Сканирующие системы. Лазерное сканирование

Лазерное сканирование в геодезии

Сканирующие системы. Лазерное сканирование

Лазерное сканирование – самый быстрый, точный и объективный метод геодезической съёмки на сегодняшний день.

 В основе лазерного сканирования лежит метод измерения расстояний лазером (Lidar), если современные цифровые тахеометры используют лазер для измерения расстояния и угла на определённые объекты выбираемые геодезистом, то при использовании лазерного сканирования производится съёмка полной картины действительности, тем самым невозможно пропустить ни одного объекта съёмки.

Скорость лазерного сканирования превышает 1 млн. измерений в секунду (1 Mhz), при этом точность лазерного сканирования достигает несколькких мм, всё зависит от расстояния до объекта съёмки и используемого оборудования.
Мы гордимся тем, что одними из первых в России стали применять технологии лазерного сканирования для геодезической съёмки.

Наш опыт работ по лазерному сканированию и моделированию берёт своё начало в 2006 году. С каждым годом наш профессионализм, опыт и качество готового материала растёт по экспаненте. Сегодня для нас уже не существует не выполнимых задач в области лазерного сканирования и моделирования.

Применение лазерного сканировния

За последние 10 лет (2006-2016 гг.) мы успешно применили технологии лазерного сканирования для:

  • лазерное сканирование для создания цифровых топографических карт и планов;
  • лазерное сканирование и моделирование на железной дороге;
  • лазерное сканирование автомобильных дорог и объектов ОДХ;
  • лазерное сканирование мостов, тонелей и развязок для ремонта и проектирования;
  • лазерное сканирование ЛЭП, ТЭЦ, ГЭС и подстанций;
  • лазерное сканирование и моделирование городской инфраструктуры;
  • лазерное сканирование фасадов – фасадная съёмка и обмеры;
  • лазерное сканирование объектов ТЭК любой сложности (площадные и линейные объекты);
  • лазерное сканирование объектов архитектуры и объектов культурного наследия;
  • лазерное сканирование рекреационных объектов, моделирование и проектирование;
  • ларерное сканирование месторождений, карьеров, шахт;
  • лазерное сканирование для исполнительной съёмки;
  • лазерное сканирование лесных массивов, подерёвная съёмка
  • лазерное сканирование для трёхмерного проектирования;

Результат обработки лазерного сканирования – твердотельная трёхмерная модель жележнодрожного моста

Визуализация точек лазерных сканирования опор ЛЭП и растительности

Лазерное сканирование переходов через реку с наложением ортофотоплана, ниже построен продольный разрез

Лазерное сканирование автомобильных дорог для ремонта и проектирования, обследование дорожного полотна, съёмка объектов ОДХ

Лазерное сканирование – видеовизуализация точек лазерных отражений

Виды готовой продукции лазерного сканирования:

  • Трёхмерные модели объектов съёмки;
  • Топографические планы и карты;
  • Обмерные чертежи;
  • Сечения;
  • Профиля;
  • Цифровые модели рельефа и местности;
  • Точки лазерных отражений;

Виды и методы лазерного сканирования:

Выделяют 3 основных вида лазерного сканирования:

  • НЛС – наземное лазерное сканирование;
  • МЛС – мобильное лазерное сканирование;
  • ВЛС – воздушное лазерное сканирование;

Преимущества использования лазерного сканирования

  • Высокая скорость съёмки: при НЛС за 1 рабочий день 1 оператором около 5 га (всё зависит от объекта съёмки и ТЗ); при МЛС оптимальная скорость съёмки составляет 50-60 км/ч, ширина съёмки при этом до 300 м за 1 день можно отснять более 200 км (всё зависит от объекта съёмки и ТЗ); при ВЛС скорость съёмки равна скорости воздушного судна, день можно отснять более 500 км, ширина съёмки может составить более 1 км (всё зависит от объекта съёмки и ТЗ);
  • Детализация и полнота съёмочных данных: ни один из классических методов съёмки не может дать такой детализации и полноты, а порой даже избыточности данных съёмки, например при наземном лазерном сканировании сканер снимает всё вокруг себя независимо ни от чего, при тахеометрической съёмки снимаются только те объекты, которые определил оператор; по облаку точек легко определить формы объектов съёмки, геометрические параметры и их точное местоположение;
  • Безопасность: при необходимость сканер можно установить на любой носитель, и доставить в очень опасные места, где нахождение человека запрещено и выполнить съёмку дистанционно;
  • Стоимость лазерного сканирования: учитывая скорость съёмки, полноту и точность полученных данных – лазерное сканирование может оказать дешевле классической съёмки, особенно при очень большом объёме работ;
  • Экономия времени и трудозатрат: лазерное сканирование позволят выполнить большой объём работ в очень короткие сроки, при этом может быть задействован всего 1 человек при НЛС, 2 человека при МЛС, 2 человека при ВЛС и более, всё будет зависеть от объекта съёмки и ТЗ заказчика;
  • Атоматизация обработки и широта применения полученных данных: все данные полуются в цифровом виде, многие процедуры обработки давно автоматизированны и требуют минимального вмешательства специалиста. Получаемые при этом данные можно использовать во всех сферах геодезии и картографии, а так же проектировании и 3D проектировании объектов любой сложности;

Принцип работы лазерного сканера

Как работает лазерный сканер: Существует 2 метода измерения расстояния лазером – импульсный и фазовый. У каждого из них существуют свои неоспоримые преимущества и недостатки.

