3D-beeld van boven- en ondergrond
Fugro’s laserscanner en grondradar array

Door: Sonja van Poortvliet

Een stadscentrum op meerdere plekken openbreken. Een fabriek of industrieterrein voor langere tijd stilleggen omdat betrouwbare meetgegevens ontbreken. Een kostbare zaak. Bovendien zijn eventueel beschikbare tekeningen vaak niet erg nauwkeurig. Fugro Geospatial Services gebruikt de nieuwste technieken om zowel boven- als ondergronds metingen te verrichten. Zonder al te veel overlast, binnen een relatief kort tijdsbestek en met een zeer hoge precisie.

GPR Array scant de ondergrond. Credits: Bas Smits / Fugro N.V.

Zo op het eerste gezicht lijkt het wel een brede grasmaaier, maar niets is minder waar. We hebben hier van doen met de RIS MF HiMod Grondradar Array. Een hypermoderne grondradar van ongeveer vijftig kilogram. Naar eigen zeggen is Fugro wereldwijd de vijfde gebruiker van deze nieuwe serie arrays. Sinds december 2008 staat ‘ie in het rijtje van Fugro meetapparatuur, naast onder andere 3D-laserscanners en High Precision Total Stations.

Diepere penetratie
De Array biedt twee radars in één. De ene grondradar in lagere frequentieband (Fc=200 MHz) levert een diepere penetratie en detecteert grotere leidingen die dieper in de grond zijn gelegen. De andere radar werkt met hogere frequenties (Fc = 600 MHz) en detecteert de dunnere kabels en leidingen tot ongeveer anderhalve meter diep met hogere resolutie. In één meting zijn dus twee onderzoeken, die normaliter apart uitgevoerd worden, over ondergrondse leidingen en andere objecten te verkrijgen. De Grondradar Array kan met maximaal vier antenna systemen worden ingezet. In één beweging meet het in deze configuratie een pad op van 2 meter breed. In één dag is tot 5000 vierkante meter op te meten.

Bovenaanzicht Walstraat met ondergrondse infra en gebouw contouren

Het resultaat
De Array genereert een 3D-afbeelding van de onderzochte ondergrond. Het resultaat is een grid van individuele profielen van 50x50 cm. Binnen ieder profiel worden metingen per 2 centimeter gemaakt. De output is een geo-gerefereerd 3D CAD-bestand in combinatie met een Excel-tabel. Elke gedetecteerde leiding en/of kabel, inclusief grootte, met xyz-coordinaten, is er in dit tabel opgenomen. Overigens wordt er bij de totstandkoming van het oppervlaktemodel rekening mee gehouden dat het oppervlak niet vlak is. Er wordt dus niet alleen uitgegaan van NAP, maar er vindt correctie plaats door gebruik te maken van bijvoorbeel 3D-laserdata. Door deze werkwijze is de relatieve diepteligging van de leidingen en kabels exact te bepalen.

Laserscanner+grondradar array = 3D beeld van boven- en onder- grond

Cursus data-inwinning
De Grondradar Array is prijzig. De bijbehorende software ook. Een vierdaagse cursus data-inwinning is nodig om de meest ervaren landmeters in staat te stellen met dit type grondradar om te gaan. Om de eerste grondbeginselen te leren ondergaan de medewerkers van de dataverwerkingsafdeling een driedaagse cursus. Al het uitgevoerde werk wordt dan nog door meer ervaren collega’s onderworpen aan een kwaliteitscontrole. En dan is er nog het verhaal van de programmatuur die Fugro zelf geschreven heeft. Dit programma zorgt ervoor dat de resulterende CAD-tekening aan het lokale hoogtemodel gedrapeerd wordt en de lijst van gedetecteerde kabels en leidingen  met de coördinaten (RD en NAP) aangevuld wordt.  En dat allemaal automatisch. Om de implementatie van deze nieuwe dienst te realiseren, stelt Fugro 20 manjaar grondradar- en 30 manjaar CAD-ervaring beschikbaar. Al met al een hele investering in zowel equipment als personeel. Het apparaat moet dan ook wel een duidelijke meerwaarde opleveren. Dr. Vsevolod Kovalenko beaamt dit. De adviseur vertelt over twee projecten waarbij de Grondradar Array onlangs is ingezet: in het centrum van Sittard en op het terrein van een grote olieraffinaderij. Overigens is bij beide projecten ook de Leica HDS6000 gebruikt, de laserscanner waarmee Fugro talrijke metingen verricht binnen de architectuur en de industrie.

3D aanzicht van laser data Walstraat gekleurd in grijswaarde

Rustige gedeeltes
Bij Sittard ging het om het bepalen van een nieuw tracé voor de riolering. Kovalenko: “De aannemer heeft ons gevraagd om de leidingen en kabels te detecteren. Waar lagen de meest rustige gedeeltes? Dat was een belangrijk gegeven. Want juist die lokaties lenen zich het beste voor een nieuw tracé van rioleringsbuizen.” Dankzij de Grondradar Array is het hele pittoreske straatje (150 meter lang) in slechts 6 uur gescand met grondradar in twee richtingen en dan in twee frequentie banden. De ingewonnen data (circa 1300 profielen met een totale lengte van circa 20 kilometer) werden in het kantoor verwerkt en in en om het door de laserscanner opgebouwde hoogtemodel gedrapeerd. Naar verwachting zijn er maar twee controleproefsleuven nodig. Ter vergelijking: dit waren er volgens de opdrachtgever van Fugro-Inpark anders twaalf geweest. De Leica HDS6000 is ingezet voor het opmeten van de omgeving. Kovalenko: “Minimale verkeersoverlast, een kortere doorlooptijd en een veelheid aan nauwkeurige data: de voordelen zijn wat ons betreft duidelijk.”

3D aanzicht van laser data Walstraat gekleurd op basis van intensiteit 

Fabriek inscannen
Het project bij de olieraffinaderij is minstens zo interessant. Hierover vertelt project manager Erik Claassen. “Fugro-Inpark kreeg de vraag om één van de fabrieken van deze olieraffinaderij in te scannen. Vanwege milieuwetgeving en interne eisen moeten materialen vervangen worden. Aan de hand van de data die is ingewonnen met de Leica HDS6000 genereert het desbetreffende ingenieursbureau een sluitend ontwerp voor de benodigde aanpassingen.” Fugro-Inpark kwam zelf met het voorstel om ook de ondergrondse infrastructuur in kaart te brengen met behulp van de Grondradar Array. Daarmee werd ingestemd. Claassen: “Natuurlijk blijft het nodig om een paar proefsleuven te graven, maar de raffinaderij weet nu bijvoorbeeld dat er veel meer leidingen en kabels liggen dan vooraf werd aangenomen.”

www.fugro-nederland.nl