ssdd
 
SystemGEO: решение задач в области геоинформатики, геодезии и кадастра



Лазерное сканирование и создание трехмерных моделей пространственных объектов

Лазерное сканирование и создание трехмерных моделей пространственных объектов

Технология лазерного 3D сканирования

Общие сведения о технологии

 Лазерное 3D сканирование (3D сканирование) – это современная технология  сбора пространственных данных. В результате сканирования формируется трехмерная модель объекта – «облако точек», состоящее из набора вершин, положение каждой из которых в пространстве определяется значениями координат X, Y та Z.

3D сканирование может осуществляться двумя способами – стационарным  (сканируются отдельные здания и сооружения, внутренние помещения) и мобильным (сканируются большие территории, линейные объекты).

Преимущества технологии

  • Уменьшение (в 2 и более раз) трудозатрат на выполнение комплекса топографо-геодезических и картографических работ;
  • Высокая скорость (до 1 млн. точек/сек) и мобильность (сканер может устанавливаться на различные транспортные средства – автомобиль, железнодорожную платформу, лодку, беспилотный летальный аппарат, скорость движения комплекса от 40 км/ч и выше);
  • Высокая точность (до 15 мм) и детальность (от 1 точки/см2);
  • Возможность проведения работ круглосуточно (до 24 часов в сутки) и большую часть года;
  • Минимизация «человеческого фактора» с возможностью съемки труднодоступных и небезопасных объектов на безопасном расстоянии (до 300 м) без непосредственного контакта с ними;
  • Формирование двумерных данных и 3D-моделей объектов, совместимых с современными ГИС и системами CAD-проектирования.

Выгоды от использования

  • Экономия средств городского бюджета (удешевление комплекса топографо-геодезических и картографических работ; уменьшение расходов, связанных с ликвидацией последствий использования «некачественных» пространственных данных; заблаговременное проведение ремонтных работ);
  • Увеличение поступлений в городской бюджет (инвентаризация «неучтенных» торговых павильонов, киосков, наружной рекламы);
  • Мониторинг состояния объектов (зданий, мостов, дорожного полотна, трамвайных колей, опор уличного освещения), а также качества выполненных подрядчиками работ (например, ремонта дорог);
  • Упрощение проектирования объектов и моделирования процессов;
  • Возможность интеграции на единой и качественной картографической основе пространственных данных по городу (например, в составе градостроительного кадастра, системы SmartCity);
  • Обеспечение принятия своевременных управленческих решений качественной пространственной информацией и ее предоставление заинтересованным лицам на платной основе.

Использование 3D сканирования в геодезии и картографии

 

 


Проведение геодезической съемки. Технология 3D сканирования позволяет одновременно проводить горизонтальную и высотную съемку местности. В результате 3D сканирования формируется «облако точек», на основе которого строятся ортофотопланы. «Облако точек» и ортофотопланы могут быть представлены в различных системах координат.

Составление (обновление) картографических материалов. Полученные в результате 3D сканирования «облако точек»,  ортофотопланы и привязанные в пространстве фотоизображения, позволяют в камеральных условиях составить высокоточные топографические планы и повысить качество уже имеющихся картографических материалов путем их обновления.

Материалы 3D сканирования и полученные на их основе топографические планы могут стать для населенного пункта единой высокоточной и актуальной картографической основой для решения большого количества практических задач, таких как, ведение градостроительного кадастра, разработка генерального плана и схем территориального планирования, инвентаризация земель, прокладка и ремонт инженерных сетей.

3D-картография и 3D-моделирование. Результаты 3D сканирования могут стать основой для построения картографических материалов в формате 3D, который предоставляет новые возможности моделирования, пространственного анализа и визуального отображения объектов.

Интеграция данных 3D сканирования с имеющимися данными средствами ГИС. Материалы 3D сканирования могут быть легко интегрированы с уже имеющимися массивами пространственной информации средствами ГИС. Это позволяет организовать процесс обновления и уточнения уже имеющихся данных при минимальном объеме полевых работ. Синергетический эффект пространственного ГИС-анализа позволяет получать качественно новую информацию об объектах.    

