Преимущества и недостатки наземного лазерного сканирования
Исходя из опыта применения наземных лазерных сканирующих систем для решения прикладных задач в различных областях народного хозяйства (топография, маркшейдерия, геология, архитектура, строительство, судостроение, археология и др.), можно смело говорить об уверенном внедрении данной технологии в повседневную практику.
Целесообразность использования этой новой технологии в инженерном деле основана на следующих уникальных ее возможностях [16]:
в технологии полностью реализован принцип дистанционного зондирования, позволяющий собирать информацию об исследуемом объекте, находясь на расстоянии от него; при этом информацию о местности сразу получают в цифровом виде, что значительно расширяет возможности дальнейшей компьютерной обработки;
по полноте и подробности получаемой информации с лазерным сканированием не может сравниться ни один из известных геодезических методов съемки;
лазерное сканирование отличается непревзойденной скоростью работы; информация об объекте в виде облака точек собирается за считанные минуты;
лазерное сканирование отличается высокой точностью измерений;
обеспечивает получение готового материала непосредственно в полевых условиях;
оперативно обеспечивает определение «мертвых» зон и их устранение.
Благодаря своей универсальности и высокой степени автоматизации процессов измерений лазерный сканер является не просто геодезическим прибором, а инструментом оперативного решения широкого круга прикладных инженерных задач:
съемка сложных инженерных объектов с большим количеством коммуникаций;
съемка автомобильных дорог и дорожных объектов (мостов, путепроводов, развязок движения и т. п.) для разработки проектов их реконструкции и капитального ремонта;
съемка железных дорог и сооружений на них;
съемка закрытых и открытых горных разработок;
топографическая съемка местности;
исполнительные съемки строящихся объектов.
Фактически точность определения координат точек местности с использованием наземных лазерных сканеров зависит в основном от характеристик прибора, т. е. исключается ряд ошибок при наведении на марку, установке вешки, нумерации пикетов и т. п. [12]. Повышение надежности результатов сканирования обусловлено, прежде всего, снижением влияния человеческого фактора при работе с прибором. При камеральной обработке материалов полевых сканерных съемок по-прежнему большую роль играет опыт оператора в интерпретации большого объема данных лазерного сканирования, и проблема автоматизации обработки этих данных становится главной. Однако в этом направлении ведутся активные разработки алгоритмов и программных продуктов, позволяющих упростить и автоматизировать работу «камеральщика».
Быстрому внедрению технологии наземного лазерного сканирования в производство способствовала тенденция перехода от классической двумерной картографии и проектирования к трехмерному описанию объектов.
Преимущества трехмерных моделей по своей информативности и наглядности бесспорны перед традиционными двумерными планами, картами и чертежами. За последние годы технология описания объектов с помощью трехмерного компьютерного моделирования перешла от фантастики к действительности. Однако если рассматривать глобальный переход от традиционных карт и ГИС к трехмерным, то нужно еще решить ряд важных проблем, связанных с хранением и организацией данных, стандартизацией форматов, разработкой принципиально новых методов анализа данных. Несмотря на указанные проблемы, уже сегодня имеется ряд практически выполненных проектов трехмерного моделирования отдельных объектов и целых территорий для решения конкретных задач. Например, в условиях возрастания стоимости земельных ресурсов в некоторых странах внедряются системы трехмерного кадастра объектов недвижимости, позволяющие при регистрации учитывать объем используемого пространства, а не площадь земельного участка. Таким образом, наземные лазерные сканеры являются новым измерительным средством, позволяющим сделать реальным и повседневным получение трехмерных моделей различного назначения.
Все это позволяет говорить о том, что в ближайшее время технология наземного лазерного сканирования если не полностью вытеснит, то по крайней мере займет ведущее положение в области полевого сбора метрической информации с целью трехмерного моделирования объектов и территорий.
Библиографический список
1. Боголюбова А. А. Аэрокосмический мониторинг земельных угодий особо охраняемых природных территорий Санкт-Петербурга : дис. … канд. техн. наук / А. А. Боголюбова ; Национальный минерально-сырьевой университет «Горный». СПб., 2012. – 144 с.
2. Инженерная геодезия : учеб. для студ. учреждений высш. проф. образования / Е. Б. Клюшин [и др.] ; под. ред. Д. Ш. Михелева – 10-е изд., перераб. и доп. – М. : Изд. центр «Академия», 2010. – 496 с.
3. Инженерная геодезия. Пособие по учебной геодезической практике : учеб. пособие / Е. Б. Михаленко [и др.] ; под науч. ред. Е. Б. Михаленко. – СПб. : Изд-во Политехн. ун-та, 2012. – 93 с.
4. Инженерная геодезия. Современные методы геодезических измерений
с использованием искусственных спутников Земли : учеб. пособие /
Е. Б. Михаленко [и др.] ; под науч. ред. Е. Б. Михаленко. – СПб. : Изд-во Политехн. ун-та, 2009. – 80 с.
5. Инструкция по топографической съемке в масштабах 1 : 5000, 1 : 2000, 1 : 1000, 1 : 500. – М. : Недра, 1985. – 152 с.
6. Топография с основами инженерной геодезии : учеб. пособие / Ю. Н. Корнилов [и др.]. – СПб. : Лемма, 2005. – 86 с.
7. Курошев Г. Д. Геодезия и топография : учеб. для студ. вузов / Г. Д. Курошев, Е. Л. Смирнов. – 2-е изд., стер. – М. : Изд. центр «Академия», 2008. – 176 с.
