Что может быть объектом измерений при лазерном сканировании?
Акрополь-Гео
«Акрополь-Гео»
крутите вниз
- Главная ›
- Статьи ›
- Публикации ›
- Что может быть объектом измерений при лазерном сканировании?
С начала XXI века в маркшейдерии, геодезии и смежных отраслях активно внедряются лазерные сканирующие системы. Технологический эффект от их использования настолько велик, что его можно сравнить разве что с внедрением спутниковых систем GPS в геодезическую практику в 90-х годах. Успех новой технологии объясняется тем, что результатом съемки является «естественная» трехмерность, дополненная геодезической точностью на уровне миллиметров и сантиметров.
Преимущества лазерного сканирования перед тахеометрической съемкой и другими наземными методами включают:
Лазерно-сканирующие технологии в последние десятилетия стали практическим инструментом для решения множества задач в маркшейдерии, геодезии, кадастре и создании геоинформационных систем. В условиях ускоряющейся автоматизации производства важность оперативной обработки данных и принятия решений в реальном времени становится все более очевидной, поскольку традиционные методы ведения маркшейдерской документации не справляются с такими задачами, а устаревшие приборы тормозят процесс получения результатов. Особенно остро сегодня стоит проблема при маркшейдерских съемках недоступных полостей в подземных выработках, где получение полных и достоверных данных традиционными методами практически невозможно.
Технология лазерного сканирования представляет собой передовой метод, позволяющий точно измерять расстояния между сканером и объектом, подлежащим обследованию. В процессе высокоскоростных измерений формируется облако точек, фиксирующее пространственные координаты, на основе которых создается трехмерная модель объекта. Облако точек может содержать десятки миллионов точек, что обеспечивает создание детализированных чертежей и 3D-моделей с высокой степенью точности.
Принцип работы лазерного сканирования основан на измерении времени, необходимого для прохождения лазерного луча, который излучается сканером, отражается от поверхности объекта и возвращается к приемнику. На основе этого времени вычисляется расстояние до отражающей поверхности. Кроме того, фиксируются горизонтальные и вертикальные углы, что позволяет точно рассчитать пространственные координаты каждой измеряемой точки.
В отличие от традиционных методов съемки с использованием тахеометра, лазерное сканирование обеспечивает скорость измерений, которая в тысячи раз превышает скорость тахеометрической съемки. Эта технология также позволяет автоматизировать процесс, обеспечивая высокую детальность и точность данных благодаря исключению «человеческого фактора». Позиционирование измерительного зеркала осуществляется с помощью сервоприводов, что освобождает оператора от необходимости вручную управлять дальномером, записывать координаты и искать объект через окуляр.
Принцип определения точек лазерно-сканирующей системой аналогичен классической тахеометрической съемке, где каждая точка описывается в пространстве вектором, характеризуемым азимутальными и зенитными углами, а также длиной, измеряемой в безотражательном режиме. Основу большинства дальномеров, используемых в лазерносканирующих системах, составляют импульсный и фазовый принципы измерения расстояний, а также метод прямой угловой засечки (триангуляционные сканеры). В качестве источников сигнала применяются лазеры с классом безопасности, позволяющим использовать их без вреда для здоровья человека. Оптико-механический блок развертки служит для изменения направления лазерного луча. Обычно блок развертки состоит из комбинации сервопривода, поворачивающегося в горизонтальной плоскости, и полигонального зеркала или призмы, отклоняющего лазерный луч в вертикальной плоскости за счет своего качения или вращения. Такая конструкция позволяет лазерносканирующей системе выполнять панорамное сканирование с разворотом 360˚ вокруг своей оси.
Передача данных может осуществляться параллельно с проведением съемки на компьютер, управляющий лазерносканирующей системой через интерфейсный кабель или беспроводные средства передачи данных. Многие приборы оснащены встроенной памятью и средствами управления, что позволяет проводить съемку без подключения управляющего компьютера и передавать данные при камеральной обработке.
Особенности данной технологии делают ее не только более быстрым, но и более надежным методом получения пространственной информации, что делает его незаменимым инструментом в архитектуре, строительстве и других областях.
Объектами лазерного сканирования могут быть любые относительно неподвижные объекты, способные отражать свет и сохранять свои формы на протяжении времени измерений. К таким объектам относятся:
Архитектурные сооружения: дома, мосты, телебашни, туннели, плотины, подъёмные краны, цистерны, заводские цеха, атомные энергоблоки, корабли и другие конструкции. Лазерное сканирование позволяет детально документировать их состояние и проводить мониторинг изменений со временем.
Лазерное сканирование позволяет получить высокоточные данные о форме, размере и положении объектов в пространстве, что делает его незаменимым инструментом в различных областях науки, техники и культуры. Для работы с разными видами объектов могут быть использованы разные виды сканирования в зависимости от способа проведения и оборудования:
1. Наземное лазерное сканирование (TLS) — это метод, при котором сканер устанавливается на землю и производит съемку окружающей местности. Сканер может быть установлен на штативе или другом стационарном основании. Данный метод необходим для создания точных 3D-моделей зданий и сооружений для проектирования, реконструкции и реставрации, их обследования на предмет деформаций, трещин и других повреждений. Наземное сканирование также полезно при ведении учета и документирования объектов недвижимости, исторических памятников и других активов и создании детальных топографических карт местности.
