poti do plazu Slano blato, ob cesti Lokavec Predmeja. Ogledali smo si jaso pod, prej omenjeno, cesto. Na tem delu so vidni znaki plazenja že na sami cesti ter tudi na obliki terena pod cesto. Gre za s travo poraščen teren, ki je nagrbančen. Telefonski stebri na tem delu so vidno ukrivljeni in prestavljeni. Slika 7-5 prikazuje območje plazu pod cesto, slika 7-6 pa valovitost terena in nagibanje drogov na plazovitem območju. Slika 7-5: Plaz pod cesto Lokavec Predmeja Slika 7-6: Plaz pod cesto Lokavec Predmeja

46 Mobilna enota za hitri zajem... zemeljskih plazov 46/85 Zadnje plazovito območje, ki smo ga videli, je bil plaz Slano blato. Plaz se nahaja nad vasjo Lokavec in gravitira po potoku Grajšček proti naselju. Plazenje na tem območju, je bilo prisotno že leta nazaj, do večjih premikov pa je prišlo novembra leta Plaz Slano blato je plaz izrednih dimenzij, obsega okrog 1300 m dolgo in od 70 do 250 m široko območje ter leži med kotama 360 in 660 m. Trenutno na celotnem območju plazu potekajo sanacijska dela. Premike na plazu v največji meri povzročajo obilne padavine, zato je osnovni cilj sanacije preprečevanje vtekanja vode v plazino in osuševanje plazine. V ta namen so zgrajeni kanali, ki zbirajo in vodijo padavinsko vodo iz območja plazu. Podporni konstrukcijski objekti (pregrade) zadržujejo premike manjših lokalnih mas. Slike 7-7, 7-8, 7-9 in 7-10 prikazujejo stanje na plazu Slano blato na dan predogleda. Slika 7-7: Zgornji del plazu Slano blato Slika 7-8: Zgornji del plazu Slano blato

47 Mobilna enota za hitri zajem... zemeljskih plazov 47/85 Slika 7-9: Kanali za odtekanje vode Slika 7-10: Pregrada na plazu Na osnovi predogleda terena smo se odločili za območja, ki jih bomo zajeli ter pripravili plan snemanja. Odločili smo se zajeti zgornji del plazu Slano blato. Ta del je dostopen z avtomobilom in ob robu plazu so postavljeni betonski stebri, ki nudijo osnovo za geodetske meritve. Drugi plaz, ki smo se ga odločili posneti pa je Gorenje. Če bi hoteli posneti celotno naselje, bi morali postaviti veliko število stojišč, kar pa pomeni, da bi potrebovali veliko časa za terensko delo. Ker nas v okviru tega projekta zanimajo predvsem nove izkušnje z laserskim skenerjem, smo se odločili za testni zajem območja nad vasjo (poraščen in neporaščen del) ter

48 Mobilna enota za hitri zajem... zemeljskih plazov 48/85 za skeniranje znotraj vasi (deformacije na objektih). Za snemanje plazu ob cesti Lokavec Predmeja, se zaradi pomanjkanja časa (za terenski zajem smo imeli en dan časa) nismo odločili Terenski zajem ( ) Plaz Slano blato Datum izmere: Vreme: megleno Terenska ekipa: vodja ekipe, zadolžen za koordinacijo dela, definiranje stojišč inštrumenta in položajev tarč na terenu, operater laserskega skenerja, operaterja s Fakultete za gradbeništvo in geodezijo (v nadaljevanju FGG) dva figuranta za prenašanje opreme. Terenska ekipa je bila razdeljena na dve enoti, in sicer je prva (FGG) izvajala terenski zajem z elektronskim tahimetrom, druga pa z laserskim skenerjem. Na ta način smo hoteli na plazu Slano blato testirati dva različna merska inštrumenta in ugotoviti njuno primernost v primeru snemanja plazov Potek dela z elektronskim tahimetrom Terenska oprema: elektronski tahimeter Leica TCRP1201 R300 (slika 7-11, levo) prizme Leica GPR111 (slika 7-11, desno) Opomba: stativ ni bil potreben, saj je bil inštrument v času snemanj nameščen na betonski steber (prisilno centriranje) Slika 7-11: Elektronski tahimeter Leica TCRP1201 R300 in prizma Leica GPR111zu

49 Mobilna enota za hitri zajem... zemeljskih plazov 49/85 Opis metode in poteka merjenja: Pri konkretni nalogi klasične izmere površine terena na plazu Slano blato je šlo za tahimetrično snemanje detajlnih točk terena. Uporabljena je bila polarna metoda določitve prostorskih koordinat posamezne detajlne točke v državnem koordinatnem sistemu. Polarna metoda detajlne izmere pomeni izračun koordinat detajlnih točk na osnovi direktno merjenih relativnih prostorskih polarnih koordinat detajlnih točk. Koordinatni sistem določata stojišče inštrumenta (steber pri vhodu na gradbišče, prisilno centriranje inštrumenta) in ena ali več orientacijskih smeri oz. v konkretnem primeru smer na dano točko (steber na nasprotni strani, prisilno centriranje reflektorja (prizma Leica GPR111). Za orientacijsko smer smo vizirali na orientacijsko točko v obeh krožnih legah inštrumenta, s čimer smo odpravili vpliv kolimacijskega pogreška. Položaj detajlne točke je določen na podlagi istočasnega merjenja horizontalnega kota, zenitne razdalje in poševne dolžine do detajlne točke. Pri meritvah smo uporabili elektronski tahimeter Leica TCRP1201 R300, ki omogoča tudi merjenje dolžin brez uporabe reflektorja. Z možnostjo direktnega merjenja dolžin in uporabo programskega modula ( Face Scan ) vgrajene programske opreme lahko dejansko skeniramo izbrano površino terena. Glede na oddaljenost izbrane površine od inštrumenta ter reflektivnih lastnosti površine je predviden čas izmere posamezne točke 3 6 s. To pomeni, da lahko v eni uri zajamemo cca detajlnih točk terena. Reflektivnost površine terena na plazu Slano blato ni bila najboljša, zato se temu podatku nismo približali in je bilo izmerjenih točk v eni uri manj. i α A A stojiščna točka, ki smo ji že predhodno določili koordinate B orientacijska točka (ima znane koordinate) Legenda k sliki 7-12: Slika 7-12: Princip polarne izmere detajla i d' A - izmerjena poševna dolžina med stojiščem in detajlno točko, i z A - izmerjena zenitna distanca do detajlne točke, a, a - izmerjene smeri. i A B A

