Лазерное сканирование в геодезии

Применение технологии лазерного сканирования для комплексных инженерных изысканий

Лазерное сканирование - самый быстрый, точный и объективный метод геодезической съёмки на сегодняшний день. В основе лазерного сканирования лежит метод измерения расстояний лазером (Lidar), если современные цифровые тахеометры используют лазер для измерения расстояния и угла на определённые объекты выбираемые геодезистом, то при использовании лазерного сканирования производится съёмка полной картины действительности, тем самым невозможно пропустить ни одного объекта съёмки.
Скорость лазерного сканирования превышает 1 млн. измерений в секунду (1 Mhz), при этом точность лазерного сканирования достигает несколькких мм, всё зависит от расстояния до объекта съёмки и используемого оборудования.
Мы гордимся тем, что одними из первых в России стали применять технологии лазерного сканирования для геодезической съёмки. Наш опыт работ по лазерному сканированию и моделированию берёт своё начало в 2006 году. С каждым годом наш профессионализм, опыт и качество готового материала растёт по экспаненте. Сегодня для нас уже не существует не выполнимых задач в области лазерного сканирования и моделирования.

Применение лазерного сканировния

За последние 10 лет (2006-2016 гг.) мы успешно применили технологии лазерного сканирования для:

• лазерное сканирование для создания цифровых топографических карт и планов;
• лазерное сканирование и моделирование на железной дороге;
• лазерное сканирование автомобильных дорог и объектов ОДХ;
• лазерное сканирование мостов, тонелей и развязок для ремонта и проектирования;
• лазерное сканирование ЛЭП, ТЭЦ, ГЭС и подстанций;
• лазерное сканирование и моделирование городской инфраструктуры;
• лазерное сканирование фасадов - фасадная съёмка и обмеры;
• лазерное сканирование объектов ТЭК любой сложности (площадные и линейные объекты);
• лазерное сканирование объектов архитектуры и объектов культурного наследия;
• лазерное сканирование рекреационных объектов, моделирование и проектирование;
• ларерное сканирование месторождений, карьеров, шахт;
• лазерное сканирование для исполнительной съёмки;
• лазерное сканирование лесных массивов, подерёвная съёмка
• лазерное сканирование для трёхмерного проектирования;

Результат обработки лазерного сканирования - твердотельная трёхмерная модель жележнодрожного моста

Визуализация точек лазерных сканирования опор ЛЭП и растительности

Лазерное сканирование переходов через реку с наложением ортофотоплана, ниже построен продольный разрез

Лазерное сканирование автомобильных дорог для ремонта и проектирования, обследование дорожного полотна, съёмка объектов ОДХ

Лазерное сканирование - видеовизуализация точек лазерных отражений

Виды готовой продукции лазерного сканирования:

• Трёхмерные модели объектов съёмки;
• Топографические планы и карты;
• Обмерные чертежи;
• Сечения;
• Профиля;
• Цифровые модели рельефа и местности;
• Точки лазерных отражений;

Виды и методы лазерного сканирования:

Выделяют 3 основных вида лазерного сканирования:

• НЛС - наземное лазерное сканирование;
• МЛС - мобильное лазерное сканирование;
• ВЛС - воздушное лазерное сканирование;

Преимущества использования лазерного сканирования

• Высокая скорость съёмки: при НЛС за 1 рабочий день 1 оператором около 5 га (всё зависит от объекта съёмки и ТЗ); при МЛС оптимальная скорость съёмки составляет 50-60 км/ч, ширина съёмки при этом до 300 м за 1 день можно отснять более 200 км (всё зависит от объекта съёмки и ТЗ); при ВЛС скорость съёмки равна скорости воздушного судна, день можно отснять более 500 км, ширина съёмки может составить более 1 км (всё зависит от объекта съёмки и ТЗ);
• Детализация и полнота съёмочных данных: ни один из классических методов съёмки не может дать такой детализации и полноты, а порой даже избыточности данных съёмки, например при наземном лазерном сканировании сканер снимает всё вокруг себя независимо ни от чего, при тахеометрической съёмки снимаются только те объекты, которые определил оператор; по облаку точек легко определить формы объектов съёмки, геометрические параметры и их точное местоположение;
• Безопасность: при необходимость сканер можно установить на любой носитель, и доставить в очень опасные места, где нахождение человека запрещено и выполнить съёмку дистанционно;
• Стоимость лазерного сканирования: учитывая скорость съёмки, полноту и точность полученных данных - лазерное сканирование может оказать дешевле классической съёмки, особенно при очень большом объёме работ;
• Экономия времени и трудозатрат: лазерное сканирование позволят выполнить большой объём работ в очень короткие сроки, при этом может быть задействован всего 1 человек при НЛС, 2 человека при МЛС, 2 человека при ВЛС и более, всё будет зависеть от объекта съёмки и ТЗ заказчика;
• Атоматизация обработки и широта применения полученных данных: все данные полуются в цифровом виде, многие процедуры обработки давно автоматизированны и требуют минимального вмешательства специалиста. Получаемые при этом данные можно использовать во всех сферах геодезии и картографии, а так же проектировании и 3D проектировании объектов любой сложности;

Принцип работы лазерного сканера

Как работает лазерный сканер: Существует 2 метода измерения расстояния лазером - импульсный и фазовый. У каждого из них существуют свои неоспоримые преимущества и недостатки. Фазовый метод даёт преимущество при измерении на расстояниях до 200 м достигая точности менее 1 мм, и невероятно высокой плотности точек лазерных отражений, используется для создания сверхточных трёхмерных моделей, как правило для объектов архитекртуры и археологии. Импульсный метод измерения расстояний лазером даёт преимущества для измерения на больших расстояниях от нескольких сотен метров, до нескольких километров, при этом точность измерений составляет от нескольких мм до несколькиз сантиметров. Точность и плотность точек лазерных отражений, зависят при этом от расстояния до объекта и от частоты работы сканера. Фазовый метод измерений чаще всего применяется в наземных лазерных сканерах, импульсный метод измерений применяется, как в наземных лазерных сканерах, так и в мобильных лазерных сканерах и воздушных лазерных сканерах.