Что из себя представляет результат лазерной 3D-съемки?
Акрополь-Гео
«Акрополь-Гео»
крутите вниз
- Главная ›
- Статьи ›
- Публикации ›
- Что из себя представляет результат лазерной 3D-съемки?
Лазерное сканирование на сегодняшний день является одним из самых точных методов для комплексного контроля качества строительства, ремонта и эксплуатации различных объектов. Этот метод позволяет детально обследовать объекты, выявляя все несоответствия, возникающие в процессе строительства или ремонта, а также отслеживать текущее состояние объектов и формировать соответствующую документацию. Лазерное сканирование является весьма ценным источником данных о местности и объектах, а также методом извлечения пространственных данных, необходимых для решения кадастровых, проектных и инженерных задач.
Качество и характеристики информации, полученной с помощью лазерного сканирования, непосредственно влияют на итоговое качество пространственных данных, что крайне важно при планировании любой деятельности.
Лазерное сканирование можно разделить на три основных типа: наземное, воздушное и мобильное. Каждый из этих методов предназначен для решения специфических задач. Среди всех задач, решаемых с помощью лазерного сканирования, наиболее требовательной к плотности и точности данных является задача выявления дефектов. В этом контексте наземное лазерное сканирование (НЛС) обеспечивает более высокую плотность и точность данных, однако уступает мобильному лазерному сканированию (МЛС) по скорости сбора информации. НЛС позволяет выполнять несколько тысяч измерений на квадратный метр с частотой сканирования, достигающей сотен тысяч герц.
При выборе системы лазерного сканирования для решения любого рода задач важно учитывать требования технического задания, экономические нюансы и технические системные характеристики. Эти факторы должны гарантировать необходимую точность, максимальную плотность данных и производительность работ в соответствии с действующими стандартами. Определение оптимального метода лазерного сканирования в каждой конкретной ситуации зависит от площади объекта съемки и требуемых показателей плотности и точности данных.
Результатом использования лазерных установок является единый массив точек лазерных отражений (ТЛО). Полученное облако точек представляет собой множество точек в трехмерном пространстве, каждая из которых несет информацию о своем положении в системе координат и дополнительных характеристиках, таких как интенсивность отраженного сигнала, зависящая от отражательной способности сканируемого объекта, порядковый номер отражения и реальный цвет. Информация об интенсивности присутствует в массиве точек, полученных любым лазерным сканером, и прямо пропорциональна отражательной способности объекта, которому соответствует данная точка. Массив точек получается в результате измерения расстояний до поверхности объекта с помощью лазерного излучения. Определение различных характеристик объекта выполняется на основе массива точек лазерных отражений (ТЛО), который предварительно обрабатывается с использованием специализированных алгоритмов.
Порядковый номер отражения может фиксироваться для каждой точки массива. Эта характеристика связана с явлением регистрации множественных отражений, когда зондирующий лазерный импульс встречает на своем пути несколько объектов, каждый из которых генерирует отдельный импульс в направлении приемника лазерного излучения. Это явление может наблюдаться, например, при сканировании крон деревьев и зданий, когда за один зондирующий импульс регистрируется несколько отражений.
Информация о реальном цвете объекта для каждой точки массива фиксируется в том случае, если совместно с процессом сканирования выполняется цифровая фотосъемка. Цифровая камера может быть встроена в лазерный сканер или установлена на него с помощью специального крепления. Для точного назначения реальных цветов необходимо проводить калибровку камеры и определять ее позицию относительно лазерного сканера.
Для решения топографических и других измерительных задач с максимальной точностью, независимо от вида лазерного сканирования, необходимо выполнять предварительную обработку данных, включающую уравнивание и фильтрацию. Основной целью такой работы является получение цифровые моделей рельефа (ЦМР) или поверхности (ЦМП). ЦМР представляют собой трехмерные модели поверхности земли, отображающие высоту и форму рельефа. ЦМР могут использоваться для топографических карт, гидрологических исследований, анализа дренажных систем и проектирования дорог. (ЦМП) включают в себя не только рельеф, но и все объекты на поверхности, такие как здания, деревья, дороги и другие элементы. ЦМП применяются для градостроительства, кадастрового учета, анализа урбанистической среды и планирования территорий.
Формирование единого массива точек лазерных отражений (ТЛО) в заданной системе координат производится на этапе предварительной обработки данных, полученных во время полевой съемки. Этот процесс включает уравнивание данных, в ходе которого нередко требуется провести фильтрацию, устраняя ТЛО с ошибочным положением. Количество таких ошибочных точек зависит от особенностей используемой модели лазерного сканера, характера территории съемки и погодных условий. Разработка методик и алгоритмов фильтрации данных лазерного сканирования основывается на анализе пространственного положения каждой ТЛО, а также ряда дополнительных характеристик, таких как интенсивность отраженного сигнала, порядковый номер отражения и значение цвета.