50 Mobilna enota za hitri zajem... zemeljskih plazov 50/85 Poleg detajlnih točk so bile izmerjene tudi nekatere tarče, ki so bile uporabljene pri laserskem skeniranju. Izmerjene so bile klasično z viziranjem v sredino valja. Kasneje pri izračunu pa je bil merjeni dolžini prištet radij valja, tako da je bil določen položaj sredine tarče. Opis lastnosti inštrumenta Leica TCRP1201 R300 za merske postopke, uporabljene v konkretni nalogi : Standardna deviacija za merjene Hz in V kote znaša 1 (ISO ). Standardna deviacija merjene dolžine brez uporabe reflektorja znaša: o Za dolžine od 0 500m = 3 mm + 2 ppm, čas merjenja posamezne točke = 3-6 s o Za dolžine > 500m = 5 mm + 2 ppm, čas merjenja posamezne točke = 3-6 s Pri merjenju dolžin inštrument uporablja vidni rdeč laser (class 3R) s koaksialno optiko Potek dela z laserskim skenerjem Terenska oprema: laserski skener Riegl LMS Z420i in akumulator (slika 7-13, levo) prenosni računalnik in dodatna baterija digitalni fotoaparat Nikon D200 (slika 7-13, desno) stativi tarče in stojala (slika 7-13, sredina). Slika 7-13: Inštrumentarij za lasersko skeniranje

51 Mobilna enota za hitri zajem... zemeljskih plazov 51/85 Opis metode in poteka merjenja: Prvi korak na terenu predstavlja določitev stojišč inštrumenta. Mesta, ki bi naj bila primerna za postavitev, se sicer okvirno določi že predhodno v pisarni. Na terenu pa ugotovimo dejansko stanje in se odločimo, če so stojišča, ki smo jih določili, res najbolj optimalna. Pomembno je, da stojišča zagotavljajo vidnost celotnega območja, ki ga želimo zajeti. Odločili smo se za štiri stojišča kar naj bi zadoščalo za zgornji del plazu. Tehnologija laserskega skeniranja nam omogoča združitev oblakov točk z različnih stojišč že na terenu, kar pomeni, da lahko v realnem času ugotovimo ali smo zajeli celotno želeno območje oz. ali so kje še manjkajoči podatki. Naslednji korak je postavitev tarč. Tarče potrebujemo za: - združitev oblakov točk (meritev) iz posameznih stojišč v en sam oblak točk, - ter za umestitev meritev v globalni koordinatni sistem. Tarče razporedimo čimbolj enakomerno po terenu. Da so bolje vidne, jih postavimo na količke ali kakšna druga stojala. Da lahko umestimo oblak točk v globalni koordinatni sistem (državni Gauss-Kruegerjev koordinatni sistem), potrebujemo koordinate tarč ne samo v skenerjevem ampak tudi v globalnem koordinatnem sistemu. Potrebna je torej še dodatna geodetska metoda, s katero določimo lokacijo tarč. To je lahko klasična geodetska metoda (elektronski tahimeter) ali GPS izmera. V primeru klasičnih geodetskih meritev je potrebno zagotoviti izhodiščno in navezovalno točko za zagotovitev absolutne pozicije. V ta namen koristimo obstoječo državno mrežo. V primeru, da na našem območju ni obstoječih geodetskih točk, ki bi jih lahko uporabili za navezavo, si mrežo vzpostavimo s poligonom ali z GPS meritvami. Pri nas je bila na območju plazu mreža že razvita, saj za spremljanje premikov plazovine že izvajajo redne geodetske meritve. Slika 7-14: Položaji stojišč inštrumenta