 Фазовый метод даёт преимущество при измерении на расстояниях до 200 м достигая точности менее 1 мм, и невероятно высокой плотности точек лазерных отражений, используется для создания сверхточных трёхмерных моделей, как правило для объектов архитекртуры и археологии.

 Импульсный метод измерения расстояний лазером даёт преимущества для измерения на больших расстояниях от нескольких сотен метров, до нескольких километров, при этом точность измерений составляет от нескольких мм до несколькиз сантиметров.

 Точность и плотность точек лазерных отражений, зависят при этом от расстояния до объекта и от частоты работы сканера. Фазовый метод измерений чаще всего применяется в наземных лазерных сканерах, импульсный метод измерений применяется, как в наземных лазерных сканерах, так и в мобильных лазерных сканерах и воздушных лазерных сканерах.

Преимущества и недостатки при фазовом методе излучения лазера
ПреимуществаНедостатки
максимальная плотнотностьвысокая потребляемая мощность лазера
максимальная производительностьвозникновение неоднозначности при определении целого количества длин волн
максимально возможная точность измеренийограниченная дальность измерений

Источник: http://www.siproen.ru/lazernoe-skanirovanie

Лазерное сканирование

Сканирующие системы. Лазерное сканирование

  • Разработка геоинформационных систем
  • Космическая съемка
  • Аэрофотосъемка
  • Фотограмметрия
  • Обработка радарных данных
  • Тематические проекты
  • Картография
  • Геодезия и топография
  • Лазерное сканирование
  • Геомоделирование
  • Ситуационные центры
  • Лазерное сканирование является разновидностью активной съемки. Лазерный сканер (лидар), работающий в импульсном режиме, проводит дискретное сканирование поверхности Земли и объектов, расположенных на ней, регистрируя направление лазерного луча и время прохождения луча. Таким образом, удается однозначно локализовать в пространстве точку (точки, если отражений было много), от которой отразился лазерный луч. Текущее положение лазерного сканера определяется с помощью высокоточного спутникового приемника, работающего в дифференциальном режиме совместно с инерциальной системой. Зная углы разворота и относительные смещения между компонентами описанной системы, можно однозначно определить абсолютные координаты каждой точки лазерного отражения в пространстве. Съемка ведется в непрерывном режиме, особенно эффективна для малообжитых территорий.

    Преимущества лазерного сканирования

    1. Стоимость

    Стоимость съемки  и моделирования объектов ниже, чем при использовании классических технологий примерно в 3 раза.

    2. Скорость ведения работ

    Совокупная скорость съемки и обработки данных, полученных лазерным сканированием, в несколько раз быстрее обычной геодезии и аэрофотосъемки.

    3. Точность

    Точность лазерного сканирования сравнима с точностью наземной геодезии и гораздо выше точности  аэрофотосъемки. В залесенных территориях у лазерного сканирования вообще нет альтернативы.

    4. Уникальные свойства

    Лазерное сканирование позволяет сканировать в 3Д провода и мелкие висячие конструкции (изоляторы, фермы), абсолютно недоступные для классических методов.

    5. Гибкость

    Растительность, дымка и ночное время не являются помехой для ведения работ.

    Сложность рельефа не имеет значения

    6. Универсальность

    Лазерное сканирование может быть выполнено с воздуха, автомобиля, поезда, катера, вездехода, пешей бригадой.

    Лазерное сканирование (или лидарная съемка) подразделяется на воздушное, мобильное  и наземное. 

    ВОЗДУШНОЕ ЛАЗЕРНОЕ СКАНИРОВАНИЕ  (ВЛС)

    Съемка ведется в непрерывном режиме, особенно эффективна для малообжитых территорий.

    Воздушное лазерное сканирование применяется для высокоточного картографирования линейных и площадных объектов в масштабах 1:500–1:5000 с воздушных носителей (самолет, вертолет, автожир). Точность — 5–8 см, детальность отрисовки — 20–50 см, производительность — до 800 погонных км съемок в день (ширина полосы съемки до 1000–1500 м).

    Недостатки: низкая подробность при съемке вертикальных плоскостей (например, стен).

    Одновременно с воздушным лазерным сканированием, как правило ведется аэрофотографирование земной поверхности с использованием цифровой камеры, регистрирующей излучение в видимом, инфракрасном, либо тепловом или ИК диапазоне электромагнитного излучения. Для выполнения съемкм данным методом требуется крайне малое количество наземных работ, что делает его незаменимым в ненаселенной местности или на опасных объектах.

    Решаемые задачи

    • создание и обновление топографических планов 1:500-1:5000;
    • дешифрирование зон развития опасных геологических процессов;
    • мониторинг объектов

    Используемое оборудование: сканеры RIEGL LMS q780, q680i, q560

    Точность сканирования: 8–10 см

    Соответствие масштабу: 1:1000

    Как правило, воздушное лазерное сканирование сопровождается одновременной цифровой аэрофотосъемкой с разрешением 5–15 см в видимом и ближнем инфракрасном диапазонах.

