This article is available in three languages, so make sure to choose your preferred language on the right.

2024 is een lustrum jaar voor mij. En dan heb ik het niet over de 70e verjaardag van mijn favoriete auto en gitaar. Nee hoor, dit jaar is het

• 30 jaar sinds mijn eerste baan
• 25 jaar sinds ik ben begonnen met de studie geodesie en geoinformatica aan de universiteit van Stuttgart
• 20 jaar sinds ik als Diplom-Ingenieur ben afgestudeerd en als promovendus aan de TU Delft ben begonnen
• 15 jaar sinds ik succesvol mijn proefschrift verdedigd heb en de academische wereld heb verlaten om mijn geluk in de echte wereld te beproeven
• 10 jaar sinds ik de veiligheid van een groot bedrijf heb verlaten om onderdeel te worden van een kleine start-up, een zet die mij uiteindelijk zou leiden tot waar ik nu beroepsmatig ben

Een heleboel jubilea, waarbij de 25 jaar geodesie datgene is wat de grootste invloed op mijn toekomst heeft gehad. Een mooi moment dus om niet alleen 25 jaar terug te kijken, maar ook om vooruit te kijken.

Geodesie en landmeten 25 jaar geleden

De eeuwwisseling was een spannende periode voor de geodesie en landmeetkunde. Een aantal technische ontwikkelingen werden volwassen en leidden tot een grote transformatie van de landmeetkundige wereld.

GPS wordt volwassen

GPS heeft een lange geschiedenis die teruggaat tot de jaren 70. Een beperkte satellietconstellatie is in 1992 in de eerste Golfoorlog door Amerikaanse troepen gebruikt, en het gebruik voor landmeten begon ook in die tijd, maar het was in de jaren 90 nog zeker geen mainstream. Tijdens mijn stage bij het kadaster van Baden-Württemberg in het jaar 2000 was er een enkele RTK-GPS set voor de hele deelstaat. Doordat er nog geen commerciële referentiediensten waren had je voor RTK-GPS altijd twee ontvangers met een radioverbinding nodig. In het geval van het Leica System 500 GPS systeem dad we aan de universiteit hadden bestond een ontvanger uit een antenne, een bedieningsunit met display en knoppen en de ontvanger zelf, die meestal vanwege het formaat en gewicht in een rugzak werd gedragen.

Een sleutelmoment voor het burgergebruik van GPS was het uitzetten van Selective Availability in 2000, waardoor de nauwkeurigheid naar ongeveer 1m ging en GPS-gebaseerde voertuignavigatie mogelijk werd. Voor landmeetkundig gebruik kwam de doorbraak met kleinere en goedkopere geïntegreerde ontvangers en de beschikbaarheid van landsdekkende referentienetwerken, waarmee een ontvanger via een GSM modem kon verbinden en dus de noodzaak voor twee ontvangers voor RTK gebruik verdween.

GPS en zijn concurrenten hebben een grote invloed op de landmeetkunde en geodesie gehad, niet altijd positief. Wij kunnen nu nauwkeurige metingen over lange afstanden doen die voorheen onmogelijk waren, maar de beschikbaarheid van een nauwkeurige coördinaat met de druk van een knop heeft ook tot een “verdomming” van het landmeten geleid, en is de kennis van geodetische principes minder belangrijk dan in het verleden.

De opkomst van de robottachymeter

De introductie van de tachymeter in de jaren 70, een combinatie van theodoliet en elektronische afstandsmeter, heeft het landmeten getransformeerd. Opeens was het mogelijk om met een enkele meting 3D coördinaten te verkrijgen. De volgende stap was de gemotoriseerde robottachymeter die autonom prisma’s kon vinden en meten. Hierdoor werd automatische monitoring en zelfs het volgen van bewegende prisma’s mogelijk, alhoewel de Leica TCA1800 en TCA2003 tachymeters die wij op de universiteit gebruikten eigenlijk zo traag waren dat het onmogelijk was om dit productief in te zetten. Dit veranderde met de komst van de Leica TPS1200 en Trimble S6 tachymeters, die veel sneller waren (vooral de Trimble) en ingebouwde radio’s hadden. Tijdens mijn stage bestond een landmeetteam uit twee of soms zelfs drie personen, maar een paar jaar later was de solo landmeter met robottachymeter en GPS ontvanger de norm.

