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.
Компоненты системы
 Инерциальная и навигационная системы (ИНС/ГНСС) |
 Лазерный сканер |
 Система управления съемкой и регистрацией данных |
 Цифровые камеры (RGB, ИК,УФ, тепловизоры, видеокамеры) |
 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.
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 |
Этап 2: Сбор данных– Инициализация IMU, ГНСС, лазерного сканера, камер |
Этап 3: Постобработка– Расчет траектории полета, координат и углов разворота снимков
|
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.
