Fallstudie: 51 000 m³ kartlagt med drönare - Volymberäkning

Hur mäter man exakt volymen av 21 olika materialhögar på en återvinningsanläggning? Traditionella mätmetoder stöter snabbt på praktiska begränsningar när högarna varierar från 40 m³ till nästan 20 000 m³ och materialen sträcker sig från flis till bergkross. Drönarkartläggning och fotogrammetri erbjuder en effektiv, exakt och säker lösning.

BILD: Ortomosaikkarta över återvinningsområdet från ovan med flera materialhögar synliga

Utmaningen: Årlig inventering av 21 materialhögar

Återvinnings- och avfallshanteringsanläggningar har ett kontinuerligt behov av att veta materialkvantiteter exakt. Inventering är en kritisk del av verksamhetsplanering, ekonomisk rapportering och hantering av kundbeställningar. I detta projekt bestod uppgiften av att genomföra den årliga inventeringen för 21 materialhögar med en sammanlagd volym på över 51 000 kubikmeter.    Materialen var mycket varierande – från träbaserade material som ris och flis till olika typer av byggmaterialkross: betongkross, bergkross, asfaltkross och tegelkross. Högarnas storlekar varierade kraftigt, där den minsta högen var cirka 42 m³ och den största nästan 19 100 m³. 

Traditionella mätmetoders begränsningar

Att bestämma volymen av materialhögar med traditionella metoder är utmanande och ofta oprecist:    

RTK GNSS-mätning på högar

Realtids kinematisk GNSS-mätning (RTK) är en precis metod för många tillämpningar, men vid materialhögar stöter den på praktiska problem:    

• Säkerhetsrisker: Mätaren måste klättra på de höga högarna, vilket kan vara farligt särskilt på lösa eller instabila material som flisar eller stubbar
• Ojämna ytor: Materialhögar är ofta oregelbundet formade med spruckna ytor, vilket gör det svårt att skapa ett jämnt mätnät
• Tidskrävande: Att mäta 21 högar individuellt skulle ta många timmar
• Begränsat antal punkter: I praktiken kan endast ett begränsat antal punkter mätas, vilket minskar volymberäkningens noggrannhet

Uppskattning och beräkningsmetoder

Traditionellt har högarnas volymer uppskattats visuellt eller med enkla geometriska beräkningar. Dessa metoder är:    

• Mycket oprecisa, felmarginalerna kan vara 20-30% eller mer
• Subjektiva och beroende av utförarens erfarenhet
• Producerar inte dokumenterbara och verifierbara resultat

Lösningen: Drönarkartläggning och fotogrammetri

Drönarbaserad fotogrammetri erbjuder en modern lösning för volymberäkning av materialhögar. Metoden kombinerar precision, effektivitet och säkerhet.

Hur fungerar fotogrammetri?

Fotogrammetri är en teknik där en exakt tredimensionell modell av ett objekt skapas genom att analysera geometrin hos flera överlappande bilder. Processen består av följande steg:    

1. Flyguppdrag: Drönaren flyger en förplanerad rutt och tar hundratals bilder av området. Bildöverlappningen är typiskt 70-80% i båda riktningarna.
2. Georeferering: RTK/PPK GPS-teknik möjliggör centimeternoggrannhet för bildernas positioner. Dessutom används markbaserade kontrollpunkter (checkpoints) för att validera resultaten.
3. Bildpunktsmatchning: Fotogrammetriprogramvaran identifierar automatiskt samma punkter i olika bilder och beräknar deras 3D-positioner.
4. 3D-modellgenerering: Programvaran skapar en detaljerad tredimensionell ytmodell (3D mesh) av hela området.
5. Volymberäkning: När högens basnivå och ytans 3D-geometri är kända kan volymen beräknas automatiskt med hög precision.

Projektgenomförande

Återvinningsområdets inventeringsprojekt omfattade 21 materialhögar med en total volym på 51 448,2 m³. Alla högar dokumenterades under ett enda flyguppdrag, vilket visar metodens effektivitet.    

Materialsystem och uppmätta volymer

Teknisk precision och tillförlitlighet

Den fotogrammetriska mätningens noggrannhet beror på flera faktorer: flyghöjd, kamerakvalitet, bildöverlappning, georefereringsmetod och objektets ytegenskaper.    

Centimeternoggrannhet i positionering

Kombinationen av RTK/PPK GPS-teknik och markkontrollpunkter möjliggör centimeternoggrannhet i positionering för 3D-modellen. Detta betyder att varje punkt i modellen typiskt har en positionsnoggrannhet på 1-3 cm.    

Volymnoggrannhet för olika material

Volymberäkningens noggrannhet varierar något beroende på materialtyp:    

Kompakt kross och byggmaterial

Betongkross, bergkross, asfaltkross och tegelkross bildar en kompakt, tydlig yta. För dessa material är volymnoggrannheten typiskt ±1-2%. Detta är betydligt mer exakt än någon traditionell mätmetod.    