    В основном применяется при инженерных изысканиях на инфраструктурных объектах, в городском хозяйстве, для оценки объемов перемещенного грунта (карьеры, полки, полигоны твердых бытовых отходов), мониторинга объектов любого характера.

    Для выполнения съемок данным методом требуется крайне малое количество наземных работ, что делает его незаменимым в ненаселенной местности или на опасных объектах. 

    МОБИЛЬНОЕ ЛАЗЕРНОЕ СКАНИРОВАНИЕ (МЛС)

    Съемка выполняется с наземного или водного носителя в непрерывном режиме. Метод допускает ограниченное кратковременное пребывание в закрытых средах (проезд под мостами, короткие тоннели). Мобильное лазерное сканирование идеально подходит для городских территорий.

    Технология применяется для массированного картографирования и 3D-моделирования линейных инфраструктурных объектов (автомобильные и железные дороги, линии электропередачи, улицы городов), площадных объектов сложной структуры и высокой детальности (населенные пункты, развязки и эстакады в несколько уровней, скальные берега, нижние бьефы плотин (с плавсредств) и тому подобное. Точность — 5–8 см, детальность отрисовки — 1–5 см, производительность — до 500 погонных км съемок в день (ширина полосы съемки — 50–250 м).

    Недостатки: не доступны для съемки крыши объектов, объекты рядом с носителем (заборы, кусты) могут быть препятствием.

    Решаемые задачи

    • создание трехмерных моделей крупных промышленно-территориальных комплексов;
    • создание профилей и планов дорог.

    Используемое оборудование: сканеры RIEGL VMX250, VMX450

    Точность сканирования: 5–8 см

    Соответствие масштабу: 1:500

    НАЗЕМНОЕ ЛАЗЕРНОЕ СКАНИРОВАНИЕ (НЛС)

    Cъемка выполняется с наземных объектов или с грунта в дискретном режиме (с перестановкой прибора). Метод можно применять в закрытых помещениях и средах (тоннели, пещеры). Наземное лазерное сканирование идеально подходит для сложных сооружений и внутренних съемок. 

    Технология наземного лазерного сканирования используется для получения очень детальных 3D-моделей объектов, фасадных планов, топографических планов местности масштаба 1:500.

    Наземный лазерный сканер позволяет отснять объекты размером до 0,5–2 см с точностью до 0,5–5 мм. Наземное лазерное сканирование может вестись в любое время суток. Производительность — от 1000–4000 кв.

    м при съемке фасадов в масштабе 1:50 до 4–20 га при съемке топографических планов масштаба 1:500.

    Недостатком метода можно считать низкую производительность.

    Решаемые задачи

    • создание высокоточных трехмерных моделей промышленных объектов для включение их в корпоративные системы управления;
    • ведение строительства и контроль;
    • оперативный мониторинг особо важных объектов и опасных участков;
    • расчет объемов перемещенного грунта, подвижек склонов, проч.

    Используемое оборудование: сканеры RIEGL VZ400, VZ1000

    Точность сканирования: 0,3–1,5 см

    Соответствие масштабу: 1:200

    ВЛС, МЛС и НЛС могут быть совмещены для взаимного устранения недостатков друг друга.

    Отмеченные недостатки являются таковыми по отношению этих методов друг к другу, однако даже самый медленный метод (наземное сканирование) гораздо производительнее тахеометрической съемки, а наименее детальный метод (воздушное сканирование) — гораздо детальнее, точнее и быстрее классической аэрофотосъемки.

    Скорость реализации проектов

    Скорость выполнения съемочных работ:

    • Для линейных объектов — до 300 погонных км в день. Метод: воздушное лазерное сканирование и аэрофотосъемка  или мобильное лазерное сканирование (для дорог)
    • Для площадных объектов — до 1000 км2 в день. Метод — воздушное лазерное сканирование и аэрофотосъемка
    • Для промышленных сооружений — до 20 га в день. Метод — мобильное лазерное сканирование и/или наземное лазерное сканирование и перспективная фотосъемка

    Выходные данные:

    • Топографические планы и ГИС-слои.
    • Высокоточные цифровые модели рельефа  и  цифровые модели местности.
    • 3D-модели объектов (CAD, 3D MAX, DGN), в том числе, с текстурой.
    • Ведомости размеров и габаритов различного характера.
    • Профили, разрезы и сечения объектов.
    • Виртуальные модели местности и облеты.
    • Цветные облака точек лазерных отражений (по одновременному фото).
    • «Сетчатая» модель объекта — используется для восстановления лепнины, уникальных объектов (памятники, технологические элементы конструкций) (только для наземного лазерного сканирования).
    • Фасадные и поэтажные планы (только для наземного лазерного сканирования).
    • Ортофотопланы в видимом, инфракрасном или тепловом диапазонах (только для воздушного лазерного сканирования); 
    • Перспективные аэрофотоснимки (только для воздушного лазерного сканирования).

    Источник: https://sovzond.ru/services/laser-scanning/

    Лазерное 3D сканирование

    Сканирующие системы. Лазерное сканирование

    • Примерная стоимость лазерного сканирования
    • Основные услуги 3D сканирования

    Лазерное сканирование – современный метод получения пространственных данных. С помощью 3D-лазерного сканирования можно получить точную трёхмерную цифровую копию объекта сканирования.

