Как и любая другая сфера деятельности, геодезия не стоит на месте, используя современные достижения науки и техники. Безусловно, одним из инновационных решений для геодезических изысканий стало лазерное 3D сканирование. Данный метод топографической съемки позволяет получить изображения сложных архитектурных и промышленных объектов, горных выработок, карьеров и т.д. Лазерное сканирование – это инновационная технология сбора пространственных данных для различных объектов с помощью 3D-сканеров. Благодаря этому мы получаем возможность перенести физические объекты в цифровую модель высочайшей точности. Его используют в таких сферах как архитектура, строительство, медицина, горнодобывающая промышленность, при строительстве дорожной инфраструктуры и линейных объектов, ну и конечно же в геодезии.
Принцип технологии лазерного сканирования
Для выполнения лазерного сканирования используются специальные 3D-сканеры. Они производят до миллиона измерений в секунду, благодаря чему мы получаем облако точек с пространственными координатами, которые являются основой получения 2-х и трёхмерных моделей объекта. Полученные данные используются для различных измерений, анализов и расчетов. На сегодняшний день существует 3 основных вида лазерных сканеров:
-
импульсные (TOF) сканеры – рассчитывают расстояние как функцию времени прохождения лазерного луча к исследуемому объекту и обратно;
-
фазовые сканеры – метод получения данных основан на определении разности фаз между посылаемыми и принимаемыми сигналами;
-
триангуляционные 3D-сканеры – принцип работы основан на решении треугольника, где в роли пространственных точек: излучатель, объект и приемник сигнала.
Методы лазерного сканирования
В зависимости от характера полевых работ и исследуемого объекта можно выделить 3 основных метода:
-
наземное лазерное сканирование – проводится стационарно для съемки сложных промышленных объектов, открытых горных выработок, а также архитектурных сооружений, представляющих историческую и культурную ценность;
-
мобильное лазерное сканирование – применяется для съемки ж/д и автодорог, мостов и тоннелей, а также линейных объектов (трубопроводы, ЛЭП и т.д.). Суть метода заключается в том, что сканер устанавливают на автомобиль, что позволяет выполнять сканирование в непрерывном движении;
-
воздушное лазерное сканирование – одна из разновидностей аэрофотосъемки. Сканер устанавливают на летательный аппарат, что позволяет выполнять съемку земли под кронами деревьев, а также в районах плотной застройки.
Применение лазерного сканирования в геодезии
В последние годы лазерное сканирование в геодезических изысканиях и маркшейдерии обрело огромную популярность. Ведь основная цель инженерно-геодезических изысканий – получение максимально точного и быстрого результата с максимальным уровнем детализации.
Основные преимущества лазерного сканирования:
-
трехмерная модель объекта получается в считанные секунды,
-
точность измерений очень высока;
-
сбор данных осуществляется очень быстро – оптимизация выполнения полевых работ,
-
дефекты и отклонения выявпяются просто – необходимо лишь сравнить полученную конструкцию с проектной 3-мерной моделью;
-
безопасность съемки опасных и труднодоступных объектов;
-
топографические планы получают с помощью виртуальной съемки;
-
бесконтактный метод сканирования (дистанционное зондирование) позволяет без труда работать с памятниками архитектуры;
В геодезии и маркшейдерии лазерное 3D-сканирование используют для:
-
проведения геодезических изысканий;
-
составления топографических планов;
-
проведения исполнительной съемки – контроль выполнения строительно-монтажных работ, выявления отклонений в соответствии с проектной документацией;
-
подсчета объемов складов сыпучих материалов, земляных работ;
-
контроля устойчивости бортов карьера, мониторинга оползневых процессов
В современной геодезии лазерное сканирование является быстро развивающейся технологией, которая позволяет автоматизировать рабочие процессы, а также обеспечить максимально точные результаты изысканий.