Een andere ontwikkeling in deze tijd was de introductie van tachymeters die reflectorloos (dus zonder prisma) konden meten, een feature die nu standaard is. De tachymeters van vandaag verschillen nauwelijks van die van 20 jaar geleden.

Digitale fotografie maakt zijn intrede

Ik kwam voor het eerst in 1999 met digitale fotografie in aanraking, toen een van mijn pelotonmaten voor heel veel geld een digitale Canon camera kocht die waarschijnlijk 1,3 Megapixel resolutie had. Tijdens mijn studie waren filmcamera’s nog steeds de norm voor voor luchtbeeldfotografie en fotogrammetrie gezien het in eerste instantie een uitdaging bleek om camera’s met de resolutie voor luchtfotografie te maken. De twee grootste concurrenten waren in die tijd de Z/I Imaging DMC en de Leica ADS40. De eerste gebruikte meerdere rechthoekige sensoren, de tweede lijncamera’s. Het DMC concept bleek uiteindelijk datgene wat vandaag de dag nog steeds gebruikt wordt, maar Z/I Imaging bestaat niet meer.

Digitale fotogrammetrie heeft een grote impact gehad. In het filmtijdperk moest je dure film kopen, ontwikkelen en daarna scannen voor digitale verwerking. Met digitale camera’s verdwenen de tussenstappen en werd fotografie feitelijk gratis, op de kosten voor het in de lucht krijgen van de camera en de dataverwerking na. Photogrammetrie is nu alomtegenwoordig in de landmeetkunde, vanuit vliegtuigen, drones, auto’s of zelfs vanuit de hand voor detailmetingen bijv. van cultureel erfgoed.

Hier komt de laserscanner

Net als bij GPS en de tachymeter gaan de begindagen van de laserscanner terug naar de jaren 70, maar grootschalig gebruik duurde veel langer. Wij krijgen in 2003 de eerste demonstratie aan de universiteit. Leica had net Cyra Technologies gekocht en hun scanner was, vergeleken met die vandaag, veel trager met een zeer krappe openingshoek. De dataverwerking met Cyclone (Leica gebruikt deze naam nog steeds voor hun scansoftware) was traag en vereiste veel handmatige handelingen, en ik werd uitgelachen toen ik zei dat dit toch allemaal geautomatiseerd moest worden. Daar hebben we toch wat voortgang geboekt in de afgelopen 20 jaar… Laserscanners zijn nog steeds duur, desondanks is laserscanning bijna net zo alomtegenwoordig als de andere meettechnieken die hier genoemd worden, dankzij vooruitgang van zowel hardware als ook software.

Cyrax 2500. Bron: VIMAC

Een blik vooruit

Een blik terug is leuk omwille de nostalgie, maar wat staat ons geodeten in de toekomst te wachten? Hier zijn een aantal dingen die ik kon bedenken.

De 3Dficatie van alles

Ik heb geschreven dat een tachymeter 3D coördinaten kan leveren, maar in ieder geval in het kadastrale en overheidswerk werd dit eigenlijk niet gebruikt. Planimetrie en hoogte waren aparte dingen, soms zelfs letterlijk. Zo wordt in Nederland het 2D coördinatenstelsel door het Kadaster beheert, het hoogtestelsel door Rijkswaterstaat. Zelfs een intrinsieke 3D meettechniek zoals GPS wordt vaak alleen voor het verkrijgen van planimetrische coördinaten gebruikt.

Gelukkig wordt in de laatste jaren de meerwaarde van 3D duidelijk. Dit komt gedeeltelijk door vooruitgang op het gebied van software. Game engines en technieken zoals WebGL hebben het vergemakkelijkt om 3D data te visualiseren en te gebruiken. Gecombineerd met laserscanning en fotogrammetrie als meettechnieken ga ik ervan uit dat 3D in toekomst alleen maar toe zal nemen in gebruik en betekenis.