Примеры реализации:

г. Киев – картирование и моделирование городской среды для системы  SmartCity;

Бориспольский район Киевской области – обновление планово-картографических материалов с. Воронкив, с. Городище и с. Глубокое.

 

 

Использование 3D сканирования в архитектуре и градостроительном кадастре

 

 


Мониторинг объектов. Результаты 3D сканирования позволяют проводить наблюдения (мониторинг) и определять фактический размер деформации зданий и сооружений, отклонения опор уличного освещения и опор ЛЭП, провисания проводов. По результатам 3D сканиро-вания можно проводить учет торговых павильонов, киосков, элементов наружной рекламы с определением фактически занимаемой ими площади.

Инвентаризация и паспортизация объектов. Результаты 3D сканирования позволяют «на лету» производить обмеры (определять длину, ширину, высоту, расстояние, объем) объектов и их элементов (снаружи  и внутри), в том числе в труднодоступных и опасных местах. По результатам 3D сканирования можно составлять (восстанавливать) графические документы (чертежи фасадов и инженерных сетей, разрезы, поэтажные планы), а также создавать наружные и внутренние 3D модели объектов, которые включают все элементы экстерьера и интерьера. При инвентаризации и паспортизации объектов культурного наследия полезной будет возможность создания спроецированных на поверхность цветных панорамных фотоизображений (например, росписи внутри храма).

Проектирование строительства и реконструкции объектов. Полученные в результате 3D сканирования модели объектов позволяют планировать застройку территории, расположение элементов в реконструируемом помещении, рассчитывать объемы земляных работ, определять размеры сложных объектов (станций метро, резервуаров, мостов), прогнозировать развитие неблагоприятных процессов (например, затопление территории).

Примеры реализации:

г. Киев – сканирование и 3D моделирование 1850 км уличной сети с инвентаризацией и определением фактических размеров временных сооружений (торговых павильонов, киосков);

г. Киев – исполнительная съемка интерьера Свято-Покровского храма Свято-Покровского Голосеевского мужского монастыря.

 

Использование 3D сканирования в проектировании, строительстве и эксплуатации автодорог

 

 


Проектирование и реконструкция автодорог. Полученные в результате 3D сканирования модели объектов позволяют планировать расположение автодорог и дорожных сооружений, проектировать зоны видимости, рассчитывать объемы работ, строить с заданным шагом поперечные и продольные профили.

Мониторинг состояния автодорог. Возможности 3D сканирования позволяют проводить мониторинг состояния дорожного полотна; выявлять горизонтальные и вертикальные деформации дорожного полотна и дорожных сооружений (мостов, эстакад, туннелей); измерять с высокой точностью длину, ширину, глубину участков автодороги, требующих ремонта; рассчитывать объем ремонтных работ; контролировать качество выполненных работ.

Паспортизация автодорог. Использование 3D сканирования позволяет ускорить построение графических и фотографических материалов паспорта автодороги. Полученные в результате 3D сканирования модели автодороги и дорожных сооружений позволяют перейти к ведению паспорта дороги на новом качественном уровне, отвечающему современным мировым требованиям.

Инвентаризация и учет объектов дорожной инфраструктуры. Данные 3D сканирования позволяют ускорить проведение инвентаризации объектов дорожной инфраструктуры (дорожных знаков, светофоров). Материалы паспортизации и инвентаризации дорог, полученные по результатам 3D сканирования, могут стать информационной основой систем управления средствами регулирования и организации дорожного движения.

Примеры реализации:

г. Харьков – построение графических материалов для технического паспорта Московского проспекта;

Херсонская область – геодезическая съемка участка автодороги Одеса – Мелитополь – Новоазовск для проекта реконструкции участки автодороги;

Кировоградская область – определение местоположения автодорог общего пользования государственного значения и объектов придорожного сервиса;

г. Киев – создание городской базы дислокации технических средств регулирования дорожного движения.