Amerykańskie cmentarze wojskowe zdigitalizowane dla uroczystej misji

Army Geospatial Center (AGC) zastosowało innowacje, aby pomóc odwiedzającym amerykańskie cmentarze wojskowe w odnalezieniu ich bliskich.

Tradycyjne metody pomiarowe GPS i digitalizacja map 3D zostały zintegrowane i zamontowane na plecaku specjalnie zbudowanym do zbierania danych w tym projekcie.

Interfejs internetowy, który działa jako front-end dla zebranych danych, zapewnia prosty interfejs dla odwiedzających, umożliwiający odnalezienie krewnych i dostęp do rozszerzonych informacji przechowywanych w bazie danych GIS.

Projekt pilotażowy dla uroczystej misji

Znalezienie konkretnego nagrobka na amerykańskim cmentarzu narodowym często wymaga obszernego i czasochłonnego przeglądania dokumentacji przez administratorów.

Aby pomóc odwiedzającym w łatwym odnalezieniu ich bliskich, Army Geospatial Center (AGC) we współpracy z Arlington National Cemetery (ANC) zakończyło projekt pilotażowy obejmujący cmentarze Corozal (Panama) i Normandia (Francja), które łącznie obejmują ponad 15 000 grobów.

Ten ogromny projekt łączy tradycyjne metody pomiarowe i nowoczesne technologie w celu stworzenia wirtualnych modeli obu cmentarzy.

Modele obejmują nie tylko ukształtowanie terenu i współrzędne GPS dla każdego nagrobka lub pomnika, ale także elementy takie jak drogi, chodniki, drzewa, krawężniki, rynny, pomniki i wiele innych konstrukcji stworzonych przez człowieka z szacowaną dokładnością 10 cm (3,9 cala).

Zdjęcia geo-lokalizowane przodu i tyłu każdego nagrobka, aby pomóc w identyfikacji, uzupełniły rozwiązanie do zbierania danych.

Zebrane dane zostały przetworzone i zintegrowane na laptopie ENFIRE. Dzięki tym innowacjom odwiedzający mogą uzyskać dostęp do danych cmentarnych, wyszukiwać bliskich lub znajdować ważne historycznie groby za pomocą kiosków w obiektach, w których działa program ANC Explorer.

Wirtualni odwiedzający mają identyczną funkcjonalność, korzystając z programu na swoim komputerze domowym lub urządzeniu mobilnym.

Metoda mobilnego mapowania oparta na plecaku

Aby w całości odwzorować cmentarze z maksymalną szczegółowością, Matthew R. Staley, naukowiec zajmujący się wsparciem inżynierii wojskowej i pomiarów w US Army Geospatial Center, opracował rozwiązanie mobilnego mapowania opartego na plecaku.

Wykorzystanie tego sprzętu minimalizuje koszty poprzez skrócenie czasu akwizycji danych i dostarczanie danych w formatach łatwych do zarządzania. Wykorzystuje narzędzia używane przez U.S. Military Survey Services o nazwach ENFIRE i GPS-S.

„Połączyłem LiDAR firmy Velodyne z Inercyjnym Systemem Nawigacyjnym (INS) Ellipse-D z wbudowanym RTK GPS firmy SBG Systems” wyjaśnia Matthew R. Staley.

Wybrał Ellipse-D ze względu na kompleksowe rozwiązanie GNSS i Inercyjne zamknięte w kompaktowym urządzeniu o niskim poborze mocy.

INS/GNSS zapewnia kompensację ruchu i georeferencjonowanie chmury punktów. Ponadto, w celu uzyskania maksymalnej dokładności, na cmentarzu zainstalowano stację bazową Real Time Kinematic (RTK). Dodatkowo, oprogramowanie Hypack efektywnie zarządzało wygenerowaną chmurą punktów.

Dostosowywanie Deklinacji Magnetycznej

Jednym z wyzwań była kalibracja magnetometru, na którą wpływa zawartość żelaza w danym miejscu. Zmiana deklinacji magnetycznej zależy od lokalizacji; w związku z tym wysyłka plecaka z USA do Francji zmieniła deklinację magnetyczną.

Amerykańska Narodowa Agencja Oceanograficzna i Atmosferyczna (NOAA) aktualizuje globalną mapę pola magnetycznego Ziemi co 5 lat.

Mapa ta może być wykorzystana, przy uwzględnieniu konkretnej lokalizacji i daty, do określenia deklinacji magnetycznej w danym miejscu.

SBG Systems osadza tę mapę w swoich inercyjnych systemach nawigacyjnych, umożliwiając automatyczne określanie True North heading przy użyciu magnetometrów.

Pomiary geodezyjne wokół drzew

Kolejnym wyzwaniem były pomiary w pobliżu określonych gatunków drzew, które w znacznym stopniu wpływają na odbiór sygnału satelitarnego. Pan Staley zmodyfikował procedurę zbierania danych, aby zrekompensować ten problem i kontynuuje badania nad sposobami dalszego ograniczenia wpływu roślinności na odbiór sygnału.

Dodatkowo, redukcja zasięgu LiDAR w celu uzyskania lepszej dokładności (+/- 5 cm ogółem) zostanie zbadana jako sposób na ograniczenie artefaktów odchylenia.

“Wkrótce przetestuję oprogramowanie do post-processingu Qinertia firmy SBG, które może pomóc w utrzymaniu wysokiej dokładności w każdych warunkach” dodaje Inżynier Wojskowy Stanów Zjednoczonych.

Oprogramowanie Post Processing Kinematic (PPK), takie jak Qinertia, zapewnia dostęp do korekt RTK offline i zwiększa wydajność systemów nawigacji inercyjnej poprzez przetwarzanie danych inercyjnych z surowymi obserwacjami GNSS przy użyciu obliczeń zwanych Forward-Backward-Merge.

Niedawno wydane oprogramowanie Qinertia zostało zaprojektowane jako intuicyjne i łatwe w użyciu, a niezależne testy wykazały, że jest to najszybsze oprogramowanie do post-processingu na rynku.

Co dalej?

Główną misją było zebranie danych dotyczących pochówków oraz potwierdzenie przydatności zestawów narzędzi ENFIRE, GPS-S i LiDAR do eksploatacji i zarządzania Cmentarzem Narodowym w Arlington.

Uświadomiono sobie możliwość audytu terenów, aktualizacji rejestrów i oceny konstrukcji z wykorzystaniem zebranych danych LiDAR.
Ponadto opracowano plany strategiczne, które poprawiły efektywność ich procesów biznesowych.

Po zakończeniu fazy pilotażowej Army Geospatial Center ściśle współpracuje z Cmentarzem Narodowym w Arlington i Amerykańską Komisją Pomników Bitewnych w celu oceny wyników i określenia strategii dla przyszłych ulepszeń i innowacji.

Początkowe wyniki dowiodły, że koszty zostały zminimalizowane w porównaniu do poprzednich działań. Ponadto wiele społeczności osiągnęło doskonały ogólny zwrot z inwestycji.