    Такими объектами могут быть заводы или другие промышленные объекты со всеми цехами, внутрицеховым оборудованием и коммуникациями. Цифровая копия завода площадью 1 гектар – серьёзный проект.

    Но теперь сканируются и крупные металлургические комбинаты, машиностроительные комплекты, другие промышленные территории, площадь которых измеряется уже не гектарами, а квадратными километрами, после чего создаются их электронные копии.

    Обычно, на таких объектах применяются несколько видов лазерного сканирования: наземное, мобильное – в движении с автомобиля, воздушное – с беспилотного летательного аппарата (БПЛА). Затем данные объединяются в единый массив, и переводятся в требуемую систему координат.

    Сканирование зданий и инженерных сооружений

    Другим типом объектов лазерного сканирования являются здания и инженерные сооружения. Существует несколько этапов жизненного цикла, на которых может выполняться сканирование.

    Сканировать, как правило, требуется либо новые, только что построенные или строящиеся здания, либо старинные, требующие реставрации для восстановления исторического вида, либо промежуточная стадия – здания, требующие реконструкции или ремонта. 

    Сканирование строящихся зданий успешно начали применять в США и Западной Европе для контроля строительства. Сканирование – это быстрый способ документирования любых изменений, происходящих на стройке.

    Ежедневное или еженедельное сканирование позволяет вовремя отследить любые отклонения от проекта, что даёт возможность вовремя отреагировать и предпринять меры.

    Всем известно, что чем позже будет обнаружена ошибка при строительстве, тем дороже будет её исправление, иногда сопровождающееся внесением изменений в проект. В России мы также применяем такую технологию контроля строительства.

    Сканирование новых зданий часто используется перед сдачей в эксплуатацию. В сжатый срок требуется произвести обмер сотен квартир – типичная задача для лазерного сканирования. Определяются площади помещений, высота потолков, наклон и кривизна стен и полов.

    При реставрации важно запечатлеть уцелевшие части орнаментов, барельефов, кладку и прочие архитектурные формы, чтобы использовать данные в проекте реставрации, и при контроле строительных работ.

    Сканирование перед реконструкцией или ремонтом позволит как можно более точно получить все размеры, особенно нестандартных элементов для будущего проекта, точно рассчитать количество строительных материалов.

    Третья группа объектов сканирования – памятники на этапе создания или существующие. Цели те же: контроль создания нового памятника или скульптуры на важных этапах, и возможность запечатлеть в виде цифровой копии существующие памятники и скульптуры.

    Сканирование деталей и узлов техники

    К отдельной группе мы относим сканирование деталей и узлов техники с целью создания цифровой точной или модифицированной копии прототипа. Наиболее частое применение – тюнинг автомобилей, производство запчастей для техники российскими компаниями в случае невозможности импорта из-за санкций.

    Цель любого вида лазерного сканирования – получить как можно быстрее актуальные на текущую дату данные о состоянии, расположении и форме обследуемого объекта.

    Эта информация на следующих этапах преобразуется в один или несколько стандартных типов выходных данных: BIM модель зданий или заводов, чертежи и сечения фасадов и внутренних помещений зданий или упрощённую каркасную модель; полигональную модель mesh для памятников и скульптур.

    Для деталей чаще всего мы изготавливаем параметрическую модель, которую можно импортировать в станок ЧПУ или 3D-принтер.

    Все описанные виды сканирования для всех возможных объектов выполняет наша команда специалистов сканирования. Некоторые из выполненных работ вы можете посмотреть на сайте в разделе выполненные работы.

    Примерная стоимость работ

    • Сканирование – выезд на 1 день – от 19 000 ₽.
    • Сканирование фасада – от 25 ₽ за 1 м2.
    • Сканирование внутренних помещений – от 15 ₽ за 1 м2.
    • Сканирование квартиры – от 9 000 ₽.

    Сканирование цеха завода определяется либо исходя из ожидаемого количества дней сканирования, либо по договорной стоимости за 1 м2, иногда за 1 м3. Часто цена зависит от степени подробности сканирования.

    Если предполагается делать BIM завода высокой детализации, то стоимость сканирования может достигать 50-100 рублей за 1 м2.

    Цена сканирования крупных промышленных территорий рассчитывается по стандартным сметам за топографическую съёмку с понижающим коэффициентом за сокращение срока выполнения полевых работ и определяется по согласованию с клиентом, с учётом технических требований.

    Модель скульптуры – зависит от размера скульптуры – от 9 000 ₽. Цена сканирования включена в стоимость модели.

    Модель детали – зависит от сложности детали и степени проработки модели – от 19 000 ₽.

    Для получения предварительного расчёта стоимости выполнения работ лучше всего оставить запрос на сайте на расчёт. Желательно предоставить ту информацию, которую можно раскрыть:

    • фотографии объекта или адрес для просмотра снимков с помощью сервисов Google и Яндекс;
    • тип объекта;
    • площадь;
    • тип и наименование системы координат;
    • желаемый тип результата: облако точек или модель, или чертежи.

    Источник: https://technokauf.ru/catalog/uslugi/lazernoe_skanirovanie/

    Наземное 3D лазерное сканирование | Триметари Консалтинг

    Сканирующие системы. Лазерное сканирование

    Развитие геодезической техники привело к появлению технологии 3D лазерного сканирования. На сегодняшний день это один из самых современных и производительных методов измерений.