52 Mobilna enota za hitri zajem... zemeljskih plazov 52/85 Kot že rečeno, sta bila del terenske ekipe tudi operaterja iz FGG, katerih naloga je bila izmera dela plazu z elektronskim tahimetrom, da bi lahko metodi primerjali v smislu kakovosti. Poleg tega sta operaterja izmerila in določila tudi lokacije tarč v državnem koordinatnem sistemu. Na ta način smo se izognili določevanju položaja tarč z GPS metodo oz. vpeljavi še ene izmed metod določevanja položaja v meritve na plazu. Primerjava rezultatov obeh metod snemanja terena se tako opira na isto metodo geolociranja meritev v državni koordinatni sistem. Osnova vsake meritve, ki jo laserski skener zabeleži, je kot v primeru elektronskega teodolita, polarna metoda. To pomeni, da je prostorska točka enolično določena z dvema prostorskima kotoma (horizontalni in vertikalni kot) ter merjeno dolžino. Za razliko od tahimetra laserski skener izmeri ogromno količino meritev v neprimerno krajšem času (približno 10 min zadostuje za določitev več milijonov prostorkih točk). Ravno iz tega razloga je primeren za hiter zajem velikih območij. Izvajanje meritev je že na prvem stojišču oteževala zelo gosta megla. Megla povzroča v meritvah veliko šumov (laserski žarek se odbija od delcev v zraku vodnih kapljic), prav tako pa onemogoča tudi fotografiranje terena. S fotografiranjem pridobimo barvne vrednosti oblakov točk, kar nam olajša kasnejšo obdelavo podatkov. V fazi obdelave podatkov lahko posnetke uporabimo tudi kot visoko ločljivo teksturo na izdelanem 3D modelu terena. Možna pa je tudi kombinacija laserskega skeniranja z digitalno fotogrametrijo. Kvaliteten zajem fotografij je v vsakem primeru zelo zaželjen, saj nam omogoča lažjo interpretacijo vsebine meritev. Slika 7-15: Stojišče 1 Zaradi megle so meritve na stojišču 1 in 2 trajale več časa kot bi sicer. Počakati je bilo namreč treba, da se je vidnost izboljšala. Najprej smo izvedli predogled celotnega skena z nizko resolucijo. V tem koraku skener poskuša avtomatsko zaznati in izmeriti lokacije tarč. V konkretnem primeru smo ugotovili, da dolge vizure od skenerja do tarč (pri vizurah nad 50 m so tarče zaradi majhne površine zelo nerazpoznavne) otežujejo avtomatsko določitev njihove lokacije. Poleg tega lahko visoko reflektivni deli terena (npr. sneg) onemogočijo ločitev tarč od ostale okolice. Tarče se dobesedno ''zlijejo'' s terenom. Problem bi lahko rešili tako, da bi za tarčo postavili temno ozadje ali uporabili tarče večjih dimenzij. Temu koraku sledi fino skeniranje terena. Skenerju določimo območje skeniranja (definiramo zgornji desni in spodnji levi vogal) in horizontalno ter vertikalno ločljivost oblaka točk, ki ga nameravamo posneti. Od teh nastavitev je odvisen čas finega skeniranja, pri čemr je zgornja meja okrog 15 min. Zadnji korak, ki ga na vsakem stojišču izvedemo je fotografiranje. Z visoko ločljivostnim fotoaparatom, ki je nameščen na vrhu skenerja, smo posneli serijo fotografij, ki pokrivajo območje pogleda skeniranih podatkov. Po končanih meritvah lahko direktno na terenu, na prenosnem računalniku, preverimo kvaliteto snemanja. S tem je bilo delo na prvem stojišču končano in premaknili smo se na drugega.

53 Mobilna enota za hitri zajem... zemeljskih plazov 53/85 Slika 7-16: Spremljanje poteka skeniranja na prenosnem računalniku Delo na vseh ostalih stojiščih je potekalo enako kot na prvem. Edina razlika pri zadnjih dveh je bila, da se je megla dvignila in ni več oteževala dela. Pri prenosu opreme iz enega stojišča na drugega pa smo naleteli na problem, ki ga predstavlja teža in velikost laserskega skenerja. Konfiguracija terena in mokra podlaga že sama po sebi otežujeta premikanje, inštrument, nepriročen za nošnjo, pa stanje še poslabša. Problem bi lahko rešili z nahrbtnikom v katerega bi lahko skener namestili in ga tako varneje in enostavneje prenašali po terenu. Časovni potek meritev: začetek meritev konec meritev 1. stojišče 8:30 9:45 2. stojišče 10:05 10:30 3. stojišče 10:45 11:15 4. stojišče 11:45 12:15 Za izmero zgornjega dela plazu Slano blato smo porabili okoli 5 ur. V primeru, da ne bi bilo megle, bi verjetno končali eno uro prej. Če bi lokacije tarč določili z GPS metodo, bi to pomenili dodatne pol ure dela, vendar to ni bilo potrebno. Osnovne lastnosti inštrumenta Riegl LMS Z420i: Standardna deviacija za merjene Hz kote znaša Standardna deviacija za merjene V kote znaša Standardna deviacija merjene dolžine: 10 mm Vse ostale karakteristike inštrumenta so dostopne na:

54 Mobilna enota za hitri zajem... zemeljskih plazov 54/ Gorenje V primeru plazu Gorenje smo v pripravi na snemanje razmišljali o tem, da bi ga lahko posneli z višjega predela. Na severovzhodnem delu vasi je hribovje, od koder bi se zelo lepo videlo celotno območje. Sprva smo že zaradi megle menili, da ta možnost ne bo izvedljiva, ker pa so se kasneje vremenske razmere izboljšale smo se odpeljali na predvideno lokacijo. Ugotovili smo, da je mesto, ki bi bilo primerno za naš namen prenevarno za dostop, zato smo to možnost opustili. Odločili smo se za štiri stojišča, s katerih smo posneli teren. Prva dva sta bila na položnem pobočju nad vasjo, od tega eno na odprti jasi, drugo pa na bolj zaraščenem delu terena. Zanimalo nas je namreč kako se tehnologija laserskega skeniranja obnese na zaraščenem terenu in kako dobro lahko pri obdelavi podatkov odstranimo vegetacijo iz meritev ter določimo ploskev terena. Ostala dva stojišča sta bila znotraj vasi, med stanovanjskimi objekti. S tem smo želeli ugotoviti, ali je inštrument primeren za odkrivanje razpok na fasadah ter spremljanje njihovih premikov. Stojišče 1 Stojišče 2 Stojišče 3 Prva faza predstavlja za avtomatizacijo DRO najtrši Stojišče oreh. Posnetki 4 so v času ekspozicije izpostavljeni najrazličnejšim okoljskim vplivom in tehničnim pomanjkljivostim, kar se odraža na njihovi vsebini. To vsebino je potrebno pretvoriti v računalniku razumljiv jezik in jo z obstoječimi algoritmi za obdelavo in analizo digitalnih slik pretvoriti v metrične količine (slikovne točke). Računalnik je sicer zmožen procesiranja množice podatkov, kar omogoča veliko opravilnost v kratkem času, vendar pa je njegova»inteligenca«pri ovrednotenju rezultatov procesiranja zelo omejena. Poleg tega večina algoritmov za obdelavo digitalnih slik Slika 7-17: Položaji stojišč inštrumenta

