Me enfrenté al mismo problema: querer subir a la terraza de mi patio trasero inclinado para que sea más útil. Necesitaba saber dónde hacer las divisiones de la terraza para evitar tener que quitar o agregar tierra del sitio, y saber cuántos bloques comprar. Esto es lo que hice:
Resumen del método:
- Recopile la topografía en coordenadas esféricas en relación con las lecturas de la brújula y el nivel gravitacional utilizando tantos orígenes como sea necesario para examinar el área de interés.
- En Excel, convertir a coordenadas cartesianas
- Traducir múltiples conjuntos de datos a un marco de referencia común
- Ordenar los datos de menor a mayor Z
- Trace los datos en varias series de acuerdo con la resolución de línea de contorno deseada
- Use líneas de tendencia para completar las líneas de contorno, o dibuje a mano.
Resultados:
El costo era cero ya que tenía la cinta láser, el teléfono y el trípode. Una cinta láser cuesta entre $ 50 y $ 150 dependiendo de la distancia y las características sofisticadas. La mía fue de $ 100.
Precisión: Parece aproximadamente 6 "en función del ruido de los datos. Pero, sinceramente, no trabajé muy duro para tener cuidado, ya que no quería tomarme mucho tiempo si el proceso tuviera algún problema imprevisto. No lo hice. incluso ceñí el láser y el teléfono al Masonite. Estaban bastante flojos. El origen del láser no estaba centrado en el centro de rotación del trípode, lo que contribuye al error. No siempre golpeó el suelo con el láser debido a la hierba larga. , y hojas y algunos arbustos. En cuanto a la precisión de Android, no estoy seguro, pero sería fácil hacer algunas pruebas para descubrirlo, ya que todo lo que nos importa es la precisión relativa local. Es decir, si mi teléfono está apagado a las 10 grados, no me importa, siempre y cuando un grado de diferencia en la orientación se lea como un grado de diferencia de lectura.
Tiempo: aproximadamente 2 horas para recopilar 200 puntos de datos de tres ubicaciones.
El área cubierta tenía aproximadamente 60 pies de ancho por 20 pies de profundidad con una variación az de aproximadamente 8 pies.
Detalles:
Recoge los datos. Utilicé un trípode de cámara barato que tenía inclinación y desplazamiento, una cinta láser de Bosch y mi teléfono inteligente Android con una aplicación de nivel de brújula instalada. Utilicé un trozo de Masonite para hacer una plataforma para unirlo al trípode, y aseguré el teléfono y la cinta láser al Masonite con bridas. Desplácese e incline hacia afuera, registrando el rumbo y la inclinación de la brújula desde el teléfono y la distancia de la cinta láser en una hoja de cálculo de Excel. Incluí un punto de referencia bastante pequeño (también conocido como inequívoco) en el conjunto de datos que pude ver desde la siguiente ubicación a la que estaba moviendo mi trípode. Repita varias veces para dar la vuelta al patio. (No necesita usar el mismo punto de referencia original, solo necesita un punto de referencia entre las posiciones de recopilación de datos adyacentes).
En Excel, convierta los datos de coordenadas esféricas, que es lo que tiene cuando recolecta ángulos de panorámica o brújula, ángulo de inclinación y distancia desde el punto de recolección, a coordenadas cartesianas o (x, y, z). (Fórmulas simples disponibles en línea para la conversión).
Traducir a un marco de referencia común. Cada vez que movía mi trípode, recolectaba un nuevo conjunto de datos que tenía su propio origen y, por supuesto, solo quiero uno. Convenientemente, los encabezados y la inclinación de la brújula son absolutos, es decir, no cambian cuando muevo el trípode. Eso significa que todos mis conjuntos de datos comparten marcos de referencia comunes de panorámica e inclinación, por lo que mis datos solo tienen que traducirse, ¡no se requiere una multiplicación de matriz! Todo lo que tenía que hacer era tomar la diferencia en x, y y z entre los conjuntos de datos, para mi punto de referencia inequívoco, y agregar esa diferencia a todas las coordenadas en el conjunto secundario para traducirla al conjunto de datos primario. Realice esta traducción tantas veces como sea necesario para mover el último conjunto de datos al siguiente al último, luego al siguiente, etc. y finalmente al conjunto primario. Ahora todos los datos están en un marco de referencia común.