    Наземное лазерное сканирование — бесконтактная технология измерения 3D поверхностей с использованием специальных приборов, лазерных сканеров.

    По отношению к традиционным оптическим и спутниковым геодезическим методам характеризуется высокой детальностью, скоростью и точностью измерений.

    3D лазерное сканирование применяется в архитектуре, промышленности, строительстве дорожной инфраструктуры, геодезии и маркшейдерии, археологии.

     Классификация и принцип действия 3D лазерных сканеров

    3D лазерный сканер – прибор, который, производя до миллиона измерений в секунду, представляет объекты в виде набора точек с пространственными координатами. Полученный массив данных, называемый облаком точек, может быть впоследствии представлен в трехмерном и двухмерном виде, а также использован для измерений, расчетов, анализа и моделирования.

    По принципу действия лазерные сканеры разделяют на импульсные (TOF), фазовые и триангуляционные. Импульсные сканеры рассчитывают расстояние как функцию времени прохождения лазерного луча до измеряемого объекта и обратно.

    Фазовые оперируют со сдвигом фаз лазерного излучения, в триангуляционных 3D сканерах приемник и излучатель разнесены на определенное расстояние, которое используется для решения треугольника излучатель-объект-приемник.

    Основные параметры лазерного сканера – дальность, точность, скорость, угол обзора.

    По дальности действия и точности измерений 3D сканеры разделяются на:

    • высокоточные (погрешность меньше миллиметра, дальность от дециметра до 2-3 метров),
    • среднего радиуса действия (погрешность до нескольких миллиметров, дальность до 100 м),
    • дальнего радиуса действия (дальность сотни метров, погрешность от миллиметров до первых сантиметров),
    • маркшейдерские (погрешность доходит до дециметров, дальность более километра).

    Последние три класса по способности решать различные типы задач можно отнести к разряду геодезических 3D-сканеров. Именно геодезические сканеры используются для выполнения работ по лазерному сканированию в архитектуре и промышленности.

    Скорость действия лазерных сканеров определяется типом измерений. Как правило, наиболее скоростные фазовые, на определенных режимах скорость которых достигает 1 млн измерений в секунду и более, импульсные несколько медленнее, такие приборы оперируют со скоростями в сотни тысяч точек в секунду.

    Угол обзора – ещё один немаловажный параметр, определяющий количество данных, собираемых с одной точки стояния, удобство и конечную скорость работы. В настоящее время все геодезические лазерные сканеры имеют горизонтальный угол обзора в 360°, вертикальные углы варьируются от 40-60° до 300°.

     Характеристики лазерного сканирования

    Хотя первые сканирующие системы появились относительно недавно, технология лазерного сканирования показала свою высокую эффективность и активно вытесняет менее производительные методы измерений.

    Преимущества наземного лазерного сканирования:

    • высокая детализация и точность данных;
    • непревзойденная скорость съемки (от 50 000 до 1 000 000 измерений в секунду);
    • безотражательная технология измерений, незаменимая при выполнении работ по лазерному сканированию труднодоступных объектов, а также объектов, где нахождение человека нежелательно (невозможно);
    • высокая степень автоматизации, практически исключающая влияние субъективных факторов на результат лазерного сканирования;
    • совместимость полученных данных с форматами программ по 2D и 3D проектированию ведущих мировых производителей (Autodesk, Bentley, AVEVA, Intergraph и др.);
    • изначальная «трехмерность» получаемых данных;
    • низкая доля полевого этапа в общих трудозатратах.

    Применение 3D лазерного сканирования выгодно по нескольким причинам:

    • проектирование с использованием трехмерных данных геодезических изысканий не только упрощает сам процесс проектирования, но главным образом повышает качество проекта, что минимизирует последующие расходы на этапе строительства,
    • все измерения проводятся крайне быстрым и точным методом, исключающим человеческий фактор, степень достоверности информации повышается в разы, уменьшается вероятность ошибки,
    • все измерения проводятся безотражательным способом, дистанционно, что увеличивает безопасность работы; например, нет необходимости перекрывать автостраду для съемки поперечных сечений, возводить строительные леса для измерения фасада,
    • технология лазерного сканирования интегрируется с большинством САПР (Autodesk AutoCAD, Revit, Bentley Microstation), а также с «тяжелыми» средствами проектирования, такими как AVEVA PDMS, E3D, Intergraph SmartPlant, Smart3D, PDS.
    • результат изысканий получается в различных видах, от выходного формата зависит цена лазерного сканирования и сроки работ:
      • трехмерное облако точек (определенные САПР работают уже с этими данными),
      • трехмерная модель (геометрическая, интеллектуальная),
      • стандартные двумерные чертежи,
      • трехмерная поверхность (TIN, NURBS).

    Процесс лазерного сканирования состоит из трех основных этапов:

    • рекогносцировка на местности,
    • полевые работы,
    • камеральные работы, обработка данных

     Применение лазерного сканирования

    Работы по лазерному сканированию в России на коммерческой основе выполняются с десяток лет. Несмотря на то, что технология достаточно универсальна, за это время определился круг основных применений.

    Лазерное сканирование в промышленности используется в качестве метода изысканий под реконструкцию или исполнительной съемки.