55 Mobilna enota za hitri zajem... zemeljskih plazov 55/85 Slika 7-18 prikazuje položno pobočje nad vasjo Gorenje. V ozadju slike je viden poraščen del, kjer je bilo drugo stojišče inštrumenta. Slika 7-18: Pobočje nad vasjo Gorenje Dodatna oprema, ki smo jo potrebovali za izvedbo terenskega zajema sta bila GPS sprejemnik in antena, saj ekipa iz FGG tukaj ni več sodelovala. GPS tehnologija ima svoje prednosti in slabosti. Glavno prednost predstavlja dejstvo, da ne potrebujemo že vzpostavljene državne geodetske mreže na območju, kjer delamo. Za vzpostavitev le te bi lahko v določenih primerih porabili precej časa. Glavna slabost pa je, da v okolici ne sme biti vertikalnih ovir, ki lahko onemogočijo sprejem signala. Za določitev tarč in stojišč inštrumenta smo uporabili RTK metodo GPS izmere.

56 Mobilna enota za hitri zajem... zemeljskih plazov 56/85 Slika 7-19: Določitev tarč z GPS meritvami Sliki 7-20 in 7-21 prikazujeta stojišče znotraj vasi, na prvi sliki je v ozadju vidna tudi skala, ki predstavlja potencialno nevarnost za objekte v vasi Gorenje. Slika 7-20: Stojišče 3 Slika 7-21: Stojišče 3

57 Mobilna enota za hitri zajem... zemeljskih plazov 57/85 Časovni potek meritev: začetek meritev konec meritev 1. stojišče 15:00 15:30 2. stojišče 15:50 16:20 3. stojišče 16:40 16:55 4. stojišče 17:05 17:20 Za skeniranje plazu na območju Gorenja smo potrebovali okoli 3 ure. To pomeni enkrat hitreje kot v primeru plazu Slano blato ob enakem številu stojišč, s tem, da smo nekaj časa porabili tudi za določitev položaja tarč. Razlog je v boljših vremenskih razmerah in enostavni konfiguraciji terena Terenski zajem plazu Slano blato ( ) Osnovni podatki Datum izmere: Vreme: sončno Terenska ekipa: vodja ekipe, zadolžen za koordinacijo dela, definiranje stojišč inštrumenta in položajev tarč na terenu ter lasersko skeniranje, dva figuranta za prenašanje opreme. Terenska oprema: laserski skener Riegl LMS Z420i in akumulator (slika 1, levo) prenosni računalnik in dodatna baterija digitalni fotoaparat Nikon D200 (slika 1, desno) stativi tarče in stojala Opis potek merjenja Določitev stojišč inštrumenta Določitev lokacij tarč Skeniranje Fotografiranje Določitev stojišč inštrumenta Skeniranje smo izvedli iz štirih stojišč, ki so zagotovila vidnost celotnega območja, ki nas je zanimalo. Za postavitev inštrumenta smo uporabili približno iste lokacije kot v primeru prvega skeniranja tega območja.

58 Mobilna enota za hitri zajem... zemeljskih plazov 58/85 Slika 7-22: Položaj stojišč inštrumenta Postavitev in klasična izmera tarč Tarče potrebujemo za: - združitev oblakov točk (meritev) iz posameznih stojišč v en sam oblak točk, - ter za umestitev meritev v referenčni koordinatni sistem. Tarče razporedimo čimbolj enakomerno po terenu. Da so bolje vidne, jih postavimo na količke ali kakšna druga stojala. Da lahko umestimo oblak točk v referenčni koordinatni sistem (državni Gauss-Kruegerjev koordinatni sistem), potrebujemo koordinate tarč ne samo v skenerjevem ampak tudi v državnem koordinatnem sistemu. Potrebna je torej še dodatna geodetska metoda, s katero določimo lokacijo tarč. To je lahko klasična geodetska metoda (elektronski tahimeter) ali GPS izmera. Za določitev lokacij tarč v državnem koordinatnem sistemu smo uporabili klasično geodetsko metodo, pri čemer smo za izhodišče uporabili iste poligonske točke kot pri februarskem snemanju. Skeniranje Ko imamo določena stojišča inštrumenta in lokacije tarč, se lahko lotimo skeniranja. Najprej smo izvedli predogled celotnega skena z nizko resolucijo. V tem koraku skener poskuša avtomatsko zaznati in izmeriti lokacije tarč. Temu koraku sledi fino skeniranje terena. Skenerju določimo območje skeniranja (definiramo zgornji desni in spodnji levi vogal) in horizontalno ter vertikalno ločljivost oblaka točk, ki ga nameravamo posneti. Od teh nastavitev je odvisen čas finega skeniranja. Na vsakem stojišču porabimo za ta korak približno 15 minut.