Фильтрация может осуществляться как до уравнивания массивов ТЛО, полученных при повторном сканировании территории, так и после уравнивания. Применение алгоритмов фильтрации до уравнивания особенно актуально при большой плотности ошибочных ТЛО, когда они образуют целые группы. Большое количество ошибочных точек на единицу площади может значительно влиять на точность уравнивания и достоверность автоматического распознавания объектов местности, а также на точность трехмерного моделирования. Если плотность ошибочных ТЛО невысока, влияние на точность уравнивания будет минимальным, однако возможны искажения при автоматическом построении цифровых моделей рельефа (ЦМР) и цифровых моделей поверхности (ЦМП). Качество фильтрации данных лазерного сканирования зависит от множества параметров, которые могут влиять на точность и эффективность удаления ошибочных точек, сохраняя при этом истинные характеристики объектов. На результаты фильтрации могут повлиять плотность ошибочных точек, модель лазерного сканера, особенности рельефа, наличие растительности, строений и других объектов, а также погодные условия, такие как туман, дождь или снег, интенсивность и угол падения солнечного света.
Для обеспечения достаточной точности массива ТЛО важно следовать утвержденным методикам съемки и камеральной обработки данных. Чтобы добиться высокой точности, данные ЛС должны быть полностью уравнены, отфильтрованы от ложных точек, возникающих в результате переотражений, и прорежены для уменьшения объема данных без потери ключевой информации.
Постобработка данных, полученных с помощью лазерного сканирования, должна соответствовать определённым стандартам и требованиям. В результате этой обработки необходимо получить материалы, которые включают файлы с облаками точек лазерных отражений (ТЛО), а также фото- и видеоматериалы, если это предусмотрено проектом. Кроме того, в комплект должны входить картограммы выполненных работ, акты контроля качества и отчеты о проведённых работах.
Формат LAS или аналогичные форматы считаются общепринятыми для файлов, содержащих облака точек лазерных отражений (ТЛО). Эти файлы включают пространственные координаты точек, интенсивность отраженного сигнала, цветовой код RGB (определяемый по фотоизображениям), номера и количество отражений, а также всемирное время UTC и угол поворота зеркала. Если объем облаков точек превышает емкость доступной оперативной памяти, обработка данных должна происходить поэтапно, с загрузкой и обработкой массивов размером не более 3-4 ГБ или 100-130 миллионов точек.
Результаты лазерного сканирования используются для создания различных типов пространственных данных, таких как цифровые топографические карты и планы (ЦТК и ЦТП), 3D модели местности, цифровые инженерные топографические планы (ЦИТП) и инженерные цифровые модели местности (ИЦММ). ЦТК представляют собой электронные аналоги традиционных топографических карт, отображающих рельеф, природные и антропогенные объекты, а также инфраструктуру. ЦТП предоставляют детализированные планы местности с горизонталями и контурными линиями. 3D модели местности воссоздают объемные представления географических объектов и рельефа на основе данных лазерного сканирования или фотограмметрии. ЦИТП включают информацию о инженерных сетях и коммуникациях, служа основой для проектирования и управления инженерными системами. ИЦММ представляют собой комплексные цифровые модели, включающие как рельеф, так и инженерные объекты, такие как дороги, здания и мосты, и используются для проектирования, анализа и управления территориями.
Для обработки данных лазерного сканирования применяются специализированные программные средства, обеспечивающие соответствующую функциональность. Облако точек представляется в равноугольной поперечно-цилиндрической картографической проекции, с привязкой к геодезической системе координат ГСК или ITRF и геодезическим высотам. В зависимости от поставленных задач, результаты лазерного сканирования могут быть представлены в государственной (ГСК) или местной (МСК) системе координат и высот, согласно действующим нормативным документам.
К файлам облаков ТЛО прилагается текстовый файл с параметрами преобразования системы координат и модели использованного геоида в формате WKT или аналогичном, указанным в техническом задании. Последующая обработка облаков точек позволяет получать производные продукты, такие как профили, сечения, структурные линии и цифровые модели пространственных объектов, как природных, так и созданных человеком, выделенные разными методами классификации.
При использовании лазерного сканирования в промышленной сфере или городском кадастре, облака точек могут быть преобразованы в модели САПР и более сложные информационные модели зданий (BIM), что позволяет проводить всесторонний анализ на всех этапах проектирования и строительства.