Löst träbaserat material

Ris, flis, stubbar och annat träbaserat material är strukturellt luftigt och oregelbundet. Fotogrammetrin mäter exakt ytgeometrin, som inkluderar luftgapen mellan materialet. Detta är just den information kunden behöver – det fysiska utrymme högen upptar. När material säljs eller flyttas är denna "bulkvolym" (bulk volume) det praktiskt relevanta måttet.

Jämfört med uppskattning eller beräkningsmetoder erbjuder fotogrammetrisk mätning ett reproducerbart, objektivt och dokumenterat resultat vars noggrannhet tydligt kan definieras. 

Centrala fördelar i praktiken

1. Genomförbarhet

Drönarbaserad mätning gör möjligt det som med traditionella metoder skulle vara mycket svårt eller praktiskt omöjligt. En omfattande, exakt mätning av 21 högar kan utföras på en dag utan att arbetare behöver klättra på högarna.    

2. Säkerhet

Arbetssäkerheten förbättras avsevärt när mätare inte behöver gå upp på högarna. Särskilt lösa flishögar och höga fasta högar kan vara farliga att klättra på.    

3. Effektivitet

Under ett enda flyguppdrag erhålls omfattande dokumentation av hela området. Med traditionella mätmetoder skulle samma arbete ta flera dagar och kräva flera arbetare.    

4. Omfattande dokumentation

Utöver enbart volymsiffror erhålls:    

• 3D-modeller: Varje hög kan granskas som en tredimensionell modell, mäta avstånd och höjdskillnader
• Ortomosaikkarta: En exakt, geometriskt korrigerad flygbild av hela området som fungerar som visuell dokumentation och hjälper vid materialidentifiering
• Jämförelsematerial: Upprepad årlig mätning producerar jämförbar data som visar materialflöden och lagerförändringar
• Rapporter: Detaljerade volymrapporter som kan integreras i företagets lagerhantering- och rapporteringssystem

5. Precision och tillförlitlighet

Centimeternoggrannhet i positionering och 1-2% volymnoggrannhet för kompakta material överträffar klart traditionella metoders noggrannhet. Detta stöder ekonomisk rapportering, lagerhantering och planering av kundleveranser.    

Levererbara produkter

Vid projektets avslut erhåller kunden:    

• Volymrapport: Excel- eller PDF-formaterad rapport med varje högs volym, material och position
• 3D-modeller: Hela områdets 3D-ytmodell samt individuella högarnas modeller, som kan granskas via webbläsare eller specialprogram
• Ortomosaikkarta: Högupplöst geometriskt korrekt flygbild av hela området i GeoTIFF-format
• Rådata: Vid behov bilder och processerat punktmoln för kundens eget bruk

För vem passar tjänsten?

Drönarbaserad volymberäkning av materialhögar är en värdefull lösning för många branscher:    

Återvinnings- och avfallshanteringsanläggningar

Årlig eller regelbunden inventering säkerställer exakt lageruppföljning och stöder ekonomisk rapportering. Spårning av materialkvantiteter hjälper till att optimera lagernivåer och utrymmesanvändning.    

Byggmaterialleverantörer

Exakt kunskap om lagerläget för kross, sand, grus och andra byggmaterial möjliggör tillförlitlig leveranssäkerhet och effektiv orderhantering.    

Byggarbetsplatser

I massförflyttningsarbeten spårning av jordmaterial och deponeringsmaterial under projektets gång. Dokumentation kan även stödja anbudskalkylering och revision.    

Gruvor och stenbrott

Uppföljning av produkt- och avfallslager, dokumentation och rapportering av produktionsvolymer.    

Skogsindustri

Mätning av högar med flis, bark, sågspån och andra träbaserade produkter vid mottagningsterminal och lager.    

Sammanfattning

Denna fallstudie visar hur drönarbaserad fotogrammetri löser en praktisk utmaning där traditionella metoder inte är effektiva eller ens genomförbara. När 21 varierade materialhögar – med en sammanlagd volym på över 51 000 kubikmeter – skulle inventeras exakt, erbjöd drönarfotografering den enda logiska lösningen.

Metodens centrala fördelar är tydliga: centimeternoggrannhet i mätning, säker genomförande utan klättring på högar, snabb process under ett flyguppdrag, och omfattande dokumentation som ger värde år efter år.

För återvinnings- och avfallshanteringsanläggningar, byggmaterialleverantörer och byggarbetsplatser är drönarbaserad volymberäkning en investering som betalar sig själv genom bättre lagerhantering, mer tillförlitlig rapportering och effektivare verksamhet.

Intresserad?

Droneca erbjuder professionella drönaretjänster för volymberäkning av material och andra mätbehov i Finland. Vi hjälper företag att utnyttja de möjligheter som drönarfotografering och fotogrammetri erbjuder i praktisk affärsverksamhet.

Kontakta oss för att få ett skräddarsytt anbud för ditt projekt eller boka en kostnadsfri demo där vi visar hur tjänsten fungerar i praktiken.