Какие технические параметры и критерии характеризуют выполнение работ по лазерному сканированию?

Лазерное сканирование используется для сбора данных о поверхности земли и объектах на местности, в результате чего формируется облако точек лазерных отражений (ОПЛР). Процесс лазерного сканирования включает определенные шаги, включающие подготовительные мероприятия и создание геодезической основы, проведение непосредственной процедуры измерения, а также обработку полученных данных специальными программами.



Системы лазерного сканирования можно классифицировать по методам съемки на несколько типов:

1. Наземное лазерное сканирование (TLS). Этот метод включает использование стационарного лазерного сканера, установленного на земле. Сканер вращается вокруг своей оси и собирает данные о окружающем пространстве. Наземное сканирование идеально подходит для детального изучения зданий, сооружений и других объектов, так как позволяет получать высокоточные данные на близком расстоянии.
2. Мобильное лазерное сканирование (MLS). В этом случае сканеры устанавливаются на движущиеся транспортные средства, такие как автомобили, поезда или дроны. Этот метод позволяет быстро собирать данные о больших территориях, например, для создания карт городских улиц или анализа инфраструктуры. Мобильное сканирование особенно полезно для дорожных и транспортных проектов.
3. Аэрофотосъемка с лазерным сканированием (LiDAR). Использует лазерные сканеры, установленные на летательных аппаратах (дронах, самолетах или вертолетах). Этот метод позволяет получать данные о больших территориях, таких как леса или горные районы. LiDAR особенно эффективен для создания цифровых моделей рельефа и анализа растительности.
4. Подводное лазерное сканирование. Специально разработанные лазерные сканеры используются для изучения подводных объектов и морского дна. Этот метод применим для археологических исследований, картографирования морского дна и оценки состояния подводной инфраструктуры.

 

Перед тем, как начать работы по сканированию для выполнения различных задач, необходимо верно рассчитать как экономическую целесообразность, так и необходимые технические характеристики необходимого инструментария и оборудования, соответствующие актуальным нормативам.

 

Лазерное сканирование — это высокотехнологичный процесс, который требует строгого соблюдения стандартов и методик для обеспечения точности и надежности получаемых данных. В России основным нормативным документом, регулирующим выполнение лазерного сканирования, является ГОСТ Р 70690. В соответствии с этим стандартом, методики выполнения работ и способы контроля делятся на два основных технологических процесса:

1. Процесс сканирования (обработка данных). Этот процесс включает в себя все этапы, связанные с непосредственным выполнением лазерного сканирования: выбор места установки сканера, настройку оборудования, а также определение параметров сканирования (разрешение, плотность точек и т.д.) и установку оборудования. На этом этапе также происходит фактическое лазерное сканирование объекта, во время которого устройство собирает данные, создавая облако точек, которое представляет собой трехмерное изображение объекта или местности. После завершения сканирования данные обрабатываются с использованием специализированного программного обеспечения.
2. Контроль качества (проверка данных). Контроль качества — это процесс, который включает в себя проверку полученных данных на соответствие установленным требованиям и стандартам. В ходе проверки необходимо убедиться, что полученные данные соответствуют заявленной точности, а также провести анализ полученных облаков точек на наличие ошибок, артефактов или недочетов. Полученные результаты должны быть сопоставлены с проектными данными, чтобы выявить возможные отклонения и ошибки в процессе строительства или проектирования. По результатам контроля качества составляется отчет, в котором фиксируются все обнаруженные несоответствия и рекомендации по их устранению.

 

Соблюдение этих технологических процессов обеспечивает высокое качество и надежность данных, получаемых с помощью лазерного сканирования. Важно, чтобы все этапы работ были прописаны в техническом задании и согласованы с заказчиком, что гарантирует прозрачность и взаимопонимание между сторонами.



