Разработка технологии получения электронных крупномасштабных планов - Автореферат

Актуальность диссертационной работы: Высокая оперативность сбора пространственных данных об объектах съемки делает наземное лазерное сканирование (НЛС) весьма перспективным методом получения информации при организации мониторинга сложных инженерных сооружений. Однако, несмотря на все большее использование наземных лазерных сканеров при проведении геодезических работ, до сих пор не существует технологий, позволяющих определять точность данных НЛС, а соответственно и нормативов, определяющих возможность применения того или иного лазерного сканера при съемке определенного масштаба. Наиболее сложным и трудоемким этапом работы в применении НЛС является обработка съемочных данных, которые изначально, для каждого положения лазерного сканера, представляют собой набор (облако) точек, несущих пространственную информацию о снимаемом объекте. Данная диссертационная работа посвящена разработке технологии проведения всего цикла работ по созданию крупномасштабных электронных планов сложных инженерных сооружений с использованием наземных лазерных сканеров. Разработаны и описаны этапы работ, необходимые при создании крупномасштабных электронных планов: получение корректировочных коэффициентов для данных НЛС, полевая съемка с применением НЛС, корректировка результатов полученных измерений, сшивка откалиброванных облаков точек, фильтрация единого облака точек, выборка точек для создания нужных планов с применением специального ПО, создание и оформление по выбранным точкам электронных планов в CAD-системах.Принцип работы сканера аналогичен принципу работы безотражательного электронного тахеометра, но значительно превосходит его по эффективности, и основан на измерении расстояния до объекта с помощью безотражательного лазерного дальномера и задании двух углов направления лазерного луча, что в конечном итоге дает возможность вычислить пространственные координаты точки отражения. Основной формой представления результатов наземного лазерного сканирования является массив (облако) точек (рис.1) лазерных отражений от объектов, находящихся в поле зрения сканера, со следующими характеристиками - пространственными координатами (X, Y, Z), интенсивностью и реальным цветом. Для подробной информации об ошибках определения координат точек НЛС необходимо проанализировать непосредственно координаты, полученные с тахеометра, и координаты точек скана, приведенные в единую пространственную систему координат. координаты точки в системе координат тахеометра, - координаты точки в системе координат лазерного локатора, - коэффициент масштабирования системы координат тахеометра относительно системы координат лазерного локатора, - матрица перехода от одной системы координат к другой, - постоянная, отражающая сдвиг начала координат первой системы координат относительно второй. Нахождение этих коэффициентов делится на несколько этапов: Рассматривая разность координат двух точек в обеих системах координат находится коэффициент масштабирования системы координат тахеометра относительно системы координат НЛС по каждой паре марок (t): (3)Предложена полная технология проведения работ по получению высокоточных планов сложных инженерных сооружений с применением НЛС.

Краткое содержание работы.

Предложена полная технология проведения работ по получению высокоточных планов сложных инженерных сооружений с применением НЛС. Практическое применение разработанной технологии лабораторией ГИС-технологий кафедры ВТИАОИ МИИГАИК, продемонстрировало ее высокую эффективность. В процессе работы разработаны и исследованы следующие методики и технологии: методика исследования точности НЛС;

методика калибровки данных НЛС, основанная на получении корректировочных полиномов для координат точек, измеренных лазерным сканером. На основе предложенной методики выполняется корректировка данных при полевых высокоточных работах;

методика проведения высокоточной съемки сложных инженерных сооружений с применением наземного лазерного сканера;

технология получения высокоточных крупномасштабных планов специального назначения по данным наземной лазерной локации.

Разработана программа, позволяющая автоматизировать процесс определения метрических характеристик данных, получаемых наземными лