Наземное лазерное сканирование. Изыскания и земельный кадастр

Лазерный сканер в геодезии применяется при формировании трехмерных моделей объектов на предприятиях, добывающих полезные ископаемые и других проектах, связанных с обнаружением подземных коммуникаций и измерением толщины различных покрытий. Благодаря использованию современных технологий, таких как лазерное сканирование, можно получить высокоточную информацию о различных объектах и территориях, включая труднодоступные места.

Основные направления, где используется лазерное сканирование в геодезии:

• инженерные изыскания, проводимые на еще неосвоенных месторождениях и в условиях городской среды;
• съемка высокой точности различных производственных объектов – цехов, других зданий, территорий, а также подземных коммуникаций;
• 3D моделирование карьера;
• получение данных об объеме породы, которая перемещается при добыче полезных ископаемых, а также в реальном времени для мониторинга дорожных действий;
• контроль подвижек поверхности земли, с использованием техники для измерения и обработки данных;
• виртуальное моделирование участков добычи и перерабатывающих мощностей для создания презентаций;
• оценка ситуации при ЧП с возможностью быстрого реагирования и решения вопросов безопасности.

Плюсы технологии

К преимуществам метода относятся:

• более низкая стоимость в сравнении с традиционными методами геодезической съемки: затраты сокращаются примерно в три раза;
• оперативность выполнения работ – в несколько раз быстрее обычной геосъемки, особенно в труднодоступных местах;
• высокая точность, которая приближается к параметрам наземной геосъемки и опережает аэрофотосъемку;
• возможность выполнять трехмерное сканирование предметов небольшого размера – проводов, ферм и других, что невозможно при применении классических методик;
• неуязвимость для различных помех: лазерный сканер местности способен работать в тумане, ночью, в местности, заросшей деревьями и кустарниками;
• независимость качества сканирования от сложности рельефа;
• универсальность: геодезическое лазерное сканирование можно проводить из салона автомашины, с катера, поезда, вездехода, с воздуха и просто с поверхности земли;
• использование радаров на основе центральной частоты для глубины зондирования сложных покрытий.

Наибольший эффект применение данной методики дает на территориях, которые пока мало обжиты.

Особенности технологии

Лазерная съемка местности выполняется при помощи специального прибора – лазерного сканера, который также называют лидаром. Он генерирует лазерные лучи. Отражаясь от поверхности земли и других объектов, они улавливаются датчиками. Это позволяет не только определить местоположение предмета, но также узнать, на каком расстоянии он находится от прибора. Координаты каждой точки, в которой отражается лазерный луч, определяются с максимальной точностью. В соответствии с этим, выполняется работа с воздуха или с поверхности земли, выделяют воздушное и наземное сканирование.

Наземное лазерное сканирование

Сканер местности в этом случае устанавливается на грунт или какой-либо объект, расположенный непосредственно на поверхности земли. Это позволяет использовать технологию в закрытой среде, например, тоннеле или пещере. Метод дает возможность:

• получать самые детальные трехмерные модели: минимальные размеры сканируемых элементов – до 5-20 миллиметров;
• вести сканирование с точностью в 5-50 миллиметров;
• выполнять в день работу на площади до четырех тысяч квадратных километров, до 20 гектаров;
• создавать топографические планы в масштабе 1:500. Такие сканирующие системы в геодезии применяются для создания 3D моделей промышленных сооружений с высокой точностью, для проведения расчетов перемещаемого грунта, сдвижек склонов карьеров и так далее.

Воздушное лазерное сканирование в геодезии

Местность сканируется с воздуха: прибор устанавливается на специальном беспилотном летательном аппарате (БПЛА). В большинстве случаев одновременно ведется цифровая аэрофотосъемка, дающая снимки с разрешением 5-15 сантиметров.

Данный способ не нуждается в большом числе наземных работ, поэтому особенно удобен в местности, где не живут люди, а также на опасных объектах. Он используется при проведении инженерных изысканий на объектах инфраструктуры в населенных пунктах, а также в горнодобывающей отрасли при мониторинге карьеров и других проектов.

Воздушное лазерное сканирование в геодезии особенно эффективно, когда ведутся изыскательские и предпроектные работы на карьерах, открытых разрезах и других участках, площадь которых составляет как минимум 20 квадратных километров.

Технология дает ряд существенных преимуществ:

• метод позволяет создавать карты масштаба в диапазоне от 1:500 до 1:1500;
• при помощи технологии возможно вести дешифрирование зон, где развиваются опасные геологические процессы;
• точность отображения составляет 5-8 см, точность отрисовки контуров − 20-50 см;
• полоса в ширину – тысяча-полторы тысячи метров;
• производительность достигает восьмисот погонных километров в течение дня.

Мобильное сканирование

Сканер рельефа поверхности в этом случае располагается на носителе, который движется по земле или воде. Это может быть автомобиль, поезд, катер, другое водное судно.

Данный вариант особенно актуален для городов и применяется в массированном картографировании дорожных покрытий и подземных коммуникаций. Методика позволяет создавать 3D модели линейных объектов инфраструктуры, таких как автодороги, железные дороги, ЛЭП, улицы, площади, эстакады, берега рек, плотины. В результате могут формироваться трехмерные модели больших комплексов.

Абсолютная точность достаточно высока до 5 сантиметров, и зависит от сканирующих головок и инерциальных систем, установленных на сканере. В течение рабочего дня может быть отснято до пятисот погонных километров при ширине полосы в 50-250 метров.

Как выбрать подходящий метод?

Выбор зависит от особенностей объектов, которые предстоит исследовать.

При необходимости провести сканирование вертикальных поверхностей: горных склонов, стен и других, − более высокую точность дают системы наземного лазерного сканирования. При этом рекомендуется использовать цифровую камеру, которая способна регистрировать лучи разных спектров или электромагнитное ИК излучение. Если требуется сканировать протяженные линейные сооружения, оптимальным будет мобильное сканирование. На сооружениях, сложных по конфигурации, и при необходимости выполнить работу внутри какого-либо объекта оптимальное решение – наземные лазерные сканеры.

Методы наземного, воздушного и мобильного отображения могут дополнять друг друга. Это расширяет возможности технологии.

Облака точек и цифровые модели

Одним из ключевых преимуществ использования лазерного сканирования является возможность создания облаков точек и цифровых моделей объектов и территорий. Это позволяет получить высокую детализацию и точность, что особенно важно при проведении строительных и инженерных исследований в условиях различных типов рельефов и покрытий.

Купить оборудование для лазерного сканирования местности

В нашей компании вы можете приобрести приборы, позволяющие оперативно и качественно выполнять лазерную съемку в геодезических целях. Наши специалисты помогут выбрать подходящее оборудование, подходящее для исследований на основе принципа зондирования, и проконсультируют по всем вопросам. Обращайтесь к специалистам за консультацией по телефону.