Требования к системам лазерного сканирования продиктованы необходимостью проведения точных и безопасных работ. В состав такой системы должны входить следующие ключевые компоненты:

• Лидар – устройство, отправляющее лазерные импульсы и принимающее отраженные сигналы для измерения расстояний и координат точек объектов
• Накопитель памяти – устройство для хранения данных, полученных в процессе сканирования
• Аккумулятор (внутренний или внешний) – источник питания, обеспечивающий работу системы
• Блок управления – компонент, отвечающий за управление процессом сканирования и обработку данных

 

Все эти элементы обеспечивают эффективность и точность лазерного сканирования, что делает его незаменимым инструментом в современных геодезических работах.

 

Данные, полученные с использованием лазерного сканирования, в обязательном порядке должны соответствовать стандартам, установленным в ГОСТ, чтобы гарантировать их точность и надежность.

 

Дополнительные измерительные системы, которые могут использоваться в сочетании с лазерными сканерами, включают:

• Фотокамеры, позволяющие захватывать визуальную информацию о поверхности объектов, включая их цвет, текстуру и другие характеристики
• Приемники ГНСС или антенны, которые обеспечивают определение координат с помощью спутниковых систем (ГНСС)
• Инерциальная навигационная система, позволяющая определять расположение и ориентацию объекта в пространстве без необходимости в внешних ориентировках
• Одометр, представляющий собой устройство, предназначенное для измерения пройденного расстояния и скорости движения мобильной платформы
• Профилометр, т. е. прибор, используемый для анализа профиля поверхности объектов
• Георадиолокационное оборудование, исследующее подземные объекты и структуры с помощью радиоволн, позволяя получать информацию о том, что находится под поверхностью

 

Для обеспечения точности и согласованности результатов данные, полученные с этих дополнительных приборов, должны быть синхронизированы по координатам и времени. Это позволяет интегрировать информацию и получать более полное представление о исследуемом объекте.



К результатам лазерного сканирования предъявляются определенные требования, влияющие на качество и точность получаемых данных, а также на условия, в которых осуществляется сканирование:

1. Система координат. Система координат определяет пространственное положение каждой точки в трехмерном пространстве. В лазерном сканировании обычно применяются декартовы координаты (X, Y, Z), где каждая точка имеет три координаты. Правильный выбор системы координат критически важен для обеспечения точности и согласованности данных, особенно при интеграции с другими геопространственными источниками.
2. Точность. Точность метода отражает, насколько измеренные координаты соответствуют реальным координатам объектов. Этот параметр может варьироваться в зависимости от типа сканера, условий съемки и расстояния до объекта. Высокая точность необходима для создания детализированных моделей и проведения точных измерений.
3. Габаритные размеры объекта. Габариты объекта определяют его физические размеры и форму, что важно для точного измерения. Лазерное сканирование позволяет точно фиксировать эти параметры, что критично для проектирования, реконструкции и других инженерных задач.
4. Плотность измерений. Плотность измерений показывает количество точек, зарегистрированных на единицу площади поверхности объекта. Чем выше плотность, тем более детализированной будет модель. Высокая плотность измерений обеспечивает более точное и детальное представление объекта.
5. Детальность. Этот параметр определяет уровень детализации модели, то есть насколько мелкие элементы объекта могут быть зафиксированы и измерены. Высокая детальность важна для точного анализа и проектирования.
6. Цвет. Некоторые лазерные сканеры способны фиксировать цвет каждой точки, что позволяет создавать цветные модели объектов. Цветовая информация может быть полезна для визуализации и анализа.
7. Условия работы. Условия работы включают погодные факторы, освещение, доступность объекта и другие аспекты, которые могут повлиять на качество и точность измерений. Учет этих условий помогает выбрать оптимальные параметры сканирования и минимизировать возможные ошибки.
8. Форма представления результата. Результаты лазерного сканирования могут быть представлены в виде облака точек, трехмерной модели, чертежей или других форматов. Выбор формата зависит от целей и задач, для которых проводятся измерения.

 

Поверка сканирующих устройств нужна для подтверждения их точности и надежности. Этот процесс включает проверку всех ключевых параметров системы, таких как точность измерения расстояний, углов и интенсивности отраженного сигнала. Перед началом работ также требуется провести юстировку оборудования, что предусмотрено техническими и эксплуатационными инструкциями. Юстировка позволяет оптимизировать систему для достижения максимально точных результатов. Это необходимо делать после любых изменений в конструкции системы или ориентировке измерительных устройств, чтобы компенсировать возможные изменения в настройках и обеспечить точность измерений.