8. Лабутина И. А. Дешифрирование аэрокосмических снимков : учеб. пособие для студентов вузов / И. А. Лабутина. – М. : Аспект-Пресс, 2004. – 184 с.
9. Обиралов А. И. Фотограмметрия и дистанционное зондирование / А. И. Обиралов, А. Н. Лимонов, Л. А. Гаврилова. – М. : Колос, 2006. – 335 с.
10. Перфилов В. Ф. Геодезия : учеб. для вузов / В. Ф. Перфилов, Р. Н. Скогорева, Н. В. Усова – 2-е изд., перераб. и доп. – М. : Высш. шк., 2006. – 350 с.
11. Поклад Г. Г. Геодезия : учеб. пособие для вузов / Г. Г. Поклад, С. П. Гриднев. – 2-е изд. – М. : Академический проект, 2008. – 592 с.
12. Наземное лазерное сканирование : монография / В. А. Середович [и др.]. – Новосибирск, 2009. – 261 с.
13. Токарева О. С. Обработка и интерпретация данных дистанционного зондирования Земли : учеб. пособие / О. С. Токарева. – Томск : Изд-во Томского политехнического университета, 2010. – 148 с.
14. Указания по проектированию и производству геодезических и фотограмметрических работ в строительстве и архитектуре : учеб.-технологическое издание / А. И. Метелкин [и др.]. – М. : АСВ, 2003. – 344 с.
15. Условные знаки для топографических планов масштабов 1 : 5000, 1 : 2000, 1 : 1000, 1 : 500. – М. : Недра, 1989. – 286 с.
16. Федотов Г. А. Инженерная геодезия : учеб. / Г. А. Федотов – 4-е изд., стер. – М. : Высш. шк., 2007. – 463 с. : ил.
17. Чандра А. М. Дистанционное зондирование и географические информационные системы / А. М. Чандра, С. К. Гош ; [Пер. с англ. А. В. Кирюшина]. – М. : Техносфера, 2008. – 312 с., 16 с.
Оглавление
ВВЕДЕНИЕ.. 3
1. Электронные карты, цифровые и математические модели местности.. 4
1.1. Понятие «геоинформационная система». 4
1.2. Цифровые и электронные топографические карты.. 5
1.3. Цифровые и математические модели местности. 8
2. Топографические съемки.. 11
2.1. Общие сведения о топографических съемках. 11
2.2. Геодезическое обоснование топографических съемок. 12
3. Тахеометрическая съемка местности.. 15
3.1. Суть тахеометрической съемки и ее назначение. 15
3.2. Приборы, используемые для тахеометрической съемки. 16
3.3. Планово-высотное обоснование тахеометрической съемки. 19
3.4. Съемка ситуации и рельефа местности. 23
3.5. Ведение абриса и полевого журнала. 29
3.6. Камеральные работы.. 35
3.7. Съемка с помощью электронных тахеометров. Преимущества и
недостатки их применения. 42
4. Нивелирная съемка местности.. 45
4.1. Съемки нивелирования поверхности земли. 45
4.2. Нивелирование по квадратам.. 49
4.3. Лазерные и электронные цифровые нивелиры. Преимущества и
недостатки их использования. 51
5. Топографическая съемка местности с применением систем спутникового позиционирования. 55
5.1. Организация работ по топографической съемке с помощью
спутниковых приемников. 55
5.2. Комплексное использование спутниковой аппаратуры и традиционных геодезических средств. 58
5.3. Преимущества и недостатки спутниковых систем и перспективы их использования 63
6. Дистанционное зондирование Земли.. 68
6.1. Понятие дистанционного зондирования Земли. 68
6.2. Области применения данных дистанционного зондирования. 69
6.3. Преимущества и недостатки дистанционного зондирования. 70
6.4. Структура системы дистанционного зондирования. 72
6.5. Способы передачи данных ДЗЗ. 74
6.6. Активные и пассивные методы съемки. 74
6.7. Обзор существующих съемочных систем.. 78
6.8. Роль дистанционного зондирования Земли со спутников. 79
7. Наземное лазерное сканирование. 80
7.1. Основные принципы организации системы наземного лазерного сканирования 80
7.2. Наземные лазерные сканеры.. 82
7.3. Использование лазерного сканирования для создания
трехмерных моделей местности. 83
7.4. Камеральные работы при наземном лазерном сканировании. 88
7.5. Преимущества и недостатки наземного лазерного сканирования. 91
Библиографический список.. 94
 |
МИХАЛЕНКО Евгений Борисович
БЕЛЯЕВ Николай Дмитриевич
Боголюбова Анна Андреевна
Вилькевич Валентин Войтехович
ЗАГРЯДСКАЯ Наталия Николаевна
КОВЯЗИН Артем Викторович
ИНЖЕНЕРНАЯ ГЕОДЕЗИЯ
Использование современного оборудования
для решения геодезических задач
Учебное пособие
Редактор О. К. Чеботарева
Технический редактор А. И. Колодяжная
Оригинал-макет подготовлен авторами
Налоговая льгота – Общероссийский классификатор продукции
ОК 005-93, т. 2; 95 3005 – учебная литература
___________________________________________________________________________
Подписано в печать Формат 60´84/16.
Усл. печ. л. Тираж 100. Заказ
___________________________________________________________________________
Санкт-Петербургский государственный политехнический университет.
Издательство Политехнического университета, член Издательско-полиграфической ассоциации университетов России.
Адрес университета и издательства:
195251, Санкт-Петербург, Политехническая ул., 29.