+7 (495) 781 78 88 Заказать обратный звонок | написать нам

Воздушное лазерное
сканирование и цифровая
аэрофотосъёмка

Воздушное лазерное сканирование часто является наиболее быстрым, достоверным, а иногда единственным методом сбора данных о реальной поверхности, в том числе на труднодоступных территориях и территориях, покрытых лесами. Воздушное лазерное сканирование позволяет получить данные о форме, местоположении и отражательной характеристике исследуемых объектов.

Результатом воздушного лазерного сканирования является 3D массив точек лазерных отражений, к лассифицированный по признаку «земля/не земля» плотностью до нескольких десятков точек на 1 кв.м и точностью определения их координат менее 10 см в плане и по высоте. Фактически это цифровая модель истинного рельефа высокой плотности и точности, основа для ортофотопланов, цифровых топографических планов масштабов 1:500 и мельче, трехмерных моделей рельефа и объектов.

Сущность и принцип метода

Лазерное сканирование - разновидность активной съемки. Установленный на летательном аппарате (самолете, вертолете, БПЛА) лазер (работающий в импульсном режиме) проводит дискретное сканирование местности и объектов, расположенных на ней. При этом регистрируется направление лазерного луча и время прохождения луча.

Текущее положение лазерного сканера определяется с помощью высокоточного GPS-ГЛОНАСС-приемника (работающего в дифференциальном режиме) совместно с инерциальной навигационной системой (IMU).

Зная углы разворота и координаты лазерного сканера, можно однозначно определить абсолютные координаты каждой точки лазерного отражения в пространстве.

Подробнее

Компоненты системы

Лазерный сканер

Инерциальная
и навигационная
системы

(ИНС/ГНСС)
Лазерный сканер

Лазерный сканер
Лазерный сканер

Система
управления

съемкой
и регистрацией
данных
Лазерный сканер

Цифровые камеры
(RGB, ИК,УФ,
тепловизоры,
видеокамеры)
Лазерный сканер

Базовая
станция GPS

или сеть
базовых
станций

Устройство лазерного сканера

Сегодня большинство лазерных сканирующих систем создаются с использованием всего двух типов механизмов отклонения луча: вращающегося граненого зеркала и качающегося зеркала.

Каждая технология в дистанционном зондировании, направленная на получение 3Д информации в виде облаков точек (как промежуточного информационного продукта) – неважно, основана она на технологиях лазерного сканирования или фотограмметрии – всего лишь делает отдельные измерения поверхности объекта, с ограниченным пространственным разрешением и ограниченной точностью. Информационное наполнение облака точек в значительной степени зависит от пространственного распределения этих измерений в 3Д пространстве.

Подробнее

Воздушное лазерное сканирование предназначено
для сбора пространственных данных:

- О рельефе суши (все типы рельефа).

- О рельефе дна водоемов (незначительной глубины).

- О наземных объектах естественного и антропогенного происхождения .

Технологический процесс

Этап 1: Подготовительный этап

- Получение разрешений
- Калибровка системы (при необходимости)
- Создание сети базовых станций ГНСС
- Установка и проверка оборудования
- Разработка плана полета (маршруты, высоты, режимы съемки)

Этап 2: Сбор данных

– Инициализация IMU, ГНСС, лазерного сканера, камер
– Выполнение полетов и съемок согласно плана
– Визуальная и программная оценка полноты съемки
– Копирование данных с бортовых накопителей всех видов
– Сбор данных с наземных базовых станций ГНСС

Этап 3: Постобработка

– Расчет траектории полета, координат и углов разворота снимков
– Декодирование и геопозиционирование измерений лазерного сканера
– Уравнивание данных лазерного сканирования
– Экспорт данных в систему координат проекта

Этап 4: Камеральная обработка

— Создание проекта и сегментация данных

— Классификация точек сканирования

— Выделение поверхностей истинной земли, расчет относительной высоты растительности, сооружений, проч.

— Создание ортофотомозаики из цифровых снимков

— Камеральное дешифрирование, выделение контуров и структурных линий

— Создание модели рельефа земной поверхности

— Создание цифровой модели местности

— Создание тематических ГИС-слоев или CAD-объектов

Как выбрать оборудование?

Основные параметры оборудования

Скорость: реальная частота сканирования на различных высотах.

Качество: равномерность распределения точек сканирования.

Производительность: высота полета и ширина полосы сканирования.

Точность: точность определения координат 3Д-точек.

Требования к носителю: масса, габариты, энергопотребление.

Пример высокой эффективности воздушного лазерного сканера

Производительность съемки: до 800 погонных км съемок в день (ширина полосы съемки до 2000-3000 м).

Качество данных: точность измерения высоты – 5-8 см, детальность отрисовываемых объектов – 20-50 см.

Подробнее

Идеально подходит для создания:

— картографических материалов и ГИС-слоев 1:500 - 1:10000 включительно;

— цифровых моделей местности и рельефа, независимо от наличия растительности;

— трехмерных и виртуальных моделей городов и ландшафтов;

— ведомостей обследования ЛЭП, автодорог, железных дорог и т.п;

— ортофотопланов в различных спектральных дипазонах.