    Скорость метода позволяет крайне быстро получить точную и актуальную 3D-модель производства «как есть» или «как построено».

    Наличие таких данных позволяет на другом качественном уровне спроектировать реконструкцию или проконтролировать ход строительства. Подробнее об этом применении см. в статье Лазерное сканирование в промышленности.

    Лазерное сканирование в архитектуре применяется для геодезической съемки фасадов, интерьеров зданий. Архитектурный обмер по данным лазерного сканирования содержит фасады, планы, разрезы, детали, шаблоны, при этом достоверность этой информации за счет высокой автоматизации на порядок выше, чем при использовании традиционных геодезических средств.

    Наиболее востребовано лазерное сканирование памятников архитектуры, съемка зданий для монтажа навесных фасадов. В последнее время с ростом популярности BIM (ИМЗ) данные лазерного сканирования используются для проектирования реконструкции и контроля строительства зданий и сооружений. Подробнее об этом направлении см.

    в статье Лазерное сканирование в архитектуре.

    На объектах транспорта эффективность лазерного сканирования определяется возможностью съемки линейных объектов без остановки движения.

    3D сканирование тоннелей, мостов, дорог как правило выполняется с целью создания топографических планов, профилей, сечений для проектирования ремонта, реконструкции, для наполнения автоматизированного электронного банка данных объективными пространственными данными о фактическом состоянии объектов транспорта. Подробнее см. в статье Лазерное сканирование транспортной инфраструктуры.

    Наземное лазерное сканирование в геодезии, маркшейдерии применяется для съемки топографических планов крупного масштаба, съемки ЦМР. Наибольшая эффективность достигается при лазерном сканировании карьеров, открытых выработок, шахт, штолен, тоннелей.

    Скорость метода позволяет оперативно получать данные о ходе земляных работ, рассчитывать объемы вынутой породы, осуществлять геодезический контроль хода строительства, следить за устойчивостью бортов карьера, мониторить оползневые процессы. Подробнее см.

    в статье Лазерное сканирование в геодезии и маркшейдерии.

    Лазерное сканирование в археологии применяется для фиксации раскопов, археологических находок. Скорость съемки важна в охранной археологии.

    Высокая детальность облака точек позволяет впоследствии создать точную и реалистичную 3D-модель памятника археологии, использовать эту модель в интерактивном приложении при музеефикации или для обеспечения виртуального доступа к объекту научного сообщества. Больше информации по этому направлению в статье Лазерное сканирование в археологии.

    Подробнее о наземном лазерном сканировании, методах работы, получаемых результатах, видах услуг по лазерному сканированию см. в соответствующих разделах по областям применения:

    Работы по лазерному сканированию

    Компания Триметари Консалтинг имеет большой опыт в выполнении работ методом лазерного сканирования и 3D-моделировании по перечисленным сферам применения. Информация о части выполненных проектов доступна в разделе Проекты.

    Помимо работ по лазерному сканированию компания предоставляет услуги по обучению, консалтингу и сопровождению проектов.

    Для заказа работ по лазерному сканированию, расчета стоимости лазерного сканирования свяжитесь с нами посредством страницы Контакты.

    Источник: http://Trimetari.com/ru/stati/nazemnoe-3d-lazernoe-skanirovanie

    Лазерное сканирование зданий виды и стоимость

    Сканирующие системы. Лазерное сканирование

    Лазерное сканирование зданий и сооружений стало доступно относительно недавно. В этой статье мы расскажем о его принципах, особенностях и преимуществах. После этого вы сможете определиться, стоит ли вам воспользоваться новейшими разработками, или же отдать предпочтение консервативным методам.

    Проведение инженерно-геодезических работ подразумевает использование специальных приборов. Для их производства используются последние достижения многих отраслей науки, в том числе, оптики, электроники, механики. Одним из недавних изобретений стал электронный лазерный безотражательный тахеометр. Такой прибор значительно упростил выполнение многих геодезических задач, увеличил эффективность работы специалистов в области архитектурных обмеров. В сравнении с используемыми ранее измерительными системами, появление тахеометра нового образца увеличило продуктивность в три раза.

    Хотя новые приборы появились совсем недавно, вскоре и они не смогли справляться со всеми запросами современного строительства. Возникла потребность не только в точности координатных измерений, но также в построении цифровых моделей объектов.

    Как выяснилось на практике, для этого требуется гораздо больше информации, чем могут дать стандартные тахеометры. Трехмерное лазерное сканирование зданий стало единственным оптимальным решением поставленной задачи.

    С его помощью удалось добиться максимальной детализации объектов, что позволило получить точные цифровые модели и изображения.

    Что собой представляет лазерное сканирование?

    Лазерное сканирование объектов – это новейший метод получения 2D и 3D моделей окружающего пространства.

    В процессе работы приборов создается облако точек с пространственными координатами, которые в итоге дают объемное изображение.

    Полученная модель объекта может содержать от нескольких тысяч до нескольких миллионов координатных точек. При этом измерения проходят с точностью до миллиметра.

    Принцип работы лазерного сканера можно сравнить с работой любого радара. Он заключается в излучении лазерного луча, который обладает высокой частотой, и отражении его на колеблющемся зеркале. Так, луч достигает объекта, а затем вновь возвращается в отправную точку.

