Какие основные термины и определения наземного лазерного сканирования?
Акрополь-Гео
«Акрополь-Гео»
крутите вниз
- Главная ›
- Статьи ›
- Публикации ›
- Какие основные термины и определения наземного лазерного сканирования?
Современный этап развития общества, характеризующийся интенсивными темпами строительства и производства, требует разработки новых технологий геодезического сопровождения возведения и эксплуатации инженерных сооружений. Эти технологии должны основываться на передовых приборных и компьютерных средствах, обеспечивающих высокую точность и надежность измерений. Нормативная документация, регулирующая строительные и производственные процессы, подчеркивает необходимость регулярного обследования и комплексного мониторинга технического состояния различных инженерных объектов.
Наземное лазерное сканирование представляет собой передовой метод, позволяющий с высокой точностью и детализацией измерять параметры различных объектов, таких как здания, сооружения и участки местности. Суть метода заключается в использовании лазерной сканирующей системы, которая направляет лазерный луч на поверхность объекта. После отражения луч возвращается в принимающую систему, где фиксируется его интенсивность и время прохождения. Эти данные позволяют определить расстояние до каждой точки объекта и вычислить ее пространственные координаты X, Y, Z, а также интенсивность отраженного сигнала d. Для импульсных сканеров фиксируется время прохождения луча, а для фазовых — разность фаз посланного и отраженного сигналов, что позволяет определить расстояние до каждой точки и, используя углы отклонения луча, вычислить ее координаты в системе сканера. Существует также триангуляционный метод, который применяется для определения пространственного положения точки. В этом методе излучатель и приемник сигнала разнесены на известное расстояние — базис. Координаты точки определяются путем решения треугольника, где известны одна сторона (базис) и два прилегающих угла. Этот метод обеспечивает высокую точность определения положения каждой точки в пространстве.
Наземный лазерный сканер объединяет в себе функции теодолита, лазерного дальномера и сенсора. Это позволяет регистрировать для каждой точки объекта горизонтальный угол (φ), вертикальный угол (ν) с помощью теодолита, расстояние (D) до точки с использованием лазерного дальномера, а также интенсивность отраженного сигнала (d) с помощью встроенного сенсора. Такая интеграция обеспечивает высокую точность и полноту данных при съемке объектов.
Трехмерное лазерное сканирование активно применяется в таких областях, как геодезия, проектирование, исследование деформаций зданий и сооружений, археология, медицина и другие. Эта технология отличается высокой степенью автоматизации получения и обработки метрической информации, а также точностью и избыточностью данных. Лазеры используются для получения пространственной информации благодаря своим уникальным свойствам, таким как когерентность излучения, монохроматичность и узкая расходимость пучка. Эти свойства позволяют получать более точные и детализированные данные по сравнению с другими съемочными системами, что делает лазерные системы особенно востребованными в работе с пространственными данными об объектах местности.
Преимуществами технологии выступают:
Для внедрения новой технологии получения данных путем лазерного сканирования был разработан свой особый понятийный аппарат, включающий следующие термины:
1. Лазерное отражение для точки — информация о точке объекта, содержащая пять характеристик: сферические пространственные координаты точки (φ, θ, R), интенсивность отраженного сигнала (I) и реальный цвет точки (IRGB).
2. Массив точек (точечная модель) — множество лазерных отражений от объектов, формируемое из совокупности сканов.
3. Мертвая зона — зона, которая не попадает в поле зрения сканера с одной станции.
4. Скан — изображение, получаемое наземной сканирующей установкой за один цикл его работы, элементами (пикселями) которого являются лазерные отражения точек объекта.
5. Сканерная станция — точка стояния сканера.
6. Трехмерная векторная модель — трехмерная модель поверхности объекта, представляемая с помощью набора математических функций (геометрических примитивов, сплайн-функций, нерегулярных триангуляционных сетей и т. п.).
7. Лазерный сканер — устройство, предназначенное для измерения пространственных координат точек объекта посредством испускания луча лазера.
8. Лазерное сканирование — процесс получения пространственных данных об объекте с использованием лазерного сканера.
