Рекультивация береговой зоны по данным батиметрического лазерного сканирования
В 2013 году Управление водными ресурсами Юго-Западной Флориды (SWFWMD) совместно с компанией Aerial Cartographics of America, Inc. и представительством компании RIEGL в США (RIEGLUSA) провели сбор топографо-гидрографических данных с использованием воздушных лазерных сканеров RIEGL LMS-Q680i и VQ-820-G для проведения на их основе рекультивационных работ в пределах береговой зоны залива Терра Сейя во Флориде.
Данный проект - «Восстановление среды обитания островов Терра Сеайя - задумывался как часть программы «Управление и развитие поверхностных водных ресурсов Флориды (SWIM)».
Программа SWIM создавалась для защиты, восстановления и поддержания уязвимых водоемов Флориды. В соответствии с данной программой каждый из округов штата формирует список приоритетных для защиты водоемов, входящих в его юрисдикцию, и проводит в жизнь планы по их улучшению.
Участки проведения аэросъемочных работ включали:
- устье реки Фрог Крик, площадь 75 га, съемка проведена в 3 прохода сканирования
- район Хьюбер Тракт, залив Терра Сеайя, площадь 116 га, 9 проходов
- район устричных отмелей залива Терра Сеайя , 16 га, 2 проходов
Проект преследовал ряд целей, потребовавших применения обеих лазерных систем - RIEGL LMS-Q680i и VQ-820-G – для получения точной топографической и батиметрической информации как о поверхности суши, так и на глубинах до 15 м.
Так, местоположение пальм вида Sabal Palmetto (Капустная пальма) высотой выше 2 м должно было быть нанесено на карту с целью их последующей пересадки из района Frog Creek в район Хьюбер Тракт.
Кроме того, требовалась батиметрическая съемка карьера в районе Фрог Крик. Применение для этой цели воздушного лазерного сканирования позволяло существенно снизить стоимость работ.
Также необходимо было картографировать участки распространения водорослей и рельеф дна на устричных отмелях и сопредельных участках дна.
Результаты аэросъемочных работ, выполненных методом воздушного лазерного сканирования с разными длинами волн, позволили решить вышеуказанные задачи, ответить на ряд вопросов и показали преимущества технологии анализа формы отраженного сигнала для обработки данных.
В первую очередь, необходимо было оценить соответствие полученных абсолютных и относительных вертикальных погрешностей измерений требованиям проекта. По результатам оценки, вертикальные погрешности обоих сканеров полностью удовлетворяют требованиям проекта.
Во вторую очередь интересовала оценка проницаемости плотной растительности (мангровые заросли или бразильские перечные деревья) лазерами с различной длиной волны (инфракрасный или зеленый диапазоны). VQ-820-G показал большую плотность отражений от растительности на прибрежных мелководных участках, а LMS-Q680i – на суше, причем даже в условиях мангровых зарослей.
Еще до начала проекта использование технологии лазерного сканирования поднимало следующие вопросы:
- возможно ли с помощью зеленого лазера провести съемку затопленного карьера Фрог Крик;
- возможно ли с помощью зеленого лазера провести съемку прибрежных участков и твердого дна моря с приемлемым для данного проекта качеством;
В ходе проекта выяснилось, что в карьере лазерные импульсы VQ-820-G проникают в воду до глубины в 1 Секки, а в акватории залива Сеайя позволяют легко картографировать дно в районах с водорослями и на устричных отмелях.
Совместное применение RIEGL LMS-Q680i и VQ-820-G позволило получить точные результаты для всех участков съемки и оптимально удовлетворить требования к данным всех участников проекта.
«Цифровая модель рельефа была получена по комбинированным данным двух сканеров LMS-Q680i (длина волны лазера 1550нм) и VQ-820-G (длина волны лазера 532 нм). Высоты от уреза воды до высоты +0.24 м и батиметрические глубины были взяты по данным сканера VQ-820-G, высоты выше +0.24 м были получены по данным сканера LMS-Q680i. Это одна их самых подробных цифровых моделей рельефа из всех которые мы получали ранее» - прокомментировал старший ГИС аналитик управления водными ресурсами Юго-Западного округа Флориды.
Статистика точности комбинированного набора данных впечатляет. Среднеквадратическая ошибка по высоте при сведении данных с двух сканеров (LMS-Q680i и VQ-820-G) составляет около 6 см, средняя остаточная погрешность – 0.6 см.
Совместное применение RIEGL LMS-Q680i и VQ-820-G показало эффективность, простоту использования, увеличение производительности и экономию средств при выполнении аэросъемочных. Комбинирование этих двух сканеров позволило сэкономить 250 000 – 275 000 $ по сравнению традиционными видами съемки. Технология лазерного сканирования также позволила сократить временные затраты на выполнение съемки примерно в 4 раза.
Использование воздушного лазерного сканирования позволило завершить данный проект с гораздо более обоснованными результатами, достигнутыми благодаря исключительному качеству исходных данных, полученных за меньшее время и деньги.
Гидрографический лазерный сканер воздушного базирования RIEGL VQ-820-G - инструмент, специально разработанный для проведения съёмки дна морей, рек и озер. Конструктивное исполнение системы обеспечивает простую установку на самолёты и вертолеты. Батиметрические измерения высокого разрешения производятся с помощью узкого луча видимого лaзерного излучения с длиной волны 532 нм (зеленый цвет), сформированного мощным источником. Выбранная длина волны позволяет производить измерения в воде. Возможность производства измерений, конечно же, зависит от степени прозрачности воды.
Воздушный лазерный сканер RIEGL LMS-Q680i – дальнодействующий воздушный лазерный сканер с анализом формы отражённого сигнала для площадной съемки и съемки городских территорий.
Компания АртГео – официальный эксклюзивный дистрибьютор воздушных, мобильных и наземных лазерных сканирующих систем RIEGL в России, телефон +7 495 781 7888, электронная почта info@art-geo.ru.