Виды лазерного сканирования

ava
Акрополь-Гео


«Акрополь-Гео»

Понятие лазерного сканирования

 

Современные технологии обмера сложных конструкций включают использование лазерного сканирования, предназначенного для получения точных и подробных сведений о размерах и формах исследуемого объекта. Этот инновационный подход обеспечивает создание 3D моделей, в которых любая точка имеет свои координаты, формируя объёмное изображение. Измерения проводятся с точностью до миллиметра, что даёт возможность создать виртуальную копию любого объекта.



Целью применения данной технологии является проведение качественного контроля строительно-монтажных, отделочных и инженерных работ, включая проверку сроков выполнения, количества материалов и соответствия проектной документации и нормативам. Обмеры сложных геометрических форм и архитектурных элементов, таких как арки, колонны и лестницы, выполняются как снаружи, так и внутри помещений, обеспечивая точное представление архитекторов о параметрах здания – его размерах, фасадах, разрезах и других данных. Полученный цифровой «портрет» объекта служит основой для подготовки к его реконструкции, ремонту или перепланировке.

 

Лазерное сканирование предоставляет более полную информацию о строительных объектах, включая их положение в пространстве относительно инфраструктуры и центральных инженерных коммуникаций, чем другие методы измерений. Работа лазерного сканера построена на основе радара: он испускает луч, способный к отражению и возврату, позволяя устройству зафиксировать расстояние до объекта. Таким образом создаётся облако точек, при этом прибор способен одновременно посылать множество лучей, получая данные о большой площади объекта за короткий промежуток времени.

 

Этот бесконтактный и автоматизированный метод отличается тем, что специалист освобождается от необходимости вручную управлять процессом измерений. Сканер оборудован сервоприводом, который автоматически поворачивает измерительную головку по горизонтали и вертикали, исключая необходимость перестановки оборудования и ручного управления процессом измерения.



Результаты лазерного сканирования могут использоваться специалистами разного профиля. Дизайнеры, архитекторы, реставраторы, инженеры, археологи и надзорные органы, отвечающие за состояние архитектурных памятников, применяют пространственные компьютерные модели с высокой степенью детализации и точностью для анализа конструкций, поиска деформаций и дефектов.

 

Примеры отраслей, нуждающихся в использовании сканирования:

  • Железнодорожные магистрали и инфраструктурные объекты. Лазерное сканирование помогает определить реальные геометрические параметры железнодорожных объектов, контролировать состояние путей, а также разрабатывать проекты и реконструировать дорожные объекты
  • Автомагистрали и транспортная инфраструктура. Технология используется для создания паспортов дорог, оценки видимости, состояния дорожного полотна, а также ведения кадастрового учета
  • Нефтегазовая отрасль. Метод применяется для проектирования трубопроводов, мониторинга зарослей вдоль трасс, кадастра и определения охранных зон
  • Электроэнергетика. С помощью данной технологии можно выявить негабаритные участки линий электропередач, оценить отклонение опор от вертикали, обнаружить повреждения и опасные деревья, представляющие угрозу для ЛЭП. Также эта технология полезна для прогнозирования распределения ресурсов на расчистку просек и определения территорий, подверженных затоплению при строительстве гидроэлектростанций
  • Горнодобывающая промышленность. Данный метод помогает планировать и проектировать горные предприятия, выполнять расчеты объема выработок и отслеживать изменения на участках добычи полезных ископаемых
  • Картография. На основе полученных измерений создаются высокоточные модели рельефа, ортофотопланы и изолинии
  • Управление природными ресурсами. Лазерное сканирование позволяет строить модели растительности, определять высоту деревьев и объемы биомассы в труднодоступных местах, мониторить оползневые процессы, высоту снежного покрова и движение горных ледников
  • Городское хозяйство. С помощью лазерного сканирования создают трехмерные модели городских кварталов, промышленных объектов и других элементов градостроительства
  • Археология. Лазерное сканирование помогает находить и картографировать скрытые археологические объекты, а также запечатлевать особенности памятников архитектуры для последующих реставрационных работ

 

С 2021 года лазерное сканирование стало одним из самых популярных методов проведения обмеров, необходимых в промышленности, строительстве и инженерных изысканиях. К основным преимуществам этого метода относятся:

  • Высокоточные измерения (уровень погрешности менее 7 мм)
  • Детализованная информация, позволяющая создать точную цифровую копию объекта
  • Возможность визуализации результатов в виде 3D-моделей
  • Минимизация влияния человеческого фактора
  • Безопасность для объекта, так как процесс полностью бесконтактный
  • Высокая скорость работы сканера

 

Практика показывает, что по сравнению с другими известными методами время работы сокращается в 2–3 раза, что ведет к снижению стоимости и упрощению всех этапов, начиная от проектирования и составления смет и заканчивая непосредственно строительством и его мониторингом.

