Как мы выбирали лазерный сканер

Описывается опыт использования воздушных и наземных лазерных сканирующих систем в НПП «Геокосмос». Приводятся технические характеристики применяемых в настоящее время различными компаниями наземных лазерных сканирующих систем: Callidus 1.1 (Callidus), Cyrax 2500 (Cyra Technologies), ILRIS–3D (Optech), SOISIC (NENSI). Обосновывается выбор наземных сканирующих систем серии RIEGL LMS различных модификаций.

С.Р. Мельников (НПП «Геокосмос»)

В 1985 г. окончил Московский институт инженеров геодезии, аэрофотосъемки и картографии. С 1985 по 1990 г. работал инженером, начальником партии, главным инженером экспедиции № 126 Предприятия № 7 (МАГП). С 1990 по 1993 г. — главный инженер предприятия «ГеоЭкотехМ». С 1990 по 1997 г. — заведующий лабораторией и преподаватель на кафедре высшей геодезии МИИГАиК. С 1993 г. — директор НПП «Геокосмос».

«Лазерное сканирование новая технология получения

трехмерных данных в режиме реального времени»

С момента образования НПП «Геокосмос» неизменным девизом компании является: «Определять топографо-геодезические параметры в режиме реального времени», точнее, приближать съемочные технологии к режиму реального времени. Поэтому, выбор технологии лазерного сканирования был логическим продолжением работ по определению пространственных координат спутниковыми методами.

В конце 2000 г. в НПП «Геокосмос» обратилась организация «Мосгипротранс» с предложением в сроки, ограниченные временем, выполнить инженерные изыскания по труднодоступной территории на границе Амурской области и Якутии. С учетом погодно-климатических условий, а также сложностей создания планово-высотной основы в залесенной местности при больших перепадах высот, использовать аэрофотосъемку в определенные заданием сроки не представлялось возможным. Рассмотрев различные методы, была выбрана лазерно-локационная технология, основанная на использовании воздушного лазерного сканера. Об этой технологии было известно еще 5–6 лет назад, но тогда она казалась фантастической. Ознакомившись с опытом, накопленным за эти годы ЗАО «Оптэн Лимитед» по применению воздушного лазерного сканирования для решения специализированных задач, было решено для проведения инженерных изысканий использовать именно этот метод. Таким образом, в 2001 г. появился проект, который можно назвать первым опытом НПП «Геокосмос» по внедрению данной инновационной технологии в производство. Следует отметить, что в рамках данного проекта менее чем за месяц было снято около 340 км2.

 

Технические показатели наземных лазерных сканирующих систем Таблица 1
Название системы (компания-производитель) Callidus 1.1 (Callidus) Cyrax 2500 (Cyra Technologies) ILRIS-3D (Optech) SOISIC (MENSI)
Дальность до сканируемого объекта, м 0,15–150 1,5–100 2–350 при 4% отражения2–800 при 20% отражения 0,8–40
Точность, мм /максимальное расстояние, м 5 / 32 4 / 50 10 / 100 0,5 / 5
Угол поля зрения(в горизонтальнойи вертикальной плоскостях) 3600х1800 400х400 <400х400 460х3200
Время сканирования, мин 4–9 10 8 15
Рабочие температуры 0 – +400С 0 – +400С –20 – +500С +5 – +400С
Класс безопасности Class1 Class 2 Class 1 Class 3A
Примечание. В таблице приведены технические показатели из журнала GIM International, № 1, 2001.

 

Технические показатели наземных лазерных сканирующих систем серии RIEGL LMS Таблица 2

Название системы (компания-производитель) RIEGL LMS-Z210 RIEGL LMS-Z360 RIEGL LMS-Z420 RIEGL LPM-25HA
Дальность до сканируемогообъекта, м 2–350 2–200 2–1000 1–40
Точность, мм /максимальное расстояние, м 25 / 200 6 / 200 20 / 1000 8 / 20
Угол поля зрения(в горизонтальнойи вертикальной плоскостях) 3300х800 3600х900 3600х800 1800х1500
Время сканирования, мин 0,5 0,5 до 2 2
Рабочие температуры 0 – +400С 0 – +400С –20 – +500С +5 – +400С
Класс безопасности Class 1 Class 1 Class 1 Class 1
Примечание. В таблице приведены технические показатели из журнала GIM International, № 1, 2001.

 

В тот момент компания не имела достаточных финансовых средств для широкого внедрения воздушного лазерно-локационного метода, но после выполнения данной работы был проявлен интерес к наземным лазерным сканирующим системам. В первую очередь специалисты компании изучили публикации в журналах (GIM International, Professional Surveyor и др.) и информационные бюллетени, посетили различные международные конференции и выставки геодезического оборудования и программного обеспечения (INTERGEO, World of Surveying), а также провели переговоры с производителями и пользователями лазерных сканеров.

В то время существовало семь компаний-производителей подобного оборудования, из которых следует отметить ведущие, такие как Riegl Laser Measurement Systems GmbH (Австрия), Cyra Technologies (США), Сallidus (США), Optech (Канада), MENSI (Франция).

Выбор аппаратуры определяется множеством параметров, обеспечивающих, в первую очередь, получение конечного результата, интересующего заказчика. Большинство выпускаемых лазерных сканеров имеют узкую специализацию и по конструктивным особенностям и техническим показателям (табл. 1) могут подходить под определенный класс объектов. Так, например, для интерьерной съемки можно рекомендовать сканеры компаний Callidus, для съемки горных выработок — Optech, для топографической съемки — MENSI, для съемки индустриальных объектов — Riegl Laser Measurement Systems GmbH. Некоторые модели лазерных сканеров предназначены для работы на расстояниях до 2,5 км и позволяют выполнять съемку в местах, где высокая точность определения пространственных координат не требуется, например, на открытых горных выработках и карьерах.

Большинство компаний производят лазерные сканирующие системы с акцентом на конкретные технические параметры прибора, например, точность, дальность, скорость и т. д. Специалисты компании искали универсальный сканер. Кроме того, поскольку основной деятельностью НПП «Геокосмос» является производство полевых топографо-геодезических работ для изысканий в области нефтегазовой и горной отраслей, дорожном хозяйстве и энергетике, в первую очередь, было интересно исключительно индустриальное направление.

Таким образом, окончательный выбор был сделан в пользу компании Riegl Laser Measurement Systems GmbH, производящей наземные лазерные сканирующие системы серии RIEGL LMS (табл. 2).

Основные области применения данной системы:

— трехмерная топографическая съемка местности;

— трехмерная топографическая съемка карьеров, открытых выработок, шахт, туннелей;

— геологическая и индустриальная съемка;

— определение размеров и объемов отвалов, котлованов, трубопроводов;

— исполнительная трехмерная съемка зданий, инженерных сооружений.

В следующем номере журнала будут подробно рассмотрены параметры наземных лазерных сканирующих систем, которые необходимо учитывать при их выборе.

Продолжение статьи

How Did We Choose a Laser Scanner

S.R. Melnikov (Geocosmos)
#2, p. 45
Geocosmos experience of using aircraft and ground laser scanning systems is described. Technical characteristics are listed for the following ground laser systems: Callidus 1.1 (Callidus), Cyrax 2500 (Cyra Technologies), ILRIS-3D (Optech), SOISIC (MENSI). The reason for choice of the RIEGL LMS for ground scanning systems is substantiated. The main application fields are given for the scanner chosen.

Источник: www.geoprofi.ru

Add a Comment

Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *

Этот сайт использует Akismet для борьбы со спамом. Узнайте как обрабатываются ваши данные комментариев.