При проведении процедуры сканирования важно соблюдать нормы и правила безопасности для минимизации рисков для здоровья людей и окружающей среды:

1. Защита от лазерного излучения. Лазеры, используемые в сканерах, могут представлять опасность для зрения и кожи. Рекомендуется использовать защитные очки и избегать прямого попадания луча.

2. Электробезопасность. Оборудование для лазерного сканирования требует подключения к источникам питания. Необходимо соблюдать правила электробезопасности, включая использование заземления и изоляцию проводов.

3. Безопасность при работе на высоте. При сканировании объектов на высоте обязательно использование страховочных систем и соблюдение правил работы на высоте.

4. Безопасность в труднодоступных местах. При работе в таких условиях необходимо использовать соответствующее защитное снаряжение и соблюдать правила безопасности.

5. Минимизация воздействия на окружающую среду. Хотя лазерное сканирование не оказывает прямого воздействия на природу, важно учитывать его влияние на флору и фауну в природных зонах. Утилизация отходов, таких как аккумуляторы, также должна проводиться правильно и в полной мере.

6. Снижение шумового загрязнения. Некоторые сканеры могут создавать шум во время работы, что может вызывать дискомфорт у людей и животных. Этот фактор следует учитывать при работе в жилых зонах и охраняемых территориях.

 

Перед началом любых измерительных работ по лазерному сканированию крайне важно подготовить всю необходимую документацию, касающуюся безопасности и охраны окружающей среды, включая инструкции по эксплуатации всех систем и план действия при возникновении ЧС. Также необходимо, чтобы персонал, осуществляющий работы, прошел соответствующее обучение по вопросам безопасности и охраны окружающей среды. Следование всем необходимым правилам способствует безопасному и эффективному проведению лазерного сканирования, минимизируя риски для здоровья людей и окружающей среды.



Основные параметры и критерии, которые следует учитывать в процессе работ, должны быть четко отражены в техническом задании (ТЗ). Этот документ описывает цели, задачи, требования и условия выполнения обмерных работ с использованием сканеров. Наличие ТЗ помогает структурировать процесс, определить ожидаемые результаты и установить критерии для оценки качества. Основные разделы технического задания могут включать:

 

1. Общие сведения о проекте: название проекта, информация о заказчике и исполнителе.

2. Цели и задачи: конкретные цели, которые необходимо достичь в ходе сканирования.

3. Объект сканирования: описание типа объекта (здание, сооружение, участок местности и т.д.), его местоположение, основные характеристики, а также требования к детализации и плотности измерений.

4. Требования к оборудованию: предпочтительный тип сканера (наземный, мобильный, воздушный) и его основные характеристики (точность, дальность действия, скорость сканирования), а также необходимость использования дополнительного оборудования (например, камер, приемников ГНСС и др.).

5. Порядок выполнения работ: этапы выполнения сканирования, включая подготовительные работы, непосредственно сканирование и обработку данных, с указанием планируемого графика выполнения работ.

6. Требования к результатам: форма представления результатов (облако точек, трехмерная модель, чертежи и т.д.) и критерии оценки качества. В этом разделе подробно описываются критерии, по которым будет оцениваться качество выполненных работ (точность, детальность и др.).

7. Требования безопасности и охраны окружающей среды: меры по обеспечению безопасности людей и защиты окружающей среды, правила эксплуатации оборудования, включая требования к юстировке и поверке.

8. Стоимость и сроки выполнения работ: информация о предполагаемой стоимости и сроках выполнения всех этапов проекта.

9. Приложения: технические документы, чертежи и другие материалы, необходимые для успешного выполнения работ.

 

Техническое задание служит основой для четкого формулирования требований и ожиданий сторон, участвующих в проекте, и способствует успешному выполнению работ по лазерному сканированию.

 

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