59 Mobilna enota za hitri zajem... zemeljskih plazov 59/85 Osnova vsake meritve, ki jo laserski skener zabeleži, je polarna metoda. To pomeni, da je prostorska točka enolično določena z dvema prostorskima kotoma (horizontalni in vertikalni kot) ter merjeno dolžino. Laserski skener izmeri ogromno količino meritev v izredno kratkem času (približno 10 min zadostuje za določitev več milijonov prostorskih točk). Fotografiranje Po končanem skeniranju na vsakem stojišču izvedemo tudi fotografiranje. Z visoko ločljivostnim fotoaparatom, ki je nameščen na vrhu skenerja, smo posneli serijo fotografij, ki pokrivajo območje pogleda skeniranih podatkov. S fotografiranjem pridobimo barvne vrednosti oblakov točk, kar nam olajša kasnejšo obdelavo podatkov. V fazi obdelave podatkov lahko posnetke uporabimo tudi kot visoko ločljivo teksturo na izdelanem 3D modelu terena. Možna pa je tudi kombinacija laserskega skeniranja z digitalno fotogrametrijo. Kvaliteten zajem fotografij je v vsakem primeru zelo zaželjen, saj nam omogoča lažjo interpretacijo vsebine meritev. Slika 7-23: Panoramska slika iz stojišča 3 Spremljanje poteka na prenosnem računalniku Po končanih meritvah lahko direktno na terenu, na prenosnem računalniku, preverimo kvaliteto snemanja. Postopek dela se ponovi na vseh ostalih stojiščih inštrumenta. Za izmero zgornjega dela plazu Slano blato smo porabili približno 4 ure, kar je malo manj kot februarja. Vremenske razmere so bile tokrat bolj ugodne in tudi situacija na območju plazu nam je bila že znana, kar oboje vpliva na čas izmere. V prejšnjem odstavku smo predvsem pisali o tem, do kakšnih ugotovitev smo prišli med izvedbo testnih snemanj ter podali zaključke, kako se te ugotovitve razhajajo s predhodno postavljenim konceptom, kako naj bi takšna mobilna ekipa na terenu postopala. Ugotovili smo, da nismo imeli večjih težav z izvedbo snemanj, razen določenih malenkosti, ki pa niso na noben način oteževale in podaljševale dela. To pomeni, da smo koncept dobro zastavili, kako naj sama izvedba poteka. V tem odstavku bomo na kratko podali zaključke še o celotnem konceptu mobilne enote kot smo ga opisali v okviru prve faze projekta: mobilna ekipa mora biti dobro pripravljena za izvedbo terenskih del, dobra pripravljenost je odvisna od večih dejavnikov in ne samo od ekipe same: o podatkov oglednikov (vsebina podatkov, ki smo jo specificirali v konceptu popolnoma zadostuje za dobro predstavo situacije), o kvalitetnih geodetskih podlag, ki omogočajo predhodno planiranje terenskih del, o planiranje terenskih del je nujno, sploh v primeru kakršnih koli zapletov (glej poglavje 2), ključni faktorji, ki jih morajo biti izpolnjeni pred terenskih snemanjem so: o ugodni vremenski pogoji, o glede na karakteristike terena mora ekipa pripraviti plan izvedbe del, pri čemer mora razpolagati z dobrimi vhodnimi podatki o katera metoda georeferenciranja je primerna oz. izvedljiva kako postopati v takšnem primeru, ko geolokacija ni možna (na širšem območju plazu ni mreže geodetskih točk).

60 Mobilna enota za hitri zajem... zemeljskih plazov 60/ Analiza terenskih del Na podlagi testnih zajemov plazov na območju Ajdovščine lahko podamo naslednje zaključke oz. dodatke: Pri plazovih večjega obsega, kjer pride do izraza organizacijska plat del na terenu, je zelo zaželjen predhoden ogled območja plazovine (pred snemanjem testnih plazov smo tudi mi izvedli predogled terena, kar nam je v fazi planiranja izvedbe snemanja zelo pomagalo). Zelo pomemben faktor predstavljajo vremenske razmere, zato je nujno upoštevati prognoze (pri snemanju plazu Slano blato nas je oviralo slabo vreme, kar je povzočilo daljše izvajanje terenskih del). Število članov ekipe je odvisno od velikosti območja plazovine, pri čemer je zaradi teže in občutljivosti opreme (laserskega skenerja) zelo otežen prenos opreme med stojišči. Ekipa mora zato biti sestavljena kot piše v konceptu, pri čemer je število figurantov odvisno od obsega del in zahtevnosti terena. Prenos inštrumenta bi bilo potrebno poenostaviti (izdelati platformo za prenos skenerja na hrbtu), ker je to ključnega pomena za hiter in učinkovit zajem. Glede inštrumentarija se je izkazalo, da je bil koncept dobro zastavljen, saj smo s sabo imeli vse potrebno za delo. Potrebno pa je poudariti, da lahko predstavlja velik problem geolociranje podatkov snemanja: o konfiguracija terena na testnih plazovih ni bila pretirano zahtevna, zato s tem nismo imeli problemov, poleg tega pa na območju plazu Slano blato že obstaja permanentna mreža geodetskih točk, o problem so poraščena območja, kjer GPS odpove, pri uporabi klasičnih geodetskih inštrumentov pa se zaradi poraščenosti pojavi problem viziranja tarč (slika 7-24), o GPS tehnologija je zato primerna za odprta območja, kjer vegetacija ne preprečuje sprejema satelitskega signala, o na poraščenih območjih, kjer GPS ne deluje in moramo uporabiti klasični pristop, je ključna prisotnost geodetske mreže, na katero meritve navežemo, o na težko dostopnih in odmaknjenih območjih je mala verjetnost, da obstajajo geodetske točke, zato je potrebno v tem primeru predhodno vzpostaviti mrežo na območju plazu, o takšna dodatna vzpostavitev mreže na odmaknjenem območju lahko očitno podaljša terenska dela, zato je smiselno razmisliti, če ne bi bilo boljše meritve izvajati povsem lokalno, brez navezave v državni koordinatni sistem.

61 Mobilna enota za hitri zajem... zemeljskih plazov 61/85 Slika 7-24: Primer problematičnega tipa terena (poraščenost) 7.5. Sklep Predogled terena ima pomembno vlogo pri izvedbi meritev. S tem dobi ekipa, ki gre na teren vse potrebne podatke, da se lahko primerno pripravi na terensko delo, kar pa bistveno skrajša sam terenski zajem podatkov. Glede na probleme, ki jih lahko povzročajo vremenske razmere, bi bilo smiselno pred terensko izmero preveriti vremenske pogoje. Terenska ekipa mora biti na tekočem s podrobnejšim in natančnejšim vremenskim dogajanjem nad območjem, kjer se izvajajo meritve, da lahklo izbere primeren termin za izvedbo terenskih del. Tehnologija laserskega skeniranja se je izkazala kot izredno hitra, varna in učinkovita metoda za zajem plazovitih območij. Poleg že naštetih prednosti, se pozitivne lastnosti kažejo tudi v kvaliteti zajema (zajeto je vse kar je v vidnem polju skenerja) in možnosti sprotnega spremljanja meritev na prenosnem računalniku. S tem se izognemo morebitnim pomanjkljivostim izvedbe. Slabosti, ki smo jih na terenu ugotovili, pa so predvsem teža in nepriročnost inštrumenta za prenos med stojišči ter težja določitev položaja tarč zaradi dolgih vizur.

