Преимущества мобильного лазерного сканирования перед традиционными методами съемки:

• Производительность - полевые работы выполняются в несколько раз быстрее, независимо от загруженности снимаемых участков;
• Получение трехмерных моделей объектов;
• Требуется минимальное количество рабочих, без ручной досъёмки – 3 человека, с досъёмкой – 4 человека;
• Детальность съемки с возможностью добрать нужные объекты в любой момент без дополнительного выхода в поле;
• Получаемая точность измерений до 5 см с учетом невязки RTK станции;
• Работа в любое время суток;

Объект: Квартал городской застройки

Метод сканирования: мобильное лазерное сканирование

• Съемка выполнялась в тестовом режиме мобильным сканером Trimble MX2 с одной лазерной головкой, инерциальной навигационной системы (IMU), спутниковой навигационной системы (GPS/GLONASS), датчика отсчёта пути (одометра), фотокамеры и блока управления.
• Расстояние траектории движения - 1.3 км.
• Количество точек - 10 485 480, 1 200 фотоизображений, полученных с пяти камер 5Мп. Пробелов в фото станциях нет
• Общее время, затраченное на сканирование - 25 минут.
• Извлечение облаков точек и фотостанций - 15 минут.
• Присвоение облаку точек естественных цветов - 17 минут.
• Классификация данных лазерных отражений - 20 минут.
• Создание топоплана М 1:1000 - 3 часа (1 человек).

Мобильные лазерные сканеры требуют привязки траектории движения и как правило работают в GNSS режимах: PPK и RTK. Применяемый сканер поддерживал только режим RTK. Перед запуском сканирующей системы, необходимо убедится, что система определяет фиксированное решение. Получение поправок осуществляется в GPRS и радиорежиме. В городских условиях получение фиксированного решения стабильнее в GPRS режиме. Входящий в состав комплекса Trimble MX2 датчик отсчёта пути (одометр) в комплексе с данными, получаемыми от инерциальной системы IMU, позволяет получить предварительную (On-Line) траекторию движения, а также сохранить параметры траектории даже при полной потере спутникового сигнала (например, под мостами, в тоннелях и т.п.).

Все работы, в момент сканирования ведутся в системе координат WGS-84. Позднее облако точек и нанесенные объекты можно преобразовать в системе координат, требуемой заказчиком в программном обеспечении TrimbleTrident Совместно с облаком точек пользователь получает фото станции (5 фотографий).

В процессе тестирования, траектория движения составила 1,3 км, на полевые работы было затрачено 25 минут, учитывая загруженность дорог мегаполиса и простой на светофорах.

Практика показывает, что определение траектории движения в реальном времени оказывает значительные задержки в случае длительной потери фиксированного решения и ограничения по скорости движения свыше 30 км, так как из за потери фиксированного решения будет возрастать погрешность, тогда как режим PPK не имеет данных минусов и съемку можно выполнять при скорости 40 км в час. При сканировании следует учитывать перекрытие важных объектов. На дорогах, с разделительной полосой, где имеется густая растительность в виде кустарников и деревьев, необходимо производить съемку в обоих направлениях. Водитель должен подстраиваться под движение, двигаться по крайней правой полосе и избегать транспорта, который перекрывает объекты сканирования.

Результаты сканирования (траектория движения, облако точек, фото станций) выгружаются в программное обеспечение TrimbleTrident, в котором облако точек окрашивается в естественные цвета, взятые с панорамных фото. Затем выполняется фильтрация облаков точек от шумов и выполняется последующая классификация облака по слоям (растительность, здания, ЛЭП, столбы и т.д.).

Классификация лазерных данных является самым важным и принципиальным в теории обработки данных лазерного сканирования всех типов (наземное, воздушное или мобильное), т.к. правильная классификация значительно упрощает камеральные работы - большую часть объектов программа наносит сама, исходя из выполненной классификации. Чтобы программа наносила соответствующие объекты, например столбы, строения, бордюры, деревья нужно получать облако соответствующей плотности, которую можно рассчитать по параметрам минимального объекта для распознавания. В связи с большим объемом получаемых данных, необходимо учитывать системные требования к компьютеру - чем плотнее облако, тем больше требуется ресурсов компьютера и мощности центрального процессора для его обработки. Поэтому для единичных объектов уплотнять облако не стоит, часть объектов при недостаточном количестве сканирующих точек можно добрать фотограмметрическим методом, так как фото станции перекрываются между собой, но точность в этом случае напрямую будет зависеть от проекции объекта на фотоснимках.

Погрешность измерения точек Trimble MX2 составляет 3 см на дистанциях до 250 метров. Шумовой диапазон может достигать 1 см.

Ключевым фактором выбора того или иного метода выполнения работ в большинстве случаев является время, затрачиваемое на их производство. Мобильное сканирование значительно сокращает время полевых работ, но камеральные работы могут в зависимости от размеров облака точек. Для обработки больших объемов необходимо несколько рабочих лицензий на программное обеспечение TrimbleTrident.

Оригинальное фото с задней камеры

Результаты мобильного лазерного сканирования

Из программного обеспечения Trimble Trident на выходе получают: облако точек в универсальном формате, точки и линии, разнесенные по слоям согласно автоматическому распознаванию и ручному добору, например столбы, растительность, коммуникации и пр, что значительно облегчает цифровую отрисовку топографического плана в предпочитаемом специализированном программном обеспечении для создания топопланов. Выгруженные объекты представлены в 3D.

Основным преимуществом лазерного сканирования является минимизация затрат на полевые работы и отсутствие человеческого фактора при сборе измерительных данных. На снимках хорошо определяются колодцы, что же касается подземных коммуникаций, то для получения информации о них необходимо использовать специальное трассопоисковое оборудование и ручной труд специалистов в поле, однако это относится к отдельному виду работ и требует отдельного расчета.

Образец топографического плана М 1:1000

Результатом проделанной работы стал цифровой топографический план масштаба 1:1000 выполненный в CREDO Топоплан и выгруженный в формат *.dwg (AutoCAD). Облако точек выгружено в формате *.las. Полученная один раз высокоточная информация может быть использована многократно, для самых различных задач и до тех пор, пока не устареет, вследствие объективных изменений обстановки на объекте съёмки.