Лазерное сканирование в геодезии

ava
Акрополь-Гео


«Акрополь-Гео»

 

/>

Лазерное сканирование представляет собой точный, оперативный и быстрый способ геодезической съемки. Скоростные показатели процесса достигают одного миллиона замеров в секунду с погрешностью до одного миллиметра. Метод может быть полезен при проектировании объектов строительства и обследовании разнообразных строений.



Геодезия и лазерное сканирование

 

Геодезия — это научная дисциплина, направленная на изучение и представление земной поверхности, определение ее форм, размеров и гравитационного поля. Она охватывает множество задач и применима во многих сферах, таких как строительство, картография, навигационные системы, геоинформационные технологии и многие другие.

 

Задачи геодезии включают в себя проведение точных измерений расстояний, углов и высот между разными точками на земной поверхности. Это позволяет формировать точные карты и модели местности. Специалисты-геодезисты применяют разнообразные методики для установления координат точек на Земле, что важно для обеспечения точности навигации, составления карт и проектирования. Геодезия играет главенствующую роль в создании топографических и специализированных карт, используемых для разных целей, включая градостроительство, проектирование транспортной сети и экологический мониторинг. Также она предполагает создание и поддержку геодезических сетей, представляющих собой базу для точных измерений и картографического описания.

 

Геодезические исследования имеют важное значение при проектировании и возведении зданий, мостовых переходов, дорог и прочих инфраструктурных объектов, гарантирующих их правильное расположение и соответствие проектным параметрам. Кроме того, геодезия задействована в научных исследованиях, направленных на изучение Земли, ее структуры, динамических характеристик и взаимодействий с окружающей средой.

 

Таким образом, геодезия выступает ключевой дисциплиной, обеспечивающей точные данные и инструментарий для понимания и эффективного использования природных ресурсов и пространственных процессов.

 

Геодезическое лазерное сканирование

 

Использование сканеров в геодезии необходимо для того, чтобы создать цифровую модель местности, представленную в виде массива точек с заданными пространственными координатами. С целью осуществления сканирования применяются специализированные устройства, включающие сканирующий прибор и компьютер, предназначенный для обработки полученных данных. Сканирующее устройство производит быстрые измерения расстояний до объектов. Полученные данные передаются на компьютер, где создается трехмерное растрированное изображение.

 

Технологии метода

 

В зависимости от методологии и задач, которые необходимо решить, различают три основных технологии сканирования:

1. Метод наземного лазерного сканирования (НЛС) может удаленно собирать данные на расстояниях вплоть до 1,5 километра. Процесс съёмки происходит в реальном времени, благодаря чему становится возможным получение точнейших сканов без искажений, даже в сложных условиях и при многократных отражениях сигнала от объектов. Преимущества:

  • НЛС обеспечивает высокую детальность и сверхточность измерений, что особенно важно для архитектурных и инженерных проектов
  • Съемка выполняется в режиме реального времени, что позволяет оперативно получать данные и визуализировать их
  • НЛС может быть использовано в условиях ограниченной видимости или при наличии множества отражающих поверхностей, что обеспечивает универсальность метода

Применение:

  • Оценка состояния зданий и сооружений
  • Исполнительная съемка для контроля соответствия проекту
  • Создание 3D-моделей для архитектурного проектирования
  • Мониторинг изменений в геометрии объектов в настоящем и будущем

2. При воздушном лазерном сканировании (ВЛС) необходим мощный лазерный излучатель, который способен обрабатывать неограниченное число сигналов. Полеты могут осуществляться на высоте до 4700 метров, что даёт возможность исключить необходимость обхода сложного рельефа.

Преимущества:

  • ВЛС позволяет быстро охватывать большие площади, что делает его идеальным для картографирования и обследования больших территорий
  • Высота полета (до 4700 метров) позволяет избежать физических препятствий на земле, таких как деревья и здания
  • ВЛС может собирать данные с высокой частотой, что позволяет создавать детализированные модели местности

Применение:

  • Создание топографических карт
  • Обследование природных ресурсов и земель
  • Мониторинг изменений в ландшафте и окружающей среде
  • Поддержка в градостроительном планировании

3. Мобильное лазерное сканирование (МЛС) выполняют во время перемещения транспортного средства, оснащённого лазерным оборудованием. Частота измерений достигает одного миллиона в секунду, что обеспечивает высокую степень детализации. Дополнительно, при использовании мобильных комплексов возможна съёмка панорамных изображений с применением цифровых камер.

Преимущества:

  • МЛС может достигать частоты измерений до 1 миллиона в секунду, что обеспечивает быстрое получение данных
  • Съемка осуществляется без остановки, что значительно сокращает время на обследование длинных объектов
  • МЛС может быть дополнено панорамными изображениями, что улучшает восприятие данных и упрощает анализ

Применение:

  • Обследование дорог, мостов и тоннелей
  • Создание 3D-моделей для дорожного проектирования
  • Мониторинг состояния инфраструктуры
  • Оценка охранных зон и планирование новых объектов



Все перечисленные технологии обладают своими уникальными преимуществами и областями применения, что делает методику необходимой в геодезии и смежных науках.

