Получение точной цифровой модели местности для проектирования канатной дороги в горах

В марте 2012 года в интересах проектирования канатной дороги компанией «Акрополь-Гео» была произведена съёмка горных склонов от ЛОК до Столовой горы (п.Бейни) площадью около 240 гектар (190 Га. в плане). Протяжённость участка в плане 3100 метров, перепад высот между нижней и верхней точками съёмки 1070 метров.

Съёмка выполнялась с противоположных горных склонов методом наземного лазерного сканирования. Для этого был использован импульсный сканер Leica HDS8800 (MAPTEK I-Site 8800). При максимальной дальности сканера 2000 метров, работали на фокусах 500-800 метров. Небольшой бригадой в составе оператора и местного проводника за 1.5 дня было выполнено 29 станций (в цвете), c которых было получено 62 миллиона единичных измерений. Больше времени уходило на перемещения по склонам, чем на лазерное сканирование. Постобработка сканов (регистрация, фильтрация, подготовка финальных результатов) заняла ещё 2 дня оператора.

Согласно технического задания, допустимая точность измерений составляла 120мм. Мы уложились в 92 миллиметра: 50 – заявленная точность сканера на рабочем фокусе и 42 – максимальная ошибка регистрации (позиционирования) сканов в систему координат. Отметим, что подобную точность в условиях горной местности невозможно достичь съёмкой с летательных аппаратов. Приемлемую точность даёт только наземное лазерное сканирование или классическая топосъёмка.

В зависимости от местности, сканирование производилось в 2-х режимах. В "быстром" режиме плотность точек понижена (на фокусе 700 метров между точками порядка 1 м.), зато круговой скан выполняется всего за 8 минут. На "среднем" режиме плотность увеличивалась в 5 раз, но на круговой скан уже требовалось 32 минуты. Повышение плотности позволяло лучше фиксировать мелкие детали рельефа.  Пример сканирования грота с дальности порядка 600 метров:

Тут следует пояснить, что, как правило, сканирование территории выполняется со значительным перекрытием, поэтому, большинство участков были сканированы с 3-5 станций, соответственно, результирующая плотность облака точек повышается в несколько раз. В границах участка технического задания было получено около 19 миллионов точек, что позволило Заказчику построить подробные ЦММ и ЦМР.

Напомню, что лазерный сканер – это оптический прибор и поэтому, сканирует только то, что он "видит" со станции (места его установки). И, если редкая растительность ещё как-то "пробивается" импульсным лазером, то более твёрдые преграды – нет. Валуны, скалы, овраги, промоины в руслах ручьев и прочие преграды затеняют собой участки территории и для компенсации этого затенения приходится либо сканировать с иного ракурса, либо "уточнять", производя сканирование непосредственно на таком участке. Пример тени от большого валуна на склоне:

В данной работе удалось сканировать всю территорию быстро и даже не ступая на неё. Заказчика вполне устроила детализация и плотность точек. Однако, в более сложных условиях не спасёт даже опытный "аксакал на небесном коне" и потребуется существенно больше времени и усилий для выполнения съёмки.