9. Фокус (рабочий) — расстояние, на котором лазерное сканирующее устройство обеспечивает наивысшую точность измерений.
10. Точность (прибора или сшивки) — степень соответствия измеренных координат реально существующим координатам объекта.
11. Плотность — количество точек, измеренных на единицу площади поверхности объекта.
12. Детальность — степень подробности и детализации, с которой отображаются элементы объекта в модели.
13. Цветность — наличие информации о цвете каждой точки в модели.
14. Точка (измерение) — минимальная единица данных, которая была получена в результате работы сканирующего устройства, и содержит информацию о пространственных координатах и других характеристиках точки.
15. Облако точек — набор точек, полученных в результате работы сканера, представляющий собой трехмерное изображение объекта.
16. Сшивка — процесс объединения данных, полученных с разных сканерных станций, в единую модель.
17. Регистрация — процесс приведения данных из разных сканов к единой системе координат.
18. Расслоение сканов или Пироги (сленг) — процесс разделения данных на отдельные слои для удобства обработки и анализа.
19. Прорежение (облака точек) — процесс удаления избыточных точек из облака для уменьшения его объема и повышения эффективности обработки.
20. Фильтрация — процесс удаления шумов и нежелательных данных из облака точек.
21. Цифровая 3D модель (первичная, точечная, растровая) — модель, представляющая объект в виде набора точек или пикселей, без использования математических функций.
22. Геометрическая 3D модель (векторная) — модель, представляющая объект с помощью математических функций, таких как геометрические примитивы, сплайн-функции и нерегулярные триангуляционные сети.
23. Интеллектуальная 3D модель (с атрибутами элементов) — модель, содержащая не только геометрическую информацию, но и дополнительные атрибуты, такие как материалы, назначение и другие характеристики элементов объекта.
24. Разрешение сканера — способность сканера различать мелкие детали объекта, измеряемая в количестве точек на единицу площади.
25. Интерполяция — процесс заполнения пропусков в данных, являющихся результатом сканирования, с использованием математических методов.
26. Точность измерений — степень соответствия измеренных значений реальным параметрам объекта, выражаемая в миллиметрах или долях миллиметра.
27. Дальность сканирования — максимальное расстояние, на котором сканер способен эффективно измерять координаты точек объекта.
28. Скорость сканирования — количество точек, которые сканер может измерить за единицу времени, обычно выражается в точках в секунду.
29. Отражательная способность — способность поверхности объекта отражать луч лазера, влияющая на точность и качество измерений.
30. Визуализация данных — процесс преобразования полученных данных в наглядное изображение или модель, доступное для анализа и интерпретации.
31. Калибровка сканера — процесс настройки сканера для обеспечения максимальной точности измерений.
32. Мобильное сканирование — процесс извлечения данных при помощи сканера, установленного на подвижном транспортном средстве.
33. Воздушное сканирование — процесс извлечения данных при помощи сканера, установленного на летательном аппарате.
34. Наземное сканирование — процесс извлечения данных при помощи сканера, установленного на земле.
35. Интерактивная модель — модель, позволяющая пользователю взаимодействовать с ней в реальном времени, например, вращать, масштабировать или выделять отдельные элементы.
36. Облако точек с текстурой — облако точек, в котором каждая точка содержит информацию о цвете или текстуре поверхности объекта.
37. Полигональная модель — модель, представляющая объект через полигоны (треугольники или другие многоугольники).
38. Нормали — векторы, перпендикулярные к поверхности объекта в каждой точке, которые необходимы для определения ориентации поверхности.
39. Сегментация — процесс разделения облака точек на отдельные сегменты, соответствующие различным элементам объекта.
40. Классификация точек — процесс присвоения каждой точке в облаке определенного класса, например, «земля», «здание», «растительность».
<span style=«font-family:»Calibri",sans-serif">Все вышеперечисленные термины помогают более полно понять и описать процессы, связанные с лазерным сканированием и обработкой полученных данных.