2. Лазерное сканирование с воздуха (ALS) – это метод, при котором съемка проводится с помощью летательных аппаратов, таких как самолеты или беспилотные летательные аппараты (дроны), оснащенных лазерными сканерами. Воздушное сканирование необходимо при создании крупномасштабных топографических карт и моделей местности, обследовании дорог, мостов, трубопроводов и других инженерных сооружений, а также территорий после землетрясений, наводнений и других стихийных бедствий. В экологических изысканиях с помощью дронов производится оценка состояния лесов, определение высоты деревьев и плотности растительного покрова.
3. Мобильное лазерное сканирование (MLS) – это метод, при котором сканирование выполняется с помощью сканеров, установленных на движущихся транспортных средствах, таких как автомобили, поезда или корабли. Лазерный сканер, установленный на транспортном средстве, собирает данные прямо во время движения. Информация о положении транспортного средства фиксируется с помощью GPS и инерциальных навигационных систем, что позволяет точно привязать данные к географическим координатам. Данный метод может быть полезен при сборе данных для создания карт и моделей городской инфраструктуры, мониторинге состояния дорожного полотна, рельсового пути и прилегающей инфраструктуры, а также документировании и проверке дорожных знаков, фонарей, остановок и других объектов.
Объекты лазерного сканирования охватывают широкий спектр категорий, что делает эту технологию универсальным инструментом для различных отраслей. В целом, современная технология лазерного сканирования является мощным инструментом, который значительно улучшает качество работы в различных сферах, обеспечивая точность, эффективность и возможность сохранения информации о важных объектах.
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
Преимущества лазерного сканирования перед тахеометрической съемкой и другими наземными методами включают:
- Возможность мгновенной 3D визуализации
- Сверхточность
- Детализацию на высоком уровне
- Значительное повышение производительности труда
- Комфортные условия работы в полевых условиях
- Независимость от условий освещения
- Безопасность при съемке труднодоступных и опасных объектов
Лазерно-сканирующие технологии в последние десятилетия стали практическим инструментом для решения множества задач в маркшейдерии, геодезии, кадастре и создании геоинформационных систем. В условиях ускоряющейся автоматизации производства важность оперативной обработки данных и принятия решений в реальном времени становится все более очевидной, поскольку традиционные методы ведения маркшейдерской документации не справляются с такими задачами, а устаревшие приборы тормозят процесс получения результатов. Особенно остро сегодня стоит проблема при маркшейдерских съемках недоступных полостей в подземных выработках, где получение полных и достоверных данных традиционными методами практически невозможно.
Технология лазерного сканирования представляет собой передовой метод, позволяющий точно измерять расстояния между сканером и объектом, подлежащим обследованию. В процессе высокоскоростных измерений формируется облако точек, фиксирующее пространственные координаты, на основе которых создается трехмерная модель объекта. Облако точек может содержать десятки миллионов точек, что обеспечивает создание детализированных чертежей и 3D-моделей с высокой степенью точности.
Принцип работы лазерного сканирования основан на измерении времени, необходимого для прохождения лазерного луча, который излучается сканером, отражается от поверхности объекта и возвращается к приемнику. На основе этого времени вычисляется расстояние до отражающей поверхности. Кроме того, фиксируются горизонтальные и вертикальные углы, что позволяет точно рассчитать пространственные координаты каждой измеряемой точки.
В отличие от традиционных методов съемки с использованием тахеометра, лазерное сканирование обеспечивает скорость измерений, которая в тысячи раз превышает скорость тахеометрической съемки. Эта технология также позволяет автоматизировать процесс, обеспечивая высокую детальность и точность данных благодаря исключению «человеческого фактора». Позиционирование измерительного зеркала осуществляется с помощью сервоприводов, что освобождает оператора от необходимости вручную управлять дальномером, записывать координаты и искать объект через окуляр.
Принцип определения точек лазерно-сканирующей системой аналогичен классической тахеометрической съемке, где каждая точка описывается в пространстве вектором, характеризуемым азимутальными и зенитными углами, а также длиной, измеряемой в безотражательном режиме. Основу большинства дальномеров, используемых в лазерносканирующих системах, составляют импульсный и фазовый принципы измерения расстояний, а также метод прямой угловой засечки (триангуляционные сканеры). В качестве источников сигнала применяются лазеры с классом безопасности, позволяющим использовать их без вреда для здоровья человека. Оптико-механический блок развертки служит для изменения направления лазерного луча. Обычно блок развертки состоит из комбинации сервопривода, поворачивающегося в горизонтальной плоскости, и полигонального зеркала или призмы, отклоняющего лазерный луч в вертикальной плоскости за счет своего качения или вращения. Такая конструкция позволяет лазерносканирующей системе выполнять панорамное сканирование с разворотом 360˚ вокруг своей оси.