    В этот момент прибор фиксирует время возврата, согласно которому получает данные о расстоянии, на котором находится объект. Так создается облако точек.

    При этом стоит отметить, что прибор может отправить сразу множество лучей, то есть мгновенно получить информацию сразу о значительной части объекта.

    В отличие от использования тахеометра, этот метод проведения съемки является бесконтактным и максимально автоматизированным. Прибор содержит специальный сервопривод, который самостоятельно вращает измерительную головку в горизонтальной и вертикальной плоскостях.

    Специалисту не нужно больше нажимать какие-либо кнопки для включения дальномера или записи полученных координат, выискивать цель через окуляр тахеометра, переставлять технику с места на место и пр.

    Теперь все необходимые измерения можно провести с одной точки без ущерба точности.

    Основные виды лазерного сканирования

    В зависимости от сложности объекта, его величины и технических особенностей, вам могут быть предложены следующие виды лазерной съемки:

    1. Наземное лазерное сканирование. Оно производится с помощью статичного прибора. Визуализация объекта происходит путем наведения визира, или же путем предварительного сканирования при небольшой плотности координатных точек.

    Затем проходит более детальное моделирование каждой отдельной поверхности и сбор всех полученных данных в единый массив. Для проведения этого типа работ не требуется установка дополнительных отражателей, меток или маркеров.

    2. Мобильное сканирование. Съемка проходит с помощью все тех же приборов, но они при этом закреплены на транспортное средство. Оно, в свою очередь, движется по установленному маршруту для сбора необходимых данных.

    Сами приборы обладают встроенными компенсаторами наклонов и вибраций, а также очень жестко крепятся к своему «носителю».

    Все это позволяет избежать каких-либо неточностей, которые могли бы возникнуть за счет осуществления съемки в движении.

    3. Сканирование с воздуха. Такой тип работ считается наиболее быстрым и детальным. Он позволяет получить картинку местности с учетом всех особенностей рельефа. При этом можно установить определенную ярусность, чтоб в дальнейшем иметь возможность отдельно работать с объектами инфраструктуры, земной поверхностью, зданиями и пр.

    Виды и особенности лазерных сканеров

    Лазерный сканер способен проводить до миллиона измерений за одну секунду. Облако точек, которое получается в результате его работы, можно затем вывести на экран в виде двухмерного или трехмерного изображения.

    Главными характеристиками прибора являются показатели точности, дальности, скорости сбора данных, а также угол обзора. Выбор в пользу того или иного сканера зависит от технологических требований изучаемого объекта.

    На сегодняшний день доступны следующие варианты:

    1. Сканеры среднего радиуса действия. Дальность до 100 м, допустима погрешность в несколько миллиметров.

    2. Сканеры дальнего действия. В работе допускают погрешность от нескольких миллиметров до нескольких сантиметров, работают с дальностью в сотни метров.

    3. Маркшейдерские сканеры. Дальность – более километра, погрешность – до дециметра.

    Сферы применения трехмерного моделирования

    Трехмерное сканирование объектов позволяет создавать цифровые модели не только отдельных зданий и сооружений, но и целых комплексов или территорий.

    С его помощью можно получить точные данные даже при работе со сложными архитектурными формами. Это позволяет широко использовать метод для различных научных исследований, реставрации памятников и пр.

    Также лазерное сканирование применяют для решения следующих задач:

    ·   создание трехмерного кадастра недвижимости;

    ·   проектирование или топографическая съемка элементов инфраструктуры, промышленных сооружений;

    ·   создание 3D моделей рельефа, сложных технологических объектов;

    ·   сохранение данных об архитектурном наследии;

    ·   съемка фасадов любой сложности;

    ·   получение информации о количестве насыпей и выемок грунта для предприятий горной промышленности;

    ·   слежение за деформациями готовых или строящихся объектов;

    ·   сбор данных для дальнейшего строительства объекта, его полной или частичной реконструкции, планового ремонта и т.д.

    По сути, лазерное сканирование зданий и сооружений является универсальной технологией, тем не менее, существует ряд задач, для которых оно является единственным возможным вариантом решения.

    Так, к примеру, при проектировании реконструкции здания или контроля за его строительством, только этот метод позволит получить актуальную цифровую модель на каждом этапе.

    Также высокая автоматизация гарантирует большую точность и достоверность информации при архитектурных обмерах, геодезической съемке интерьеров и фасадов зданий.

    Отдельно стоит сказать о применении лазерного сканирования при съемке объектов транспортной инфраструктуры. Преимущество метода заключается в том, что для его использования нет необходимости останавливать движение.

    Так, можно получить данные о состоянии различных транспортных объектов – мостов, тоннелей, автодорог – без каких-либо неудобств.

    Это часто необходимо для создания топографических планов, электронных банков данных, проектирования реконструкции или ремонтных работ.

    Наземное лазерное сканирование позволяет осуществлять геодезический контроль в горной промышленности. Так, с помощью современных приборов можно получить точные данные о шахтах, тоннелях, открытых выработках и пр. При этом можно контролировать оползневые процессы, проверять устойчивость бортов штолен и карьеров.

    В археологии трехмерное моделирование востребовано в целях сохранения точных данных об исследуемых памятниках. Эта информация может использоваться как в научных целях, так и в качестве виртуального музея. Также сканирование применяют для фиксации находок и мест раскопок.