<span style=«font-family:»Calibri",sans-serif">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
Наземное лазерное сканирование представляет собой передовой метод, позволяющий с высокой точностью и детализацией измерять параметры различных объектов, таких как здания, сооружения и участки местности. Суть метода заключается в использовании лазерной сканирующей системы, которая направляет лазерный луч на поверхность объекта. После отражения луч возвращается в принимающую систему, где фиксируется его интенсивность и время прохождения. Эти данные позволяют определить расстояние до каждой точки объекта и вычислить ее пространственные координаты X, Y, Z, а также интенсивность отраженного сигнала d. Для импульсных сканеров фиксируется время прохождения луча, а для фазовых — разность фаз посланного и отраженного сигналов, что позволяет определить расстояние до каждой точки и, используя углы отклонения луча, вычислить ее координаты в системе сканера. Существует также триангуляционный метод, который применяется для определения пространственного положения точки. В этом методе излучатель и приемник сигнала разнесены на известное расстояние — базис. Координаты точки определяются путем решения треугольника, где известны одна сторона (базис) и два прилегающих угла. Этот метод обеспечивает высокую точность определения положения каждой точки в пространстве.
Наземный лазерный сканер объединяет в себе функции теодолита, лазерного дальномера и сенсора. Это позволяет регистрировать для каждой точки объекта горизонтальный угол (φ), вертикальный угол (ν) с помощью теодолита, расстояние (D) до точки с использованием лазерного дальномера, а также интенсивность отраженного сигнала (d) с помощью встроенного сенсора. Такая интеграция обеспечивает высокую точность и полноту данных при съемке объектов.
Трехмерное лазерное сканирование активно применяется в таких областях, как геодезия, проектирование, исследование деформаций зданий и сооружений, археология, медицина и другие. Эта технология отличается высокой степенью автоматизации получения и обработки метрической информации, а также точностью и избыточностью данных. Лазеры используются для получения пространственной информации благодаря своим уникальным свойствам, таким как когерентность излучения, монохроматичность и узкая расходимость пучка. Эти свойства позволяют получать более точные и детализированные данные по сравнению с другими съемочными системами, что делает лазерные системы особенно востребованными в работе с пространственными данными об объектах местности.
Преимуществами технологии выступают:
- Высокая точность измерений до долей миллиметра
- Скорость работы, доходящая до тысячи измерений в секунду, что значительно ускоряет процесс обмера
- Отсутствие физического контакта с объектом, что делает его безопасным и удобным для использования в труднодоступных или опасных местах, а также при работе с хрупкими, редкими, ценными предметами
- Универсальность метода, заключающаяся в его использовании для обмера любых объектов, включая здания, сооружения, природные ландшафты и промышленные объекты
- Возможности наиболее полного и детального описания как целого объекта, так и его части
- Возможность сохранения высочайшей детализации данных, доступных каждому специалисту
- Экономия времени сил и благодаря меньшим затратам ресурсов на проведение измерений и обработку результатов
- Способность данных к качественному структурированию и формализированию для дальнейшего использования
Для внедрения новой технологии получения данных путем лазерного сканирования был разработан свой особый понятийный аппарат, включающий следующие термины:
1. Лазерное отражение для точки — информация о точке объекта, содержащая пять характеристик: сферические пространственные координаты точки (φ, θ, R), интенсивность отраженного сигнала (I) и реальный цвет точки (IRGB).
2. Массив точек (точечная модель) — множество лазерных отражений от объектов, формируемое из совокупности сканов.
3. Мертвая зона — зона, которая не попадает в поле зрения сканера с одной станции.
4. Скан — изображение, получаемое наземной сканирующей установкой за один цикл его работы, элементами (пикселями) которого являются лазерные отражения точек объекта.
5. Сканерная станция — точка стояния сканера.
6. Трехмерная векторная модель — трехмерная модель поверхности объекта, представляемая с помощью набора математических функций (геометрических примитивов, сплайн-функций, нерегулярных триангуляционных сетей и т. п.).
7. Лазерный сканер — устройство, предназначенное для измерения пространственных координат точек объекта посредством испускания луча лазера.