62 Mobilna enota za hitri zajem... zemeljskih plazov 62/85 8. GEOPODATKI V fazi obdelave terenskih podatkov posnetih testnih plazov Slano blato in območja vasi Gorenje pri Ajdovščini smo izdelali končne produkte, ki so se nam zdeli najbolj ustrezni in uporabni za stroke, ki se jih poslužujejo v okviru sanacije prizadetih območij. Nekaj izmed končnih produktov smo definirali že v konceptu mobilne ekipe v prvi fazi projekta. Vse ostale predstavljene rezultate terenskega dela smo po posvetu oz. analizi zahtev končnih uporabnikov dodali, saj je njihova vsebina po našem mnenju ključna pri izvedbi planov sanacijskih postopkov. Kljub temu, da smo snemanje izvedli z dvema različnima inštrumentoma (elektronski tahimeter in laserski skener), z namenom primerjave rezultatov, se je izkazalo, da podatki pridobljeni z elektronskim teodolitom niso primerni in jih zato nismo vključili med končne rezultate. V nadaljevanju te priloge so predstavljeni koraki obdelave laserskih meritev in končni izdelki Prvi zajem Slano blato Postopek obdelave podatkov je v začetnem delu, do kreiranja ploskve terena, vedno enak. Pri tem smo uporabili programski paket RiSCAN PRO, ki je sestavni del sistema opreme Riegl. Nadaljno obdelavo 3D modela lahko izvajamo v več različnih programskih paketih, odvisno od tega kakšne rezultate želimo in kateri programi so nam bolj domači. Postopek obdelave je nazorno prikazan v shemi na sliki 8-1. Oblaki točk Oblaki točk + RGB vrednosti Združitev oblakov točk iz več stojišč RiSCAN PRO Modeliranje ploskve več možnih metod Mrežni model Drugi programski paketi Filtriranje Hipsografija Zmanjšanje gostote podatkov - octree *.txt Plastnice Nakloni Modeliranje ploskve - triangulacija Usmerjenost Poljubni profili Volumni Slika 8-1: Prikaz poteka obdelave oblaka točk Rezultat laserskega skeniranja predstavlja prostorski oblak točk skeniranega območja (za vsako stojišče posebej). Vsaka točka ima 3D koordinato (x,y,z) v skenerjevem koordinatnem sistemu z izhodiščem v skenerjevem koordinatnem sistemu.

63 Mobilna enota za hitri zajem... zemeljskih plazov 63/85 Na osnovi tarč, izmerjenih z laserskim skenerjem in še eno drugo geodetsko metodo (klasična izmera), pretvorimo koordinate oblaka točk v državni koordinatni sistem. Oblake točk z različnih stojišč nato združimo v enoten sistem in mu dodamo barvne vrednosti na osnovi zajetih fotografij. Slika 8-2 prikazuje oblak točk združen s stojišč 1, 2, 3 in 4 na območju plazu Slano blato. Oblak točk na sliki 8-3 ima dodane barvne vrednosti. Slika 8-2: Združen oblak točk Slika 8-3: Združen oblak točk z dodanimi RGB vrednostmi

64 Mobilna enota za hitri zajem... zemeljskih plazov 64/85 Laserski skener posname vse podrobnosti terena, med tem tudi nepotrebne objekte. Sem spada vegetacija (drevje, grmičevje, trava), grajeni objekti (jaški, stavbe), prevozna sredstva (avtomobili, gradbena mehanizacija) in vse ostalo kar je v trenutku snemanja na območju. V prvem koraku obdelave te odvečne podatke odstranimo. Naslednji sliki prikazujeta nekaj primerov filtriranja podatkov. Slika 8-4: Rdeča barva ponazarja objekte, ki jih je potrebno odstaniti Slika 8-5: Betonski jašek, ki ga odstanimo iz meritev Rezultat filtriranja je oblak točk terena brez nepotrebnih šumov oz. vsebin. Fazi filtriranja odvečnih podatkov sledi zmanjšanje gostote podatkov. Večina programskih paketov, v katerih nadaljujemo obdelavo, namreč še ni prirejena za tako velik obseg podatkov in je zato delo zelo počasno ali pa celo nemogoče. Programski paket Riscan PRO ima posebno vgrajeno funkcijo - filter octree prav za ta namen. Filter deluje po metodi oktalnega drevesa. Določimo mu dolžino stranice kocke, znotraj katere izračuna točko, ki predstavlja težišče vseh točk v eni kocki, ostale točke znotraj kocke pa odstrani. Kot rezultat dobimo torej veliko manjšo množico točk, ki so poleg tega tudi enakomerno razpršene po površini modela.

65 Mobilna enota za hitri zajem... zemeljskih plazov 65/85 Naslednji korak obdelave je triangulacija. Tukaj povežemo točke terena v trikotniško mrežo ter s tem ponazorimo ploskev terena. Program izvede triangulacijo po Delaunay-jevi metodi, ki je algoritem za povezavo točk s koordinatami v dvorazsežnem prostoru, ki jih izračuna glede na položaj modela prikazan na ekranu. Točke poveže med seboj tako, da tvorijo, kolikor je mogoče enakostranične trikotnike. Slika 8-6 prikazuje 3D model plazu, pri čemer so trikotniki obarvani z RGB vrednostmi točk. Učinek je podoben kot bi ga dosegli, če bi mrežni model prekrili s teksturo iz fotografij. Slika 8-6: Obarvan model terena na zgornjem delu območja plazu Slano blato 3D modeli odpirajo popolnoma nove perspektive k pristopu in interpretaciji podatkov. Iz njih je možno izvesti celo množico rezultatov, ki so lahko primerni za uporabnike, ki sodelujejo pri sanaciji plazov. Nekateri rezultati so takšni, kot so jih strokovnjaki že navajeni, drugi pa šele odpirajo nove možnosti, ki bi jih bilo smiselno v prihodnje nadgraditi. Predvsem pa je pomembno, da tukaj sodelujejo vse stroke, ki so zajete v sanacijo.

66 Mobilna enota za hitri zajem... zemeljskih plazov 66/85 Iz oblaka točk, v katerem so točke poljubno razporejene, naredimo mrežo pravilno razporejenih točk, ki jih povežemo s tri ali štirikotniki ter tako pridobimo površino terena. Iz te osnovne oblike 3D modela je zelo lepo razviden 3D potek terena. Slika 8-7: Mrežni prikaz 3D modela Slika 8-8: Hipsografski prikaz plazu z zvezno barvno lestvico v državnem koodinatnem sistemu

67 Mobilna enota za hitri zajem... zemeljskih plazov 67/85 Na sliki 8-9 pa lahko vidimo še hipsografski prikaz plazu Slano blato z diskretnimi vrednostmi barvne lestvice, ki določajo višinske razrede posameznih pasov območja. Slika 8-9: Hipsografski prikaz plazu z diskretno barvno lestvico

68 Mobilna enota za hitri zajem... zemeljskih plazov 68/85 Če model plazu, prikazan na sliki 5 razrežemo z vzporednimi horizontalnimi ravninami (ekvidistanca ravnin le 5 m) lahko izrišemo plastnice na območju, ki smo ga posneli (slika 8-10). Slika 8-10: Plastnice na zgornjem območju plazu Slano blato

69 Mobilna enota za hitri zajem... zemeljskih plazov 69/85 Na sliki 8-11 smo izdelali karto naklonov območja skeniranja na plazu Slano blato. Naklon predstavlja višinski kot med horizontalno ravnino in normalnim vektorjem v posamezni točki modela terena. Izražen je v stopinjah in zavzema vrednosti od 0º (horizontalno) do 90º (vertikalno). Na območjih z večjim naklonom je verjetnost pojava dinamike večja. Na podlagi takšnega prikaza lahko sklepamo, katera območja so bolj izpostavljena premikom in odlomom. Slika 8-11: Prikaz naklonov terena in legenda, ki prikazuje meje posameznih razredov (enota so kotne stopinje)

70 Mobilna enota za hitri zajem... zemeljskih plazov 70/85 V postopku sanacije plazu so za izvajalce uporabni tudi profili območja. Zaradi ogromne množice meritev omogoča metoda laserskega skeniranja določitev zelo detajlne oblike ploskve terena. To pomeni, da so profili zelo natančno definirani, hkrati pa je potrebno poudariti, da lahko na podlagi izdelanega modela izrisujemo poljubno število profilov v poljubnih smereh (poleg vzdolžnih in prečnih tudi poševne). Na sliki 8-12 je z zeleno barvo prikazan potek profila na modelu in v prerezu. Slika 8-12: Izris poljubnega profila

71 Mobilna enota za hitri zajem... zemeljskih plazov 71/85 Spodnji dve sliki 8-13 in 8-14 prikazujeta stopnjo detajlna modela plazu Slano blato, ki ga lahko določimo na osnovi metode laserskega skeniranja. Slika 8-13: Model plazu Slano blato z lepo vidnimi kanali za odvodnjavanje Slika 8-14: Pogled na 3D model s stojišča 1

72 Mobilna enota za hitri zajem... zemeljskih plazov 72/85 Za konec bomo predstavili rezultat meritev manjšega območja plazu, ki sta ga posnela operaterja s Fakultete za gradbeništvo in geodezijo in iz katerih je lepo razvidno, da je kakršna koli primerjava, zaradi neprimerno manjšega števila meritev, praktično nesmiselna. Elektronski tahimeter se je torej izkazal za neprimernega pri izdelavi posnetkov stanja večjih območij, kjer je lasersko skeniranje v večini pogledov racionalnejše. Slika 8-15: Prikaz meritev z elektronskim tahimetrom Slika 8-16: Prikaz obsega meritev na 3D modelu

73 Mobilna enota za hitri zajem... zemeljskih plazov 73/ Gorenje Obdelava laserskih meritev na območju vasi Gorenje je potekala po enakih korakih kot v primeru plazu Slano blato, zato so v nadaljevanju predstavljeni samo rezultati. Na tem plazu nas je predvsem zanimalo, kako se lasersko skeniranje kot metoda obnese na območjih z gosto vegetacijo in znotraj zazidljivega okolja. To je tudi razlog, da med rezultate prilagamo samo izdelan 3D model območja nad vasjo (slika 8-17) ter model hiše v vasi Gorenje z vidno razpoko na fasadi. Na sliki 8-17 je lepo vidno, da je levi modela območja precej bolj gladek (ni vegetacije) kot desni del, kjer je prisotna gosta vegetacija. Slika 8-17: 3D model Gorenje (pobočje nad vasjo) Slika 8-18: Fasada hiše v vasi Gorenje z lepo vidno razpoko

74 Mobilna enota za hitri zajem... zemeljskih plazov 74/ Sklep Na podlagi pridobljenih končnih izdelkov lahko zaključimo, da so bili terenski podatki kakovostno zajeti. Poleg tega smo se tudi prepričali, da je lasersko skeniranje kot metoda zelo primerno za skeniranje plazov velikih obsegov z relativno majhno gostoto poraščenosti (Slano blato). V primeru vasi Gorenje lahko rečemo, da so modeli terena na zelo zaraščenih območjih nekoliko slabši, medtem ko je glede odkrivanja in evidentiranja poškodb na umetnih objektih lasersko skeniranje izpolnilo pričakovanja (razpoke na hišah). Omenjena metoda je zato ustrezna za hiter zajem velikih območij terena, medtem ko z elektronskim teodolitom natančneje spremljamo premike posameznih karakterističnih točk in je zato zelo primeren za evidentiranje dinamike znotraj zazidljivih območij Drugi zajem V okviru IV. faze projekta smo na osnovi predhodnih ugotovitev, glede rezultatov potrebnih sodelujočim strokovnim službam pri sanaciji plazov, izdelali naslednje rezultate: 3D model terena zgornjega dela območja plazu, hipsografski prikaz z zvezno barvno lestvico, plastnice in naklone. Območje plazu Slano blato je bilo skenirano dvakrat, in sicer prvič že v drugi fazi tega projekta (februar 2007) in drugič v jeseni, natančneje oktobra Tako imamo na voljo podatke o stanju na plazu v dveh različnih časovnih trenutkih, zato lahko izvedemo primerjavo obeh terenskih posnetkov. Ta primerjava je izražena na osnovi izračunane ploskve razlik obeh modelov in numerično določenih volumskih razlik Slano blato V postopku obdelave podatkov smo koordinate prostorskega oblaka točk skeniranega območja najprej pretvorili v državni koordinatni sistem. Nato smo oblake točk iz posameznih stojišč združili v enoten sistem in mu, na osnovi zajetih fotografij, dodali barvne vrednosti. Slika 8-19 prikazuje oblak točk združen s stojišč 1, 2, 3 in 4 na območju zgornjega dela plazu Slano blato. Oblak točk na sliki 8-20 ima dodane barvne vrednosti. Slika 8-19: Združen oblak točk

75 Mobilna enota za hitri zajem... zemeljskih plazov 75/85 Slika 8-20: Združen oblak točk z dodanimi barvnimi vrednostmi Rezultat obdelave podatkov laserskega skeniranja je 3D ploskev terena v državnem koordinatnem sistemu. Slika 8-21 predstavlja hipsografski prikaz območja plazu z zvezno barvno lestvico. Enota skale oz. legende prikaza je meter. Za boljšo primerjavo razlik je dodana tudi slika, ki prikazuje hipsografski prikaz plazu z zvezno barvno lestvico meseca februarja. Slika 8-21: Hipsografski prikaz plazu z zvezno barvno lestvico v državnem koodinatnem sistemu oktober Zaključni elaborat

76 Mobilna enota za hitri zajem... zemeljskih plazov 76/85 Slika 8-22: Hipsografski prikaz plazu z zvezno barvno lestvico v državnem koodinatnem sistemu - februar

77 Mobilna enota za hitri zajem... zemeljskih plazov 77/85 Na sliki 8-23 lahko vidimo še hipsografski prikaz plazu Slano blato z diskretnimi vrednostmi barvne lestvice, ki določajo višinske razrede posameznih pasov območja. Za boljšo primerjavo razlik je dodana tudi slika, ki prikazuje hipsografski prikaz stanja plazu meseca februarja. Slika 8-23: Hipsografski prikaz plazu z diskretno barvno lestvico - oktober Slika 8-24: Hipsografski prikaz plazu z diskretno barvno lestvico - februar

78 Mobilna enota za hitri zajem... zemeljskih plazov 78/85 Če model plazu, prikazan na sliki 3 razrežemo z vzporednimi horizontalnimi ravninami (ekvidistanca ravnin je 5 m) lahko izrišemo plastnice na območju, ki smo ga posneli (slika 8-25). Za boljšo primerjavo razlik je dodana tudi slika, ki prikazuje potek plastnic na plazu meseca februarja. Slika 8-25: Plastnice na zgornjem območju plazu Slano blato - oktober Slika 8-26: Plastnice na zgornjem območju plazu Slano blato - februar

79 Mobilna enota za hitri zajem... zemeljskih plazov 79/85 Na sliki 8-27 smo izdelali karto naklonov območja skeniranja na plazu Slano blato. Naklon predstavlja višinski kot med horizontalno ravnino in normalnim vektorjem v posamezni točki modela terena. Izražen je v stopinjah in zavzema vrednosti od 0º (horizontalno) do 90º (vertikalno). Za boljšo primerjavo je dodana slika naklonov na plazu Slano blato iz meseca februarja. Legenda na sliki prikazuje meje posameznih razredov pri čemer so enota kotne stopinje in velja za obe sliki naklonov. Slika 8-27: Prikaz naklonov terena - oktober Slika 8-28: Prikaz naklonov terena - februar

80 Mobilna enota za hitri zajem... zemeljskih plazov 80/85 Ker smo zgornji del območja plazu skenirali v dveh različnih časovnih trenutkih (februar in oktober 2007), lahko izvedemo tudi primerjavo teh dveh ploskev. Izračunali smo razliko, pri čemer je: zgornja ploskev stanje na plazu oktobra 2007 spodnja ploskev stanje na plazu februarja Rezultat je ploskev razlik prikazana na sliki Slika 8-29: Ploskev razlik (oktober-februar) Modra barva na sliki 8-29 prikazuje območja, kjer so razlike med ploskvama negativne. To pomeni, da je oktobrsko stanje na tem mestu nižje, kot je bilo stanje februarja. Kolikšne so vrednosti odstopanj, lahko preberemo iz legende, pri čemer je enota legende meter. Ostale (toplejše) barve pa prikazujejo območja, kjer so razlike med ploskvama pozitivne, kar pomeni, da je teren na teh mestih sedaj višji kot je bil meseca februarja.