 

Выбор конкретной технологии определяется конфигурацией и площадью объекта, нюансами рельефа и задачами, поставленными перед специалистами. Так, для обследования небольших строений лучше всего использовать наземное лазерное сканирование (НЛС), помогающее детальному изучению объекта. Воздушное лазерное сканирование (ВЛС) чаще всего нужно для съемки обширных площадей, поскольку оно способно охватывать большие участки с высоты птичьего полёта. Мобильное лазерное сканирование (МЛС) необходимо для линейных и трассовых объектов, позволяя проводить съемку в движении и обеспечивать высокую частоту измерений.

 

Среди объектов, которые могут подвергаться лазерному сканированию, выделяются жилые дома, автодороги, мосты, тоннели, транспортные развязки, путепроводы, линии электропередачи, рекреационные зоны, карьеры, энергетические и гидротехнические сооружения. Кроме того, метод успешно применяется для обследования больших внутренних пространств, таких как складские комплексы, производственные цеха и торгово-развлекательные комплексы.

 

Таким образом, разнообразие возможностей лазерного сканирования делает его универсальной технологией, применяемой в самых разных сферах, начиная от строительства и заканчивая управлением инфраструктурой и охраной природы.

 

Цели применения данного метода в геодезии могут быть совершенно различными и включают следующие аспекты:

  • Формирование 3D-моделей. Лазерное сканирование позволяет создавать высокоточные модели объектов и территорий, что чрезвычайно полезно для архитектурного проектирования, городского планирования и визуализации.
  • Топографическое картографирование. С использованием данного метода можно быстро и эффективно собирать данные для создания топографических карт, отображающих особенности рельефа, высоту над уровнем моря и прочие важные параметры местности.
  • Исполнительная съёмка. Лазерное сканирование служит для проверки соответствия построенных объектов проектной документации, выявления возможных расхождений и отклонений.
  • Мониторинг деформаций. Эта технология позволяет отслеживать изменения в структуре объектов (таких как здания, мосты, плотины) со временем, что критически важно для оценки их текущего состояния и уровня безопасности.
  • Обследование инфраструктуры. Лазерное сканирование используется для обследования и оценки состояния различных элементов инфраструктуры, таких как дороги, мосты, тоннели и иные сооружения.
  • Создание геодезических сетей. С помощью лазерного сканирования создаются геодезические сети, служащие для более точного определения координат и высот.
  • Анализ состояния окружающей среды. Лазерное сканирование помогает собирать данные о состоянии окружающей среды, включая изучение изменений в ландшафтах, лесах и водоёмах.
  • Поддержка проектировщиков. Информация, полученная посредством лазерного сканирования, помогает лучшей ориентировке в пространстве, что способствует более точному и безопасному проектированию.
  • Археологическое исследование. Лазерное сканирование активно используется в археологии для создания детализированных моделей исторических объектов и памятников, что облегчает их анализ и сохранение.
  • Образовательные и исследовательские цели. Лазерное сканирование также играет роль в образовательной сфере и научных исследованиях, помогая изучать геодезию и связанные дисциплины.

 

Лазерное сканирование в геодезии является универсальным средством, значительно повышающим качество и эффективность сбора данных, что в конечном счёте ведёт к более точному и безопасному проектированию и строительству.

 

Преимущества метода по сравнению с другими способами получения пространственной информации заключаются в следующем:

  • Возможность выполнения работ непосредственно на объекте
  • Высококачественные трёхмерные изображения в реальном времени
  • Непревзойденная точность измерений и детальность снимков
  • Возможность дистанционного сбора и анализа полученной информации
  • Проведение съемки в труднодоступных зонах

 

Лазерное сканирование в геодезии необходимо по ряду причин, ведь оно предлагает множество преимуществ и возможностей для точного и результативного сбора данных, что особенно ценно в геодезии, где точность данных имеет решающее значение для проектирования и строительства.

 

Лазерные сканеры позволяют быстро собирать значительные объёмы данных, тем самым уменьшая время, затрачиваемое на выполнение геодезических обследований, что особенно полезно при работе на больших участках или в нестандартных условиях.

 

Лазерное сканирование может применяться в условиях ограниченного обзора, таких как густые лесные массивы, сложный рельеф или городские районы с большим количеством построек. Оно обеспечивает объективность данных, так как информация собирается автоматически, снижая вероятность ошибок, обусловленных человеческим фактором. Это также позволяет легко повторять измерения и сравнивать их с результатами предыдущих обследований.



Лазерное сканирование подходит для решения множества задач, таких как составление топографических карт, контроль состояния объектов, оценка деформаций и изменений в ландшафте, а также для проектирования и планирования новых объектов. Данные, собранные методом лазерного сканирования, могут интегрироваться с другими геодезическими инструментами и технологиями, такими как географические информационные системы (ГИС), фотограмметрия и 3D-моделирование, что расширяет возможности анализа и визуализации данных.

 

Создание точных 3D-моделей объектов и территорий делает боле простым создание новых проектов, предоставляя инженерам и архитекторам лучшее понимание условий на местности и возможность принятия взвешенных решений.

 

В целом, лазерное сканирование является мощным инструментом в арсенале геодезистов благодаря тому, что качество и эффективность сбора данных здесь находится на высоте. Использование лазерных сканеров способствует более точному и безопасному проектированию и строительству.

 

Для консультации или заказа услуги нажмите кнопку «Оставить заявку» или свяжитесь с нами по телефону +7 (495) 649-22-40 или по email info@acropol-geo.ru