8. Лазерное сканирование — процесс получения пространственных данных об объекте с использованием лазерного сканера.
9. Фокус (рабочий) — расстояние, на котором лазерное сканирующее устройство обеспечивает наивысшую точность измерений.
10. Точность (прибора или сшивки) — степень соответствия измеренных координат реально существующим координатам объекта.
11. Плотность — количество точек, измеренных на единицу площади поверхности объекта.
12. Детальность — степень подробности и детализации, с которой отображаются элементы объекта в модели.
13. Цветность — наличие информации о цвете каждой точки в модели.
14. Точка (измерение) — минимальная единица данных, которая была получена в результате работы сканирующего устройства, и содержит информацию о пространственных координатах и других характеристиках точки.
15. Облако точек — набор точек, полученных в результате работы сканера, представляющий собой трехмерное изображение объекта.
16. Сшивка — процесс объединения данных, полученных с разных сканерных станций, в единую модель.
17. Регистрация — процесс приведения данных из разных сканов к единой системе координат.
18. Расслоение сканов или Пироги (сленг) — процесс разделения данных на отдельные слои для удобства обработки и анализа.
19. Прорежение (облака точек) — процесс удаления избыточных точек из облака для уменьшения его объема и повышения эффективности обработки.
20. Фильтрация — процесс удаления шумов и нежелательных данных из облака точек.
21. Цифровая 3D модель (первичная, точечная, растровая) — модель, представляющая объект в виде набора точек или пикселей, без использования математических функций.
22. Геометрическая 3D модель (векторная) — модель, представляющая объект с помощью математических функций, таких как геометрические примитивы, сплайн-функции и нерегулярные триангуляционные сети.
23. Интеллектуальная 3D модель (с атрибутами элементов) — модель, содержащая не только геометрическую информацию, но и дополнительные атрибуты, такие как материалы, назначение и другие характеристики элементов объекта.
24. Разрешение сканера — способность сканера различать мелкие детали объекта, измеряемая в количестве точек на единицу площади.
25. Интерполяция — процесс заполнения пропусков в данных, являющихся результатом сканирования, с использованием математических методов.
26. Точность измерений — степень соответствия измеренных значений реальным параметрам объекта, выражаемая в миллиметрах или долях миллиметра.
27. Дальность сканирования — максимальное расстояние, на котором сканер способен эффективно измерять координаты точек объекта.
28. Скорость сканирования — количество точек, которые сканер может измерить за единицу времени, обычно выражается в точках в секунду.
29. Отражательная способность — способность поверхности объекта отражать луч лазера, влияющая на точность и качество измерений.
30. Визуализация данных — процесс преобразования полученных данных в наглядное изображение или модель, доступное для анализа и интерпретации.
31. Калибровка сканера — процесс настройки сканера для обеспечения максимальной точности измерений.
32. Мобильное сканирование — процесс извлечения данных при помощи сканера, установленного на подвижном транспортном средстве.
33. Воздушное сканирование — процесс извлечения данных при помощи сканера, установленного на летательном аппарате.
34. Наземное сканирование — процесс извлечения данных при помощи сканера, установленного на земле.
35. Интерактивная модель — модель, позволяющая пользователю взаимодействовать с ней в реальном времени, например, вращать, масштабировать или выделять отдельные элементы.
36. Облако точек с текстурой — облако точек, в котором каждая точка содержит информацию о цвете или текстуре поверхности объекта.
37. Полигональная модель — модель, представляющая объект через полигоны (треугольники или другие многоугольники).
38. Нормали — векторы, перпендикулярные к поверхности объекта в каждой точке, которые необходимы для определения ориентации поверхности.
39. Сегментация — процесс разделения облака точек на отдельные сегменты, соответствующие различным элементам объекта.
40. Классификация точек — процесс присвоения каждой точке в облаке определенного класса, например, «земля», «здание», «растительность».
<span style=«font-family:»Calibri",sans-serif">Все вышеперечисленные термины помогают более полно понять и описать процессы, связанные с лазерным сканированием и обработкой полученных данных.
<span style=«font-family:»Calibri",sans-serif">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