ПРИМЕНЕНИЕ МОБИЛЬНОГО ЛАЗЕРНОГО СКАНИРОВАНИЯ ПРИ ИНЖЕНЕРНО-ГЕОДЕЗИЧЕСКИХ ИЗЫСКАНИЯХ

В настоящее время при создании и обновлении топографических планов и карт широко используются лазерные сканеры, развитие которых в значительной степени определяется прогрессом вычислительной техники, совершенствованием геодезического оборудования и соответствующего программного обеспечения.

Современная ГИС – это автоматизированная система, имеющая большое количество графических и тематических баз данных, соединенная с модельными и расчетными функциями для манипулирования ими и преобразования их в пространственную картографическую информацию для принятия на ее основе разнообразных решений и осуществления контроля.

Среди многих задач, связанных с управлением территориями, можно выделить обновление генерального плана, мониторинг застройки и зеленых насаждений. Для их решения необходимо использовать методы и алгоритмы, позволяющие оперативно и достоверно выявить изменения, происходящие на местности.

Предметом исследования дипломной работы стала технология мобильного лазерного сканирования и ее функциональные возможности. Объектом исследования стали данные, полученные посредством мобильного-пешего лазерного сканирования на Федеральной территории Сириус. Целью работы являлось создание цифрового топографического плана на основе данных пешего сканера. Основными задачами было изучить необходимое программное обеспечение для работы с точками лазерного отражения, выявить отличия технологий, применяемых при лазерном сканировании, а также применить полученные в процессе обучения навыки картографирования и работы с базами геоданных.

Применение лазерных систем позволяет существенно сократить длительность технологического цикла производства топографических материалов. Однако не всегда представляется возможным провести воздушное лазерное сканирование или мобильное с установкой на автомобиль, в таких случаях возможно использовать пешее сканирование. Запрет полетов и невозможность снять всю территорию Сириуса с автомобиля определил пеший способ проведения съемки.

Данный метод съемки является новой, малоизученной технологией и таким образом, работа, посвящённая выявлению технологических аспектов и практического применения при инженерно-геодезических изысканиях пешего сканирования, является актуальной. Полученные навыки и знания послужат отличным фундаментом для развития технологий лазерного сканирования.

Введение. 4

1 Технология лазерного сканирования. 6

1.1  Принципы лазерного сканирования. 6

1.2  Виды лазерного сканирования. 8

1.2.1 Наземное лазерное сканирование. 8

1.2.2 Воздушное лазерное сканирование. 10

1.2.3 Съемка с БПЛА.. 11

1.2.4 Мобильное лазерное сканирование. 13

1.3  Сравнение видов лазерного сканирования. 14

1.4  Используемый вид мобильного сканирования. 15

1.5  Решения на рынке мобильных лазерных сканеров. 16

1.6  Алгоритм проведения работ по лазерному сканированию.. 21

1.7  Особые условия работ. 22

1.8  Нормативная база. 25

2 Постобработка точек лазерного сканирования. 27

2.1  Используемое ПО.. 27

2.1.1 Terrasolid TerraScan. 27

2.1.2 Inertial Explorer 28

2.1.3 AGMScanWorks. 29

2.2  Получение решения траектории. 30

2.2.1 Анализ качества полученного решения траектории. 33

2.2.2 Экспорт решения для AGM ScanWorks 33

2.3  Вывод точек лазерных отражений. 34

2.4  Обработка данных в Microstation V8 с модулем Terra. 36

2.5  Экспорт снимков интенсивности. 38

3 Создание топографического плана. 40

3.1  Топографический план. 40

3.2  Используемое программное обеспечение (ПО ArcGis) 42

3.3  Инструменты AcrMap. 44

3.4  Исходные данные для создания топографического плана. 47

3.5  Полевое дешифрирование. 51

3.6  Условные знаки. 52

3.7  Технологическая цепочка. 53

Заключение. 63

Список использованных источников 64

1 Акрополь-Гео: офиц. сайт. – URL: https://acropol-geo.ru/o-texnologii/64-vozdushnoe,-mobilnoe-i-nazemnoe-lazernoe-skanirovanie (дата обращения: 08.03.2022).

2 Гедымин А.В. Картография с основами топографии: учебник для студентов геогр. фак. / А.В. Гедымин, Г.Ю. Грюнберг, Н.А. Лапкина, М.В. Студеникин. М: Просвещение, 1999. – 248 с.

3 Геодезические приборы и оборудование Leica Hexagon: офиц. сайт. – URL: https://geosystems.ru/shop/lazernye-skanery/mobilnye-lazernye-skanery/mobilnyy-lazernyy-skaner-leica-pegasus-backpack/ (дата обращения: 08.03.2022).

4 Инструкция по топографической съёмке в масштабах 1:5000, 1:2000, 1:1000 и 1:500 / ГУГК при СМ СССР. – М.: Недра, 1985. – 52 с.

5 Комиссаров А. В. и др. Наземное лазерное сканирование // Новосибирск: СГГА. – 2009. – С. 261.

6 Компания Ecoscan: офиц. сайт. – URL: http://ecoscan.spb.ru/equipment/vmx450/ (дата обращения: 08.03.2022).

7 Кузьмина Н.А., Чурилова Е.А., Колосова Н.Н. Картография с основами топографии. – М.: Дрофа, 2006. – 45с. 

8 Лазерное сканирование: офиц. сайт. – URL: https://geopriz.ru/services/lazernoe-skanirovanie/, свободный. – Загл. с экрана. (дата обращения: 19.05.2022).

9 Лазерное сканирование: офиц. сайт. – URL: https://sovzond.ru/services/laser-scanning/ (дата обращения: 22.04.2022).

10 Медведев В.И., Сарычев Д.С., Скворцов А.В. Предварительная обработка данных мобильного лазерного сканирования в системе IndorCloud // САПР и ГИС автомобильных дорог. 2014. № 2(3). С. 67−74. DOI: 10.17273/CADGIS.2014.2.11

11 Поляков В.Г Картография с основами топографии: Учеб. пособие для студентов пед. институтов / Под ред. Г.Ю. Грюнберга. М., 1991. - 368 с.

12 Применение лазерного сканирования при информационном моделировании зданий: офиц. сайт. – URL: https://www.prin.ru/articles/primenenie_lazernogo_- skanirovaniya_pri_informacionnom_modelirovanii_zdanij (дата обращения: 20.05.2022).

13 Современнные технологии и системы лазерного сканирования TECHNOKAUF: офиц. сайт. – URL: https://technokauf.ru/catalog/mobilnye_skaniruyushchie_sistemy/phoenix_ranger/ (дата обращения: 08.05.2022).

14 Сравнение пригодности данных воздушного лазерного сканирования и аэрофотосъемки с БПЛА для обеспечения проектных: офиц. сайт. – URL: https://russiandrone.ru/publications/sravnenie-prigodnosti-dannykh-vozdushnogo-lazernogoskanirovaniya-i-aerofotosmki-s-bpla-dlya-obespech/ (Дата обращения: 22.05.2022)

15 Справочник ArcGIS: офиц. сайт. – URL:  https://desktop.arcgis.com/ru/arcmap/10.3/manage-data/shapefiles/what-is-a-shapefile.htm (дата обращения: 08.05.2022).

16 Справочник ArcGIS: офиц. сайт. – URL:  https://desktop.arcgis.com/ru/arcmap/10.3/manage-data/editing-fundamentals/about-snapping.htm (дата обращения: 08.05.2022).

17 Справочник ArcGIS: офиц. сайт. – URL:  https://resources.arcgis.com/ru/help/getting-started/articles/026n00000014000000.htm (дата обращения: 08.05.2022).

18 Технологии будущего: офиц. сайт. – URL: https://sovzond.ru/press-center/articles/gis-mapping/5651/ (дата обращения: 21.05.2022).

19 Условные знаки для топографических планов масштабов 1:5000, 1:2000, 1:1000 и 1:500 / ГУГК при СМ СССР. – М.: Недра, 1989. – 286 с.

20 Чурилова Е.А., Колосова Н.Н. Картография с основами топографии: Практикум. – М.: Дрофа, 2006. – 156с.

21 Шандыбина Г.Д., Парфенов В.А. Информационные лазерные технологии. Учебное пособие. СПб: СПбГУ ИТМО, 2008, 93 с

22 Электронный фонд правовых и нормативно-технических документов: офиц. сайт. – URL: https://docs.cntd.ru/document/556610334 (дата обращения: 12.05.2022).

23 Южанинов В.С. Картография с основами топографии: Учеб. пособие. – М.: Высш. шк., 2002. – 197 с.

24 GNSS Plus: офиц. сайт. URL: https://gnssplus.ru/articles/inertial-explorer-moshchnoe-programmnoe-obespechenie-dlya-sovmestnoy-obrabotki-kinematicheskikh-dann.html (дата обращения: 12.05.2022).

25 Real Time Kinematic: офиц. сайт. – URL: https://ru.wikipedia.org/wiki/Real_Time_Kinematic (дата обращения: 22.05.2020).