Как создать высокоточное "облако" точек 170-метрового туннеля, куда вход человеку запрещён и который является домом и местом зимней спячки для одного из самых редких видов летучих мышей Великобритании?
Для Ли Хаска, директора геодезической компании PDS Ltd, базирующейся в Кайрфилли, ответом послужил 10-летний опыт в лазерном сканировании и наличие сканирующего тахеометра Trimble SX10.
Для обеспечения доступа к туннелю, было решено провести полное обследование состояния, для обеспечения безопасности видеосъёмка (CCTV) являлась первоначальным этапом работ. Затем проводились аэрофотосъемочные работы окружающей местности для завершения технико-экономического обоснования альтернативных решений доступа, для новой подъездной дороги.
Ли Хаск известен своими ранними инвестициями в технологии 3D-лазерного сканирования и опытом работы в ограниченных пространствах. Для Ли аэрофотосъемка выглядела масштабной, но простой работой, которую он планировал выполнить с помощью своего беспилотника с жестким крылом senseFly eBee X. Однако съемка туннеля выглядела более сложной.
Активность летучих мышей
Видеонаблюдение (CCTV) показало, что туннель безопасен, но его центральная часть является местом зимовки для одного из самых редких млекопитающих Великобритании - летучей мыши «большой подковонос». Эксперт по экологии совместно с клиентом изучил описание методик исследования туннеля и оценил риски последующих съемок, выполняемых компанией PDS, после чего попросил Ли выполнить работу с запретом входа для людей, чтобы не подвергать опасности спящих летучих мышей.
Творческое решение
Ранее в том же году Ли приобрел сканирующий тахеометр Trimble SX10 от KOREC, который он уже применял в других проектах. Знакомый с его функциональностью, он знал, что тахеометр сгенерирует результат, устраивающий клиента, в виде высокоточного «облака» точек, описывающих туннель, имея эти данные можно будет создать изображения сечений и чертежи горизонтальных проекций. Поэтому он связался с KOREC, чтобы обсудить возможный способ использования SX10, который учитывал бы необычные задачи проекта:
- Вход людей в туннель запрещён.
- Нельзя беспокоить летучих мышей.
- Как установить контроль над каждым сканированием и как связать сканы SX10 вместе, учитывая, что регистрация облака за облаком невозможна из-за однородности внутренней части туннеля и, что он не сможет войти в туннель и установить необходимые в качестве связующих точек сферические марки.
- Расстояние, на котором может поддерживаться Wi-Fi соединение через контроллер, находящегося снаружи 170-метрового туннеля, с SX10.
Проверив некоторые аспекты работы SX10 с помощью KOREC, Ли решил разместить SX10 на платформе, которую он использовал для камеры видеонаблюдения, но установленной на штативе с автогоризонтированием. Установка перемещалась по старым рельсам с помощью каната. Затем были установлены четыре контрольные призмы, по две на каждом конце туннеля, что позволило использовать способ обратной засечки для автоматической привязки каждого полного купола сканирования SX10, которое будет выполняться с интервалом 5-10 мин. Кроме того, эколог одобрил светодиодные лампы (которые производят лишь часть тепла от обычного света, чтобы не беспокоить летучих мышей), Ли прикрепил их к платформе, чтобы можно было сделать дополнительные снимки и предоставить дополнительные результаты для клиента.
При сканировании туннеля Ли использовал контроллер Trimble TSC7 для удаленного управления SX10 через Wi-Fi соединение и радиосвязь. Мощности WiFi сигнала было достаточно для покрытия в 90 м вглубь туннеля, после чего он прекратил съемку и повторил процесс с другого конца. Кроме того, сделав обратную засечку, Ли смог подтвердить качество данных в полевых условиях.
Достижение высокой точности аэрофотосъемки
После успешного завершения сканирования туннеля Ли решил использовать свой senseFly eBee X с камерой S.O.D.A для аэрофотосъемки. В течение двух дней было совершено пять полетов, каждый продолжительностью от 35 до 40 минут.
Камера S.O.D.A - первая фотограмметрическая камера, созданная для профессионального использования на дронах, создаёт высококачественные изображения, которые используются для создания подробных ортофотопланов и сверхточных цифровых 3D-моделей поверхности.
RTK решение в eBee X требовало минимального контроля с земли несмотря на то, что Ли разместил несколько наземных марок в качестве дополнительных опорных точек для получения более точных результатов. Среднеквадратическая ошибка аэрофотосъемки составила 14 мм.
Обработка данных
Вернувшись в офис, Ли использовал Trimble Business Center для объединения модели поверхности, созданной с использованием аэрофотоснимков, с "облаком" точек туннеля, собранных SX10. Окончательный отчёт состоял из файлов E57 и LAS экспортируемые в Autodesk ReCap.
Ли сказал: «Клиент был в восторге от качества выполненной работы. Для нас было выдающимся достижением выполнить работу такого уровня качества без доступа к туннелю и даже не побеспокоив летучих мышей».
«Это сложное обследование продемонстрировало выдающиеся характеристики и функциональность SX10, с точки зрения клиентов, задачу выполнял подрядчик с большим опытом работы в ограниченном пространстве используя разностороннии виды съемки. Было приятно выполнять ведущую роль в таком сложном проекте».
ВРЕЗКА:
Основные моменты проекта:
- Стабильно высокая производительность SX10 и его уникальные функции идеально подходят для необычных требований проекта.
- Возможность подтверждения качества сканирования на месте.
- Охват обширной территории за пять полетов.
- Исследования выполнялись без нарушений местной фауны!
Выдержка из отчета по обработке аэрофтосъемки:
- Фотоснимки - в среднем 75487 связующих точек на снимок
- Набор данных - 2062 из 2062 изображений, откалиброванных (100%), все изображения включены
- Оптимизация камер - 0,79% разница между исходными и оптимизированными внутренними параметрами камеры
- Соответствие - в среднем 128 992 совпадений на калиброванное изображение
- Геопривязка - 9 марок (9 30), среднее среднеквадратичная ошибка = 0,014