 

Существует три основных метода лазерной съемки сооружений, выбор которых зависит от сложности объекта, его размеров и технических характеристик:

  1. Наземное лазерное сканирование — проводится с использованием стационарного сканера. Этот метод позволяет детально исследовать конструктивные элементы и внутренние помещения объекта. Полученные данные объединяются в единую информационную базу. Этот метод идеально подходит для тщательной и точной регистрации конструктивных элементов и внутренних помещений зданий и сооружений.

Преимущества наземного сканирования:

  • Отличная степень детализации: метод позволяет регистрировать мельчайшие детали, что особенно важно при изучении сложных архитектурных элементов и декоративных деталей
  • Контроль качества: возможность многократного повторения замеров с одного и того же места для повышения точности и надежности данных
  • Гибкость: возможность адаптации к специфическим условиям объекта, например, к ограниченным пространствам или сложным конфигурациям помещений

Недостатки:

  • Ограниченность охвата: для полного охвата больших объектов может потребоваться установка сканера в нескольких точках, что увеличивает время и сложность процесса
  • Трудоемкость установки: для достижения высокой точности требуется тщательная настройка и калибровка оборудования перед началом работы

  1. Мобильное сканирование предполагает закрепление сканирующего оборудования на подвижное транспортное средство, такое как автомобиль, поезд или даже дрон. Оборудование перемещается по заранее запланированному маршруту, собирая данные о структуре и характеристиках окружающей среды. Компенсаторы наклона и вибрации обеспечивают стабильность работы прибора, предотвращая искажения данных при движении.

Преимущества мобильного сканирования:

  • Быстрота: такой метод позволяет собирать большие объемы данных за минимальное время, что делает его идеальным для изучения протяженных объектов, таких как дороги, железнодорожные пути и линии электропередачи
  • Удобство: отсутствие необходимости в установке и перенастройке оборудования на месте позволяет существенно ускорить процесс сбора данных
  • Широкий охват: мобильность оборудования позволяет легко покрывать значительные расстояния и области, что особенно полезно при обследовании обширных территорий

Недостатки:

  • Зависимость от условий движения: качество данных может зависеть от скорости транспортного средства, погодных условий и состояния дорожного покрытия
  • Ограниченная гибкость: хотя мобильные сканеры способны обрабатывать крупные объекты, они менее эффективны при изучении мелких деталей и сложных структур

  1. Воздушное сканирование (Лидар, Light Detection and Ranging )— самый подробный и быстрый вид работ, предоставляющий полное представление о территории, включая ландшафт, соседние здания и инфраструктуру. Послойное сканирование позволяет получить исчерпывающие данные о каждом уровне объекта, включая рельеф, коммуникации и узлы конструкции, подразумевает использование летательных аппаратов, таких как самолеты или беспилотники, для сбора данных о земной поверхности и окружающих объектах. Лазерный луч направляется вниз, регистрируя отражение от земли и объектов на ней, что позволяет создавать трехмерные карты местности.

Преимущества воздушного сканирования:

  • Всеохватность: такой метод позволяет получить полную картину территории, включая ландшафт, соседние здания, инфраструктуру и другие объекты
  • Высокие темпы: воздушные сканирующие системы работают очень быстро, что значительно ускоряет процесс получения данных
  • Детальная информация: послойное сканирование позволяет получить исчерпывающие данные о каждом уровне объекта, включая рельеф, коммуникации и узлы конструкции

Недостатки:

  • Стоимость: аренда летательных аппаратов и профессиональное обслуживание могут быть дорогостоящими
  • Зависимость от погоды: погодные условия, такие как облачность, туман или сильный ветер, могут затруднить или сделать невозможным проведение воздушной съемки
  • Требования к квалификации: управление летательными аппаратами и интерпретация собранных данных требуют специализированных знаний и навыков

Каждый из этих методов имеет свои сильные стороны и ограничения, поэтому выбор конкретного метода зависит от конкретных требований проекта, характера объекта и условий его расположения. Независимо от выбранного типа съемки, результат представляет собой набор данных, охватывающих весь объект целиком, с миллиметровой точностью измерения каждой точки.



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