Use la función Ordenar para reorganizar los datos por valores z, de menor a mayor.
Use el gráfico de diagrama de dispersión para trazar los datos x, y en una serie de gráficos basados en rangos z. Por ejemplo, agrupe todos los datos con z entre 0 y 1 pie, 1 a 2, etc. y grábelos en el mismo gráfico. Cada trama representa un isocontour (hay una mejor palabra para eso, ¿verdad?).
Use la función de línea de tendencia para dibujar líneas de contorno a través de los conjuntos de datos. Utilicé la función de polígono de sexto grado para dibujar la línea que podría no ser lo suficientemente ágil para muchos conjuntos de datos.
Nueva información##
Investigué un poco sobre otros métodos para crear mapas topográficos de mi patio. El método clásico es utilizar un teodolito, postes, una cinta y plomadas. El teodolito es solo un telescopio que registra la inclinación y la panorámica (cabeceo y guiñada si lo desea) con mucha precisión. Hoy en día, las personas usan estaciones de totalización que miden el tono y la guiñada, y la distancia de una vez, que son coordenadas esféricas, de las cuales se obtienen coordenadas 3D después de un poco de aritmética. Eso es exactamente lo que estoy haciendo con mi cinta láser y mi teléfono. He añadido una foto de la configuración.
Creo que la mejor precisión que puede esperar con esta configuración débil del orden de unas pocas pulgadas. Los problemas son principalmente dos.
- Errores de brújula.
- Alineamientos y rigidez.
La cinta láser es bastante buena, fracciones de una pulgada, y la medición del tono es bastante buena, 0,1 grados más o menos. La brújula es bastante mala. El sensor en el teléfono se mueve bastante rápido y es fácilmente perturbado por cualquier metal ferroso o electrónica, por lo tanto, la separación de aproximadamente 12 "entre el teléfono y la cinta láser. Desafortunadamente, la separación hizo que mi configuración fuera bastante endeble.
Pero sí me da una imagen útil de mi patio trasero.
Estos datos fueron recolectados en la oscuridad, lloviendo, y el teléfono estaba justo al lado de la cinta láser. Podría mejorarse enormemente usando el teléfono solo para tono, y agregando una mejor brújula y una plataforma más estriada y haciendo algunas alineaciones rápidas entre el láser y el eje de inclinación del trípode.
Realicé varias pruebas de precisión más seleccionando algunos puntos alrededor de mi patio y dentro de mi casa donde podía calcular las posiciones de los puntos y las distancias de separación con mi configuración, y luego compararlos con las mediciones directas con cinta láser.
Con el teléfono, la cinta láser y el trípode de cámara, con un soporte más rígido para el láser y el teléfono, y con el láser alineado con el eje de inclinación en el trípode, parece que podría obtener aproximadamente +/- 8 "en el plano horizontal, y +/- 1 ”verticalmente a 20 '.
Cambie la brújula del teléfono por un transportador y los errores se reducen a +/- 1 "en 3D. Usé el nivel de visión de un carpintero como mi transportador que lee en grados.
Rompió y compró un teodolito usado ($ 260) y los errores se redujeron a aproximadamente +/- 3/8 ”en 3D. Y esto lo atribuiría al hecho de que sostenía la cinta láser con la mano sobre el teodolito, tratando de colocar la parte posterior de la cinta en el centro de rotación del espectador y señalar el punto que estaba mirando a través del espectador.
Si me preguntaras cómo crear un mapa topográfico de tu jardín, te sugiero la cinta láser, el teléfono inteligente y el nivel de carpintero, uno que te permita inclinar, guiñar y leer ángulos. Los niveles de tránsito están dando paso a los niveles láser para que pueda obtenerlos en eBay por menos de $ 100.