Системы автоматизированного проектирования (САПР) и информационное моделирование зданий (BIM) используются в широком спектре отраслей и задач. САПР применяется в промышленном конструировании, включая автомобилестроение, судостроение, аэрокосмическую промышленность, а также в архитектурном и промышленном проектировании. САПР также используется в создании компьютерной анимации для фильмов, рекламы и технических материалов. BIM, в свою очередь, применяется для точного построения моделей зданий и конструкций, наполнения их атрибутивной информацией и представления в различных разрезах и видах. Обе системы широко используются в проектировании, строительстве и управлении объектами, обеспечивая точность и эффективность в процессе разработки и эксплуатации.
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
Качество и характеристики информации, полученной с помощью лазерного сканирования, непосредственно влияют на итоговое качество пространственных данных, что крайне важно при планировании любой деятельности.
Лазерное сканирование можно разделить на три основных типа: наземное, воздушное и мобильное. Каждый из этих методов предназначен для решения специфических задач. Среди всех задач, решаемых с помощью лазерного сканирования, наиболее требовательной к плотности и точности данных является задача выявления дефектов. В этом контексте наземное лазерное сканирование (НЛС) обеспечивает более высокую плотность и точность данных, однако уступает мобильному лазерному сканированию (МЛС) по скорости сбора информации. НЛС позволяет выполнять несколько тысяч измерений на квадратный метр с частотой сканирования, достигающей сотен тысяч герц.
При выборе системы лазерного сканирования для решения любого рода задач важно учитывать требования технического задания, экономические нюансы и технические системные характеристики. Эти факторы должны гарантировать необходимую точность, максимальную плотность данных и производительность работ в соответствии с действующими стандартами. Определение оптимального метода лазерного сканирования в каждой конкретной ситуации зависит от площади объекта съемки и требуемых показателей плотности и точности данных.
Результатом использования лазерных установок является единый массив точек лазерных отражений (ТЛО). Полученное облако точек представляет собой множество точек в трехмерном пространстве, каждая из которых несет информацию о своем положении в системе координат и дополнительных характеристиках, таких как интенсивность отраженного сигнала, зависящая от отражательной способности сканируемого объекта, порядковый номер отражения и реальный цвет. Информация об интенсивности присутствует в массиве точек, полученных любым лазерным сканером, и прямо пропорциональна отражательной способности объекта, которому соответствует данная точка. Массив точек получается в результате измерения расстояний до поверхности объекта с помощью лазерного излучения. Определение различных характеристик объекта выполняется на основе массива точек лазерных отражений (ТЛО), который предварительно обрабатывается с использованием специализированных алгоритмов.
Порядковый номер отражения может фиксироваться для каждой точки массива. Эта характеристика связана с явлением регистрации множественных отражений, когда зондирующий лазерный импульс встречает на своем пути несколько объектов, каждый из которых генерирует отдельный импульс в направлении приемника лазерного излучения. Это явление может наблюдаться, например, при сканировании крон деревьев и зданий, когда за один зондирующий импульс регистрируется несколько отражений.
Информация о реальном цвете объекта для каждой точки массива фиксируется в том случае, если совместно с процессом сканирования выполняется цифровая фотосъемка. Цифровая камера может быть встроена в лазерный сканер или установлена на него с помощью специального крепления. Для точного назначения реальных цветов необходимо проводить калибровку камеры и определять ее позицию относительно лазерного сканера.
Для решения топографических и других измерительных задач с максимальной точностью, независимо от вида лазерного сканирования, необходимо выполнять предварительную обработку данных, включающую уравнивание и фильтрацию. Основной целью такой работы является получение цифровые моделей рельефа (ЦМР) или поверхности (ЦМП). ЦМР представляют собой трехмерные модели поверхности земли, отображающие высоту и форму рельефа. ЦМР могут использоваться для топографических карт, гидрологических исследований, анализа дренажных систем и проектирования дорог. (ЦМП) включают в себя не только рельеф, но и все объекты на поверхности, такие как здания, деревья, дороги и другие элементы. ЦМП применяются для градостроительства, кадастрового учета, анализа урбанистической среды и планирования территорий.
Формирование единого массива точек лазерных отражений (ТЛО) в заданной системе координат производится на этапе предварительной обработки данных, полученных во время полевой съемки. Этот процесс включает уравнивание данных, в ходе которого нередко требуется провести фильтрацию, устраняя ТЛО с ошибочным положением. Количество таких ошибочных точек зависит от особенностей используемой модели лазерного сканера, характера территории съемки и погодных условий. Разработка методик и алгоритмов фильтрации данных лазерного сканирования основывается на анализе пространственного положения каждой ТЛО, а также ряда дополнительных характеристик, таких как интенсивность отраженного сигнала, порядковый номер отражения и значение цвета.
