Если значения К и
удалось определить, то измеряемое
расстояние определяется по формуле:
где
- длина волны
Главное преимущество фазового метода измерения - более высокая точность, которая может достигать нескольких миллиметров.
В настоящее время выпускается несколько типов наземных лазерных сканеров
разными производителями, среди которых Riegl, Leica, Trimble, Konica-Minolta, Zoller+ Froehlich, Optech и другие. Все они различаются по дальности измерения расстояний, точности и принципу измерений (фазовые и импульсные).
Для установки ноутбука, управляющего работой лазерного сканера, используется специальная подставка, которая закрепляется на штативе.
Основные технические характеристики лазерного сканера Riegl LMS-Z620:
1. Класс лазера 1.
2. Максимальная дальность действия
для естественных
целей (отражение
80%
): до 2000 м; для естественных целей (отраже-
ние 10 %): до 650 м.
3. Минимальное расстояние 2 м.
4. Точность 10 мм.
5. Разрешение: 10 мм (единичный импульс); 5 мм (среднее значение).
6. Производительность: до 11 000 точек/с (при высокой скорости сканирования); до 8000 точек/с (при низкой скорости сканирования).
7. Расходимость луча 0,15 мрад.
8. Вертикальный (линейный скан): диапазон сканирования: от 0' до 80'; сканирующий механизм: вращающееся / качающееся зеркало; производительность сканера: от 1 скан/с до 20 скан/с при поле зрения 80'. Минимальный шаг сканирования: от 0,2' до 0,004'; угловое разрешение - 0,002'.
9. Горизонтальный (структурный) скан: диапазон сканирования: от 0' до 360'; сканирующий механизм: вращающая оптическая головка; производительность сканера: от 0,01'/с до 15'/с; угловой шаг от 0,75' до 0,004'; минимальный шаг сканирования: от 0,2' до 0,004', угловое разрешение: 0,0025'
10. датчики наклона оптические, для вертикальной установки.
11. внутренний таймер синхронизации для GPS-синхронизации данных сканирования.
12.4.3. Обработка результатов лазерного сканирования
После того как произведены измерения, начинается процесс обработки. Изначально, «сырые измерения» представляют собой массив точек, которые необходимо затем экспортировать в подходящий CAD-формат. Для обработки используют специальные компьютерные программы, например, программу Riscan Pro фирмы Riegl.
Обработка состоит из нескольких основных этапов:
1. «Сшивка» сканов.
Как правило, при съемке различных инженерно-технических сооружений, объектов архитектуры, зданий или рельефа имеются отдельные наборы данных - облаков точек, полученные с различных точек стояния сканера.
Эти данные необходимо «связать» друг с другом, т. е. создать единый скан. Для этого используются специальные отражающие марки, выполненные в виде цилиндров, сфер или дисков определенного размера. Распознавая данные, отражающие элементы на сканах автоматически или вручную, производят «сшивку» сканов, т. е. получают объединенные облака точек. При этом марки могут быть закоординированы стандартными средствами - при помощи тахеометра или GPS.
2. Трансформация скакав в проектную систему координат.
Лазерный сканер имеет свою собственную систему координат, жестко связанную с одним из его конструктивных элементов (обычно в центре приемо-передающей части). Все сырые данные, полученные в ходе сканирования, относятся к данной системе координат. Чтобы получить сырые данные в системе координат, используемой на объекте работ (проектной системе координат), необходимо выполнить трансформацию скакав, которая производится автоматически при помощи алгоритмов управляющей программы.
3. Создание поверхностей.
Представление «облаков» точек математически описываемыми поверхностями в виде триангуляционных сеток. Созданные подобным образом поверхности могут быть экспортированы в любые CAD и 3D-приложения.
Если сканирование сопровождается цифровой фотосъемкой, то на этапе обработки можно совместить сканированное изображение объекта с его фото изображением, придав скану реальные цвета и текстуру.
Наземные лазерные сканеры находят все более широкое применение при топографо-геодезической съемке, инженерно-геодезических изысканиях, в маркшердерии, архитектуре, в реставрации исторических памятников, в реконструкции фасадов зданий и т. д.
В последнее время возникает потребность в сжатые сроки провести инвентаризацию земельно- имущественного комплекса и инженерно-технических сооружений нефтегазового комплекса. В этом случае, при использовании наземных сканирующих систем удается в разы сократить время, отведенное на проведение съемки и построение моделей.
При съемке карьеров появляется возможность построить трехмерную цифровую модель и оперативно подсчитывать объемы породы до и после взрыва.
При использовании лазерного сканера точность подсчета объемов возрастает до 0,5 %. Используя цифровую модель, можно построить сечения с заданным интервалом высот, а затем топографический план карьера.