Мобильное лазерное сканирование. Технологии

Несколько лет назад в России стали применяться современные геодезические комплексы – мобильные лазерные сканеры (МЛС). В настоящий момент, на мировом рынке геодезических технологий мобильные съемочные комплексы достаточно разнообразны. На их качество большое влияние оказывают подсистемы определения параметров траектории и угловых элементов ориентирования, качество и число сканирующих сенсоров, метрических фотокамер.

Мы используем австрийскую систему Riegl VMX-450 – наверное, лидера по параметрам точности, надежности и технологическим особенностям.

Система устанавливается на движущийся носитель, состоит из двух сканирующих элементов, расположенных под углом друг к другу, четырех цифровых камер, одометра, измерительного блока, точной системы позиционирования. МЛС на скорости до 100 километров в час обеспечивает точность, необходимую для съемки в масштабе 1:100–1:200, и плотность до четырех тысяч точек на квадратный метр. Это позволяет использовать сканер не только как средство топографической съемки (масштабы 1:200–1:2000), но и как средство оценки качества дорожного покрытия с относительной погрешностью до одного сантиметра. Фотосъемка выполняется через каждые пять метров, причем несколько снимков можно объединить в один панорамный. Привязка данных к геодезическим сетям осуществляется с помощью отдельных ГНСС-приемников, установленных на пунктах с известными координатами.

Цели и задачи применения мобильного сканирования в России еще до конца не сформированы, однако очевидно, что МЛС является самым точным и быстрым геодезическим способом получения пространственной информации о дорогах и окружающих объектах. Основные направления использования данных следующие:

  • топографическая съемка дорог для проектирования ремонта, капремонта, реконструкции дорог и объектов инфраструктуры;
  • исполнительная съемка в дорожном строительстве;
  • съемка городских территорий для решения архитектурных и градостроительных задач;
  • геоинформационное моделирование. 

Результат мобильного лазерного сканирования

При использовании МЛС, в первую очередь, достигается беспрецедентная плотность съемки – до нескольких тысяч точек на квадратный метр. На сканах легко измерить профиль, увидеть дорожную разметку, дефекты и даже колейность покрытия! Окружающие дорогу объекты также могут быть картографированы: технически для этого строятся дополнительные изображения, на которых в плановом виде отображается ситуация. Высокая точность положения точек обеспечивается работой инерциальной системы, отслеживающей положение прибора и его ускорения. Как правило, съемка одного участка дороги выполняется проездом в двух направлениях. Повышенная точность (прежде всего по высоте) достигается уравниванием нескольких траекторий друг с другом. Скорость съемки очень высока: прибор работает с частотой более одного миллиона измерений в секунду.

Сферы применения мобильных сканеров разнообразны, но основной является съемка автомобильных и железных дорог для инвентаризации, проектирования и строительства. Есть примеры использования сканеров для съемки водных артерий и окружающей их ситуации, паспортизации улиц, фасадов и даже внутренних объемов зданий.