Воздушное лазерное сканирование является прекрасным решением в тех случаях, когда нужно произвести сканирование огромных территорий в сжатые сроки. Кроме того, оно позволяет снимать труднодоступные объекты (например, заводские комплексы, горные массивы).

Преимущества технологии

— Наибольшая точность и детальность получаемых данных из всех методов дистанционного зондирования .

— Производительность на уровне классической аэрофотосъемки.

— Нет необходимости в стереообработке.

— Производится одновременно с аэрофотосъемкой в нескольких спектральных диапазонах.

— Наличие растительности не влияет на подробность данных о рельефе.

— Позволяет получать в 3Д данные о проводах и подвесах .

— Может применяться в ночное время, в сильной дымке, при наличии однородного снежного покрова, в любое время года .

— Может применяться для съемки как наземных, так и подводных объектов.

Экономическая эффективность технологии

Затраты:

Капитальные затраты: оборудование, программное обеспечение, обучение персонала.

Операционные затраты: техническая поддержка оборудования, персонал, обслуживание/аренда летательного аппарата.

Результаты:

Более дешевые данные: стоимость съемки равна стоимости аэрофотосъемки,но стоимость обработки в 4-6 раз дешевле и примерно в 10-12 раз быстрее.

Быстрая реализация проектов: сканер менее требователен к погодным условиям и высоте полета, чем обычная аэрофотосъемка.

Самая высокая степень автоматизации обработки данных – низкие затраты на персонал.

Нет затрат на наземные работы (кроме базовых станций).

Большая точность картографирования рельефа (в лесной местности метод вообще не имеет конкурентов) позволяет создавать более дорогие картографические продукты.

Воздушные сканеры RIEGL

Воздушные лазерные сканирующие системы

RIEGL LMS-Q1560

RIEGL LMS-Q1560

RIEGL VQ-880-G

RIEGL VQ-880-G

 

Воздушные лазерные сканеры

RIEGL LMS-Q780

RIEGL LMS-Q780

RIEGL VQ-820-G

RIEGL VQ-820-G

RIEGL LMS-Q680i

RIEGL LMS-Q680i

RIEGL VQ-580

RIEGL VQ-580

RIEGL VQ-480i

RIEGL VQ-480i

RIEGL VQ-380i

RIEGL VQ-380i

Отличительные особенности
технологий воздушного сканирования RIEGL

Схема сканирования

Основой качества данных сканеров Riegl является более совершенная, чем у аналогов, система отклонения лазерного луча на базе вращающегося зеркала. Это приводит к:

— Большей, чем у аналогов, точности измерения координат точек.

— Абсолютно равномерному распределению точек/

— Большому диапазону эксплуатационных скоростей – от 50 до 500 км/ч при сохранении равномерного распределения точек .

МТА-зоны (аббревиатура от Multiple Turn-around - множественность импульсов в воздухе) и их автоматическое распознавание в процессе постобработки.

Сканеры Riegl полностью избавлены от такого недостатка, как падение частоты сканирования при увеличении высоты полета, при этом они не нуждаются в предварительном аппаратном регулировании режимов съемки и работе в каком-либо ограниченном диапазоне высот. Это делает решения от Riegl незаменимыми при работе в холмистой и горной местности.

Уравнивание данных Riegl

Обработка производится в несколько десятков раз быстрее, чем в аналогичных решениях, и практически не требует вмешательства человека.

Подробнее

Основные технические особенности
воздушных лазерных сканеров и систем RIEGL

Высокая скорость сканирования (до 800 000 точек в секунду).

Высокая точность координирования точек.

Большое количество строк сканирования с секунду.

Оцифровка формы сигнала и неограниченного количества отражений.

Различные длины волн лазеров (от зеленого для подводного сканирования до 1550 нм для полностью безопасных систем).

Система снижения мощности (для лазеров с классом опасности выше 1).

Высокая температурная устойчивость (по данным эксплуатантов, возможна съемка при температуре до -25° С).

Законченное решение в виде съемочной платформы для Ми8 и Ан2.

Различные углы обзора – от 60 градусов для высотных платформ до 330 градусов для маловысотных лазеров.

Подробнее

Особенности программного обеспечения
для воздушных лазерных сканеров и систем RIEGL

Программное обеспечение для обработки данных воздушного лазерного сканирования является одним из наиболее необычных и продуктивных решений. В целом структура ПО представлена:

— съемочным модулем RiACQUIRE, модулем первичной обработки сигнала RiANALYZE;

— модулем автоматизированного определения корректной МТА-зоны RiMTA;

— модулем геопозиционирования и введения поправок RiWORLD;

— модулем общего управления, визуализации и уравнивания RiPROCESS.

Преимущества:

— все виды калибровочных процедур лазерного сканера, а также уравнивание данных и внесение контрольных точек в проект осуществляются в программном обеспечении Riegl;

— отсутствует необходимость использовать программное обеспечение сторонних производителей для этих целей;

— RiProcess позволяет совместно уравнять и обработать НЕОГРАНИЧЕННОЕ количество данных в проекте в полностью автоматическом режиме.

Подробнее