Фильтрация может осуществляться как до уравнивания массивов ТЛО, полученных при повторном сканировании территории, так и после уравнивания. Применение алгоритмов фильтрации до уравнивания особенно актуально при большой плотности ошибочных ТЛО, когда они образуют целые группы. Большое количество ошибочных точек на единицу площади может значительно влиять на точность уравнивания и достоверность автоматического распознавания объектов местности, а также на точность трехмерного моделирования. Если плотность ошибочных ТЛО невысока, влияние на точность уравнивания будет минимальным, однако возможны искажения при автоматическом построении цифровых моделей рельефа (ЦМР) и цифровых моделей поверхности (ЦМП). Качество фильтрации данных лазерного сканирования зависит от множества параметров, которые могут влиять на точность и эффективность удаления ошибочных точек, сохраняя при этом истинные характеристики объектов. На результаты фильтрации могут повлиять плотность ошибочных точек, модель лазерного сканера, особенности рельефа, наличие растительности, строений и других объектов, а также погодные условия, такие как туман, дождь или снег, интенсивность и угол падения солнечного света.
Для обеспечения достаточной точности массива ТЛО важно следовать утвержденным методикам съемки и камеральной обработки данных. Чтобы добиться высокой точности, данные ЛС должны быть полностью уравнены, отфильтрованы от ложных точек, возникающих в результате переотражений, и прорежены для уменьшения объема данных без потери ключевой информации.
Постобработка данных, полученных с помощью лазерного сканирования, должна соответствовать определённым стандартам и требованиям. В результате этой обработки необходимо получить материалы, которые включают файлы с облаками точек лазерных отражений (ТЛО), а также фото- и видеоматериалы, если это предусмотрено проектом. Кроме того, в комплект должны входить картограммы выполненных работ, акты контроля качества и отчеты о проведённых работах.
Формат LAS или аналогичные форматы считаются общепринятыми для файлов, содержащих облака точек лазерных отражений (ТЛО). Эти файлы включают пространственные координаты точек, интенсивность отраженного сигнала, цветовой код RGB (определяемый по фотоизображениям), номера и количество отражений, а также всемирное время UTC и угол поворота зеркала. Если объем облаков точек превышает емкость доступной оперативной памяти, обработка данных должна происходить поэтапно, с загрузкой и обработкой массивов размером не более 3-4 ГБ или 100-130 миллионов точек.
Результаты лазерного сканирования используются для создания различных типов пространственных данных, таких как цифровые топографические карты и планы (ЦТК и ЦТП), 3D модели местности, цифровые инженерные топографические планы (ЦИТП) и инженерные цифровые модели местности (ИЦММ). ЦТК представляют собой электронные аналоги традиционных топографических карт, отображающих рельеф, природные и антропогенные объекты, а также инфраструктуру. ЦТП предоставляют детализированные планы местности с горизонталями и контурными линиями. 3D модели местности воссоздают объемные представления географических объектов и рельефа на основе данных лазерного сканирования или фотограмметрии. ЦИТП включают информацию о инженерных сетях и коммуникациях, служа основой для проектирования и управления инженерными системами. ИЦММ представляют собой комплексные цифровые модели, включающие как рельеф, так и инженерные объекты, такие как дороги, здания и мосты, и используются для проектирования, анализа и управления территориями.
Для обработки данных лазерного сканирования применяются специализированные программные средства, обеспечивающие соответствующую функциональность. Облако точек представляется в равноугольной поперечно-цилиндрической картографической проекции, с привязкой к геодезической системе координат ГСК или ITRF и геодезическим высотам. В зависимости от поставленных задач, результаты лазерного сканирования могут быть представлены в государственной (ГСК) или местной (МСК) системе координат и высот, согласно действующим нормативным документам.
К файлам облаков ТЛО прилагается текстовый файл с параметрами преобразования системы координат и модели использованного геоида в формате WKT или аналогичном, указанным в техническом задании. Последующая обработка облаков точек позволяет получать производные продукты, такие как профили, сечения, структурные линии и цифровые модели пространственных объектов, как природных, так и созданных человеком, выделенные разными методами классификации.
При использовании лазерного сканирования в промышленной сфере или городском кадастре, облака точек могут быть преобразованы в модели САПР и более сложные информационные модели зданий (BIM), что позволяет проводить всесторонний анализ на всех этапах проектирования и строительства.
Системы автоматизированного проектирования (САПР) и информационное моделирование зданий (BIM) используются в широком спектре отраслей и задач. САПР применяется в промышленном конструировании, включая автомобилестроение, судостроение, аэрокосмическую промышленность, а также в архитектурном и промышленном проектировании. САПР также используется в создании компьютерной анимации для фильмов, рекламы и технических материалов. BIM, в свою очередь, применяется для точного построения моделей зданий и конструкций, наполнения их атрибутивной информацией и представления в различных разрезах и видах. Обе системы широко используются в проектировании, строительстве и управлении объектами, обеспечивая точность и эффективность в процессе разработки и эксплуатации.
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