Mobile Mapping is overal

25 jaar geleden was Mobile Mapping grotendeels beperkt tot fotogrammetrie vanuit de lucht gezien er geen meet- en plaatsbepalingssystemen waren die geschikt waren voor het gebruik op een voertuig. Dankzij relatief betaalbare GNSS/INS plaatsbepalingssystemen, laserscanning, digitale fotogrammetrie en technieken zoals SfM (Structure from Motion) en SLAM (Simultaneous Localization and Mapping) kan Mobile Mapping nu op elke schaal ingezet worden, van een persoon die een object met een smartphone “scant” via persoongebonden meetsystemen die ook binnen gebruikt kunnen worden, drones en voertuigen tot aan vliegtuigen. De uitdaging is niet langer het inwinnen van de data, maar a) het borgen van de kwaliteit en b) de extractie van nuttige informatie. Desalniettemin verwacht ik dat traditionele puntgebaseerde meettechnieken minder belangrijk zullen worden, behalve in werkgebieden met hoge nauwkeurigheidseisen.

Cloud vs. Edge Computing

Cloud Computing was 15 jaar geleden een buzzword, maar is nu heel normaal, alhoewel er zeker een stukje waarheid zit in de uitspraak dat de Cloud ook maar de computer van iemand anders is. De Cloud biedt voordelen vooral op het gebied van schaalbaarheid vergeleken met een traditionele on-premise oplossing. Maar Cloud Computing is niet het antwoord op alles, waarbij de grootste problemen in mijn ogen a) de uitdaging om de grote hoeveelheden data die door moderne meetsystemen verkregen worden naar de Cloud te brengen en b) de kosten voor langdurig gebruik zijn, die vaak aanzienlijk hoger zijn dan bij een on-premise oplossing.

Aan de andere kant hebben we Edge Computing, wat feitelijk betekent dat sensordata op een computer verwerkt wordt die direct aan de sensor aangesloten is, waardoor de hoeveelheid data die verplaatst en later verwerkt moet worden aanzienlijk wordt verminderd. We zien de eerste stappen hiervan binnen Mobile Mapping, zoals bijv. het anonimiseren van foto’s tijdens de inwinning, en in mijn ogen is dit een belangrijke ontwikkeling om de steeds grotere hoeveelheden data aan te kunnen.

AI

Tenzij je onder een rots leeft zul je hebben meegekregen dat AI/kunstmatige intelligente op dit moment veel aandacht trekt. De media focust daarbij vooral op Generative AI, dus kunstmatige neurale netwerken die nieuwe dingen zoals tekst, afbeeldingen en zelfs video’s kunnen genereren. Maar AI/Deep Learning en Machine Learning hebben in het algemeen een belangrijke rol in de dataverwerking, of het nou om de classificatie van puntenwolken, objectherkenning of NeRFs (neural radiance fields) die een compact beschrijving van een 3D scene leveren gaat. Explainability (het kunnen uitleggen waarom een AI tot een bepaald resultaat komt) en training bias blijven problemen, net als de kosten voor de berekeningen. Het is op dit moment nog moeilijk om in te schatten wat uiteindelijk de totale impact van AI zal zijn.

Alles is met elkaar verbonden

Dit geldt niet alleen voor de vier bovengenoemde onderwerpen, waarbij mogelijk een AI algoritme Cloud of Edge computing gebruikt om Mobile Mapping data tot een 3D product te verwerken, maar voor alles. Onze hardware, onze software, zelfs onze levens zijn tegenwoordig via netwerken verbinden en zouden zonder niet werken. Ondanks dat het bijna onmogelijk is om alle ontwikkelingen te volgen ligt de kracht in de combinatie van verschillende technieken. Daarom hebben we zowel de specialisten nodig die de steeds complexere systemen begrijpen als ook de generalisten die het grotere plaatje zien. Ik werk graag in het heden, maar ik ben ook blij dat ik de geodesie van 25 jaar geleden heb meegemaakt.