    Преимущества метода лазерного сканирования

    Лазерное сканирование – это выгодная экономия материальных и временных затрат. Оно позволяет в кратчайшие сроки получить максимальное количество данных, а затем создать детальную 3D-модель объекта.

    Это дает возможность хранить в электронном виде подробную информацию о любом объекте, будь то архитектурный памятник, жилой комплекс, промышленное здание, рельеф территории и пр. При этом она может быть в дальнейшем использована в различных компьютерных программах для планирования реконструкций, ремонтных и строительных работ.

    Современные приборы создают системы данных, которые совместимы с Autodesk, AVEVA, AutoCAD, Intergraph и прочими средствами проектирования мировых производителей.

    Также к преимуществам лазерного сканирования стоит отнести следующие его особенности:

    1. Высокая точность. Погрешность приборов находится на минимальном уровне. Кроме того, сканеры можно настроить на фиксацию первого или последнего отражения. Например, это позволит различить грунт и            растительность и пр.

    2. Полнота информации. Лазерные сканеры создают облака из миллионов точек с пространственными координатами. Это значит, что даже самые мелкие детали объекта будут учтены в цифровой модели.

    3. Мгновенная визуализация. Современные приборы работают таким образом, что вы сразу же получите все результаты в 3D-виде. Соответственно, не придется тратить дополнительное время на обработку данных и привлекать для этого специалистов.

    4. Безопасность. Когда речь идет о съемке опасных или труднодоступных объектов, лазерное сканирование является наиболее оптимальным вариантом. Дальность работы приборов и угол их обзора позволят получить точные данные с безопасного расстояния.

    5. Автоматизация. Правильная настройка оборудования позволит совершать все необходимые измерения простым нажатием кнопки, что исключает практически все внешние влияния на результат инженерно-геодезических работ.

    Недостатки технологии

    Для объективной оценки возможностей лазерного сканирования, стоит уделить внимание и его недостаткам. На самом деле, их не так много, при этом, приборы постоянно совершенствуются и появляются все более универсальные модели. Тем не менее, на данный момент можно отметить следующие неудобства при работе с лазерными сканерами:

    1. Большинство современных моделей сканеров не предназначены для работы при минусовой температуре. Таким образом, в зимнее время воспользоваться преимуществами технологии может оказаться затруднительно. Сейчас доступны новые приборы, работающие до -20 градусов, но далеко не каждая компания может похвастаться наличием такого оборудования. Кроме того, его использование может обойтись дороже.

    2. При лазерном сканировании сложных архитектурных форм возникают определенные трудности с автоматическим переносом данных в программы компьютерного моделирования.

    Это связано с тем, что большинство подобных приложений описывают здания лишь самыми простыми геометрическими формами.

    Соответственно, при моделировании архитектурных памятников или сложных интерьеров придется переносить многие данные вручную.

    Также стоит отметить, что лазерное сканирование зданий и сооружений не является полностью автоматической процедурой. Безусловно, оно позволяет избежать многих трудоемких задач, а сложные и опасные измерения осуществляет одним нажатием кнопки.

    Тем не менее, для получения полной картины все равно понадобится работа специалиста, поскольку необходимо правильно выбрать точки для съемки, спланировать сеансы сканирования и пр. Особенно это важно при работе со сложными объектами, например, архитектурными памятниками.

    Иногда для получения необходимых данных точки устанавливают, как внутри, так и снаружи здания.

    Сколько стоит лазерное сканирование зданий и сооружений?

    Многие заказчики считают, что использование новых технологий и более точных приборов обязательно связано с дополнительными финансовыми затратами. Именно поэтому они отдают предпочтение более консервативным методам, пытаясь таким образом немного сэкономить, хоть и с потерей точности.

    На самом деле, если речь идет о сканировании небольших зданий или территорий, то применение 3D-сканера обойдется примерно в ту же сумму, что и при других наземных видах съемки.

    При этом более точные данные и максимальная детализация позволят избежать лишних затрат при дальнейшем проектировании и строительстве.

    Что же касается крупных объектов, то здесь трехмерная съемка значительно выигрывает у тахеометрической, поскольку большинство данных можно будет получить с одной точки. Соответственно, не возникнет необходимости транспортировки оборудования и персонала. Таким образом, рост технического прогресса позволил не только улучшить качество получаемых данных, но также привел к удешевлению услуги.

    Можно сделать вывод, что сейчас лазерное сканирование зданий и сооружений является наиболее перспективным направлением для проведения различных инженерно-геодезических работ.

    Высокая технологичность метода дает неоспоримые преимущества, в сравнении с другими видами топографической съемки.

    При этом использование новой технологии не только не увеличивает стоимость услуг, но даже помогает выгодно сэкономить.

    Надеемся, вы получили всю необходимую информацию по этой теме. Будем рады вас видеть на наших страничках в соцсетях, где вы сможете найти еще больше актуальной информации!

    Свяжитесь с экспертами и получите бесплатную консультацию! 

    Источник: https://GektarGroup.ru/articles/geodeziya/lazernoe-skanirovanie-zdaniy-i-sooruzheniy/

    Поделиться:
    Нет комментариев

      Добавить комментарий

      Ваш e-mail не будет опубликован. Все поля обязательны для заполнения.