Глава 11. МЕТОД АЭРОГЕОДЕЗИЧЕСКИХ РАБОТ НА ОСНОВЕ ВОЗДУШНОЙ ЛАЗЕРНОЙ ЛОКАЦИИ И ЦИФРОВОЙ АЭРОФОТОСЪЁМКИ

Развитие современной аэрогеодезии обусловлено не только переходом на принципиально новый, цифровой уровень работы с пространственными данными, но и появлением новых типов геодезического оборудования, инструментов и технологий получения данных о Земле. Ярким примером современных методов получения информации о земной поверхности является воздушное лазерное сканирова-

направлений использования ВЛС сталоДсоздание и обновление крупномасштабных топографических карт и планов – важнейшей части инженерно-геодезических изысканий.

ние (ВЛС) и наземное мобильное лазерное сканирование (НМЛС).

С развитием технических возможностей оборудования, лазер-

щее время является однимАиз самых эффективных методов выполне- н я топограф ческ х ра от. Использование воздушного лазерного сканера (ЛИДАРа) для съемки поверхности Земли является наиболее

ное сканирование расширило сферу применения. В настоящее время ВЛС успешно используется для создания трехмерных метрических моделей местности, цифровых топографических планов и карт, таксации леса, в маркшейдерских работах и т. п. Одним из основных

объемы работ болеепро зводительно по сравнению с традиционной топограф ческой съемкой. Этот метод позволяет создавать крупно-

Воздушное лазерное сканирование (лазерная локация) в настоя-

Принципработы воздушного лазерного сканера следующий (рис.11.1) Во время полета воздушного судна с помощью бортового

передовой самой продукт вной технологией получения высокоточных пространственных данных и позволяет выполнять значительные

Синтегрального комплекса (спутниковый приемник плюс инерциальная навигационная система) на каждый момент времени достаточно точно получают элементы внешнего ориентирования сканера: пространственные координаты траектории полёта и углы наклона и разворота сканера. Лазерный сканер выступает в роли дальномера, фик-

масштабные топограф ческ е карты и планы масштаба 1:500 и мельче с сечением рельефа 0,5 м даже в залесённой местности.

114

сируя фазу угла сканирования и расстояние от воздушного судна до подстилающей поверхности. Для уточнения пространственного положения воздушного судна во время полета создается сеть наземных

фотокамера, напр мер RCD105 39 Mpix компании Leica Geosystems,

сн мки которой позволяют очень быстро создавать цветные ортофотопланы высокого разрешения на территорию съемки. Технология создан я ортофотопланов максимально оптимизирована за счёт полученных в полёте элементов внешнего ориентирования снимков. Детальная рельефа, необходимая для аналитического трансформирования снимков, получается в результате обработки данных воздушного лазерного сканирования. По трансформированным снимкам и результатам дешифрирования создаются фотокарты.

Каким образом выполняется вся технологическая цепочка (от организации и проведения воздушного лазерного сканирования и

115

цифровой аэрофотосъемки до выпуска и печати готовых топографических планов и карт) рассмотрим более детально.

В основе технологии лежит выполнение синхронного маршрутного лазерно-локационного сканирования местности и цифровой

• лазерного сканера ALTM-1210 с разверткой лазерного луча в одной плоскости и частотой выполнения измерений 5 кГц. Угол сканирования может быть задан в диапазоне 20 , а частота сканирования может меняться от 0 до 28 Гц. На основании данных этой подсистемы можно вычислить расстояние между излучателем и объектом отражения, а также угол в плоскости сканирования, куда был направлен луч в момент излучения;

• инерциальной системы, датчики которой установлены в одном блоке с лазерным сканером. На основании данных этой подсистемы можно вычислить параметры ориентации летательного аппарата (датчиков инерциальной системы, лазерного сканера и фотоапарата) относительно определенной системы координат;

• GPS-приемник , на основе данных которого осуществляется

работы кого методаместностирасчета повышает как точность определения угловых параметров, так местоположения.

Спрограммным способом автоматически, учитывая траекторию полёта и угловую ориентацию фотоаппарата и летательного аппарата в момент экспозиции снимка, то есть вычисляются линейные X, Y, Z и угловые , , элементы внешнего ориентирования снимка.

Кроме пр бора, выполняющего лазерно-локационное сканирование , на борту летательного аппарата устанавливается цифровая фотокамера. Поскольку в состав прибора, выполняющего лазерно-локационную съемку (ALTM-1210), входит инерциальная подсистема, то геодезическая привязка фотографий осуществляется

116

Технические характеристики лазерного сканера ALTM-1210:

Технология включает несколько этапов:

1. Планирование и подготовка аэросъемочных работ:

• Получение картографического материала и утверждение гра- н ц объекта съемки.

• Вы ор параметров съемки, исходя из продукта, необходимого Заказч ку, услов й съемки.

• Подготовка матер алов для навигации и настройка навигаци-

•Полевое обследование пунктов ГГС, мест установки базовых станций и мест расположения контрольных точек.

•оздание рабочего проекта привязки базовых станций.

•Закрепление мест установки базовых станций и контрольных

точек.

117

• Спутниковые наблюдения в сети (в соответствии с рабочим проектом) и на контрольных точках.

• Обработка наблюдений. Вычисление координат базовых станций и контрольных точек.

• Контроль качества полученных данных.

обработки Следующзультатом отражения лазерного луча от поверхности рельефа или

• Вычисление расхождений координат точек, полученных по

результатам лазерного сканирования, и контрольных точек.

• Составлен е, если это нео ходимо, задания на пересъемку.

6. Обеспечен е прав л проведения аэросъемочных работ и реше-

н реж мных вопросов.

ми технологическими этапами являются первичная обработка матер алов съемки и тематическая обработка. Результат

перв чной − массив точек, каждая из которых является ре-

иного объекта, в который попал лазерный луч. Каждая такая точка характеризуется тремя координатами в какой-либо геодезической или локальной системе координат.

Конечным продуктом после тематической обработки являются:

• Цифровая модель рельефа (ЦМР) и цифровая модель растительности в виде массивов классифицированных точек, принадлежащих рельефу и не принадлежащих рельефу соответственно.

118