Передача данных может осуществляться параллельно с проведением съемки на компьютер, управляющий лазерносканирующей системой через интерфейсный кабель или беспроводные средства передачи данных. Многие приборы оснащены встроенной памятью и средствами управления, что позволяет проводить съемку без подключения управляющего компьютера и передавать данные при камеральной обработке.
Особенности данной технологии делают ее не только более быстрым, но и более надежным методом получения пространственной информации, что делает его незаменимым инструментом в архитектуре, строительстве и других областях.
Объектами лазерного сканирования могут быть любые относительно неподвижные объекты, способные отражать свет и сохранять свои формы на протяжении времени измерений. К таким объектам относятся:
Архитектурные сооружения: дома, мосты, телебашни, туннели, плотины, подъёмные краны, цистерны, заводские цеха, атомные энергоблоки, корабли и другие конструкции. Лазерное сканирование позволяет детально документировать их состояние и проводить мониторинг изменений со временем.
- Земельные участки: участки земли, дороги, автодороги, насыпи, дамбы, каналы и другие объекты инфраструктуры, измерение которых важно для проектирования и планирования земельных работ.
- Технические объекты: насосные станции, трансформаторные подстанции, промышленные установки, трубопроводы, вышки мобильной связи и другие инженерные сооружения. Сканирование таких объектов помогает в мониторинге состояния и выявлении потенциальных проблем.
- Исторические и культурные объекты: памятники архитектуры, древние строения, археологические раскопки, музейные экспонаты и другие объекты культурного наследия. Лазерное сканирование в современных условиях играет ключевую роль в сохранении и восстановлении исторических объектов, в том числе хрупких, поврежденных или частично утраченных.
- Естественные объекты: ландшафты, горы, пещеры, леса, реки, озера и другие природные образования. С помощью сканирования можно оценивать изменения в экосистемах и проводить исследования природных ресурсов, а также прогнозировать и проводить строительные работы на различных участках местности.
- Транспортные средства: автомобили, железнодорожные вагоны, самолеты, лодки и другие виды транспорта. Использование сканеров в этом случае помогает создавать точные модели для инженерных расчетов и проектирования.
- Крупные промышленные комплексы: заводы, фабрики, электростанции, шахты, рудники и другие промышленные объекты. Лазерное сканирование помогает в оптимизации процессов и повышении безопасности.
- Коммунальные объекты: водопроводные и канализационные сети, тепловые сети, системы вентиляции и кондиционирования, электросети и другие коммунальные системы. Проведение сканирования позволяет эффективно управлять инфраструктурой и планировать её развитие.
- Космические объекты: искусственные спутники Земли, планеты, астероиды и другие небесные тела. С помощью лазерного сканирования можно получать данные о поверхности и структуре этих объектов, что важно для астрономических исследований.
Лазерное сканирование позволяет получить высокоточные данные о форме, размере и положении объектов в пространстве, что делает его незаменимым инструментом в различных областях науки, техники и культуры. Для работы с разными видами объектов могут быть использованы разные виды сканирования в зависимости от способа проведения и оборудования:
1. Наземное лазерное сканирование (TLS) — это метод, при котором сканер устанавливается на землю и производит съемку окружающей местности. Сканер может быть установлен на штативе или другом стационарном основании. Данный метод необходим для создания точных 3D-моделей зданий и сооружений для проектирования, реконструкции и реставрации, их обследования на предмет деформаций, трещин и других повреждений. Наземное сканирование также полезно при ведении учета и документирования объектов недвижимости, исторических памятников и других активов и создании детальных топографических карт местности.
2. Лазерное сканирование с воздуха (ALS) – это метод, при котором съемка проводится с помощью летательных аппаратов, таких как самолеты или беспилотные летательные аппараты (дроны), оснащенных лазерными сканерами. Воздушное сканирование необходимо при создании крупномасштабных топографических карт и моделей местности, обследовании дорог, мостов, трубопроводов и других инженерных сооружений, а также территорий после землетрясений, наводнений и других стихийных бедствий. В экологических изысканиях с помощью дронов производится оценка состояния лесов, определение высоты деревьев и плотности растительного покрова.
3. Мобильное лазерное сканирование (MLS) – это метод, при котором сканирование выполняется с помощью сканеров, установленных на движущихся транспортных средствах, таких как автомобили, поезда или корабли. Лазерный сканер, установленный на транспортном средстве, собирает данные прямо во время движения. Информация о положении транспортного средства фиксируется с помощью GPS и инерциальных навигационных систем, что позволяет точно привязать данные к географическим координатам. Данный метод может быть полезен при сборе данных для создания карт и моделей городской инфраструктуры, мониторинге состояния дорожного полотна, рельсового пути и прилегающей инфраструктуры, а также документировании и проверке дорожных знаков, фонарей, остановок и других объектов.
Объекты лазерного сканирования охватывают широкий спектр категорий, что делает эту технологию универсальным инструментом для различных отраслей. В целом, современная технология лазерного сканирования является мощным инструментом, который значительно улучшает качество работы в различных сферах, обеспечивая точность, эффективность и возможность сохранения информации о важных объектах.
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