Лазерное сканирование (лидарная съемка) – самая прогрессивная технология в области геодезии. Она позволяет в несколько раз сократить время на топографическую съемку объектов, обеспечивает высокую точность и полностью облака точек, исключает влияние человеческого фактора. Работы можно производить ночью и в туман, когда классическая аэрофотосъемка невозможна. Облегчается съемка труднодоступных участков – лесов, городов, пойм рек и т.п.
Что такое лазерное сканирование
В процессе съемки излучатель последовательно испускает лазерный луч в разные точки местности или конструкции, а приемник ловит его отражение. За 1 секунду производится до 1.5 млн импульсов. При этом контроллер регистрирует такие параметры:
- вертикальные и горизонтальные углы излучения;
- расстояние до точки, отразившей луч (как в лазерном дальномере – по времени возвращения отраженного луча);
- интенсивность и частоту отраженного луча.
Первые 2 параметры позволяют определить координаты точек отражающей поверхности, последний – ее материал. Погрешность не превышает 6 мм на 100 м. В результате сканирования компьютер «видит» облако точек, которые складываются в трехмерную модель объекта съемки. Если сканер интегрирован с фотокамерой, система определит еще и цвета отражающих поверхностей – произведет колоризацию облака точек.
Помимо камеры сканер оснащают:
- системой записи данных и управления съемкой;
- тепловизором;
- датчиками инфракрасного и ультрафиолетового излучения (для уточнения данных).
Система сканирования включает в себя модуль памяти, синхронизированный с геодезическим GPS/ГЛОНАСС приемником. С его помощью осуществляется точное позиционирование отраженных импульсов.
Съемка производится автоматически, участие оператора БПЛА является минимальным. Из-за этого, в отличие от фотограмметрической обработки данных, набор инструментов постпроцессинга меньше. Применение данного метода дает следующие выгоды:
- полевые работы сокращаются на несколько порядков;
- точность съемки рельефа залесённых участков – 1(!) см;
- проектировщики получают колоссальный объем измерительной информации;
- определение провисов/подвесов ЛЭП, набор пикетов дорожное полотно-бордюр, люк-обечайка – в автоматическом режиме;
Перед проведением лидарной съемки на участке изысканий строят опорную геодезическую сеть – для точной привязки сканера и 3D-модели. Координаты пунктов определяют классическим методом, с использованием тахеометра и GPS-приборов.
Как любой измерительный инструмент, лазерный сканер нуждается в регулярной поверке и калибровке. Для этого используют специальный испытательный полигон с марками, координаты которых определены вручную.
Наземное лазерное сканирование (НЛС)
При НЛС сканер располагается на поверхности земли. Этот способ применяют для сканирования линейных объектов, фасадов, заводских территорий. Различают 2 подвида НЛС:
- стационарный метод;
- мобильный (МЛС).
В первом случае сканер располагают неподвижно на штативе. Современные LiDAR-системы не такие громоздкие, луч способен отражаться от поверхностей на несколько сотен метров. Наземные сканеры еще более точные, чем устройства на БПЛА. Произведя съемку, прибор переставляют и снова сканируют тот же участок. Смена ракурса позволяет избавиться от “мертвых зон”.
Стационарным методом сканируют не только территории, но и внутренние помещения зданий и сооружений, шахты, пещеры и т.д.
При проведении мобильного лазерного сканирования устройство размещают на транспортном средстве, например:
- автомобиле;
- железнодорожном локомотиве или дрезине;
- катере.
Чтобы с высокой точностью определять координаты точек в процессе съемки, нужно в каждый момент времени знать местоположение излучателя. Для этого сканер оснащают бесплатформенной инерциальной навигационной системой (БИНС) и приемником ГЛОНАСС-GPS. Это приводит к увеличению массы устройства: вес некоторых моделей достигает 200-300 кг.
Мобильное сканирование используют для топографической съемки автомобильных и железных дорог, морского или речного побережья, территорий вдоль, тоннелей и заводов с высокой плотностью коммуникаций
Воздушное лазерное сканирование (ВЛС)
Для ВЛС сканер размещают на борту летательного аппарата – самолета, вертолета, или беспилотных аналогов. Данным методом производят съемку больших территорий. По сравнению с аэрофотосъемкой ВЛС имеет следующие преимущества:
- более высокие точность и скорость выполнения работ;
- быстрое получение массива цифровых данных, готовых к автоматизированной обработке (построению чертежей, топопланов, профилей и т.п.);
- возможность сканировать рельеф даже под густым лесным массивом.
Средняя точность ВЛС в плане составляет 3 см, максимальная – 0.5 см.
Съемку больших районов ведут с самолета или вертолета. Для этих целей используют мощные сканирующие системы весом до 250 кг. Машина поднимается на высоту около 500 м, что позволяет сканировать полосу шириной 1-2 км. За смену можно обработать территорию площадью до 300 кв.км.
Для лидарной съемки сравнительно небольших участков земной поверхности используют беспилотники самолетного и вертолетного типа (коптеры). Задействуют менее мощные и потому более легкие сканеры весом 1,5-3 кг. Аппарат поднимают на высоту 80-160 м, за один рабочий день можно отснять территорию в несколько тысяч гектар. Это достигается путем установки LiDAR на конвертоплан – беспилотный самолет с вертикальным взлетом и посадкой.
По сравнению с самолетом и вертолетом беспилотник имеет следующие преимущества:
- низкие эксплуатационные расходы (это положительно сказывается на стоимости изысканий);
- высокую маневренность;
- относительно простое управление;
- низкую стоимость доставки к месту проведения работ;
- возможность применения в условиях отсутствия взлетной полосы, аэродрома, ночью и в любую погоду;
Дрон можно перевести в режим автоматического барражирования. Местоположение аппарата определяется с помощью приемника ГЛОНАСС-GPS.
Лазерное сканирование в строительстве
Лидарная съемка активно применяется на всех этапах возведения объекта. На стадии проектирования с ее помощью проводят инженерно-геодезические изыскания в районе предполагаемого строительства, вычисляют объемы земляных работ и т.д. В процессе возведения лазерным сканером проводят исполнительную съемку – проверяют наличие отклонений от проектных решений. Готовое здание или сооружение сканируют снаружи и внутри для контроля его состояния и создания 3D-модели, без которой невозможна полноценная реализация BIM-технологии. Также трехмерные модели архитектурных объектов позволяют корректировать план точечной застройки, с тем чтобы максимально сохранить исторический облик города.
Для целого ряда работ требуется фасадная съемка, например:
- проектирования навесного фасада и других внешних конструкций;
- реконструкции здания со сложными архитектурными формами;;
- разработки проектно-сметной документации по отделке фасада.
Лазерное сканирование позволяет получить точную цифровую модель фасада в кратчайшие сроки.
Компания «Сервис Гео» располагает современным оборудованием для проведения лазерного сканирования – сканирующей системой АГМ-МС3, Prin. У нас имеется парк беспилотных летательных аппаратов различной грузоподъемности. Имеется опыт согласования полетов на больших объектах в Джалал-Абадской и Чуйской областях.
Другие наши преимущества:
- огромный опыт в изысканиях и сканировании на территории РФ;
- LiDAR-системы в собственности нашей организации;
- работа с компаниями и государственными структурами в республике Кыргызстан;
Для оформления заявки или уточнения информации закажите на сайте обратный звонок. Наш менеджер свяжется с вами и предоставит бесплатную консультацию.
