Воздушное лазерное сканирование

Воздушное лазерное сканирование (ВЛС) — это высокотехнологичная топографо-геодезическая методика сбора геопространственных данных по рельефу и наземным объектам, а также картографирования местности в трёхмерном режиме с летательного аппарата с применением скоростной сканирующей системы высокой точности, определяющей координаты и точки лазерных отражений и фильтров наземных объектов по определённым заданным характеристикам. Данный метод съёмки используется для создания подробных цифровых моделей городов, обследования протяжённых линейных объектов, топографической съёмки рельефа, инвентаризации лесов, трёхмерного моделирования районов разработок полезных ископаемых и многих других целей.

В основе технологии воздушного лазерного сканирования лежит излучение и фиксация лазерных отражений с помощью лазерного сканера (лидара), размещённого на воздушном судне. Функционирование навигационного блока воздушного сканера основывается на отлаженном взаимодействии GNSS-системы спутниковой навигации с инерциальной системой в режиме реального времени. В зависимости от требуемой точности съёмки, сканер делает от двух до нескольких десятков измерений лазерных отражений на каждый квадратный метр территории. Благодаря высокой плотности точек и многократности отражений лазерного луча от земной поверхности технология воздушного лазерного сканирования даёт возможность получать высокоточную цифровую модель рельефа (ЦМР), включая здания, сооружения, коммуникации и растительность, что особенно актуально для плотной городской застройки и поверхности земли под кронами деревьев.

Результаты съёмки методом воздушного лазерного сканирования

Как и в случаях с наземным лазерным сканированием и мобильным лазерным сканированием, результатом воздушного 3D сканирования является облако точек — трёхмерный массив точек лазерных отражений, чётко классифицированный по признаку «земля / не земля» с высокой плотностью до нескольких десятков точек на один квадратный метр и точностью определения координат этих точек от 5 до 8 сантиметров в плане и по высоте и детальностью отрисовки до 10–50 сантиметров. Фактически, результатом съёмки методом воздушного лазерного сканирования является цифровая трёхмерная точечная модель истинного рельефа местности с высокой плотностью и точностью, которая используется в качестве основы для ортофотопланов, цифровых топографических планов масштабов 1:500 и мельче, а также трёхмерных моделей рельефа и находящихся на местности объектов.

Одновременное использование цифровой аэрофотосъёмки и воздушного лазерного сканирования даёт избыточный объём данных по объекту съёмки, что позволяет довольно легко определять расположение и реальные формы даже довольно сложных и труднодоступных объектов на земной поверхности. Специализированные современные авиационные лазеры также способны проникать и под водную поверхность, что даёт возможность получать точные данные и строить достаточно точные трёхмерные модели дна, что особенно востребовано в районах планирования строительства дамб, плотин, мостов и портов, а также при обследовании шельфовых зон и акваторий водоёмов, в том числе протяжённых речных русел.

Преимущества воздушного лазерного сканирования

Среди возможностей и основных преимуществ технологии воздушного лазерного сканирования можно особенно выделить и подчеркнуть следующие:
— высокая скорость съёмки и охват территории до 400 квадратных километров за 1 летный день;
— cинхронизация в работе с цифровой аэрофотосъёмкой;
— фотореалистичные и текстурированные 3D модели местности по итогам съёмки;
— высокая экономическая эффективность в сравнении с наземными и даже мобильными методами съёмки;
— работа в труднодоступных и опасных районах без непосредственного присутствия на местности;
— фиксация до четырёх лазерных отражений от одного импульса;
— совместимость прочими геодезическими способами съёмки;
— возможность работы с российской спутниковой системой ГЛОНАСС.

Высокая эффективность и производительность технологии воздушного лазерного сканирования даёт возможность в сжатые сроки выполнить точные съёмочные работы с высокой степенью подробности данных на огромных территориях независимо от сложности рельефа, конфигурации местности, и её расположения. Съёмка методом воздушного лазерного сканирования производится таким образом, что позволяет в дальнейшем вносить в проект изменения на местности; кроме того, на основе полученных данных на камеральной стадии существует возможность чернового размещения инженерных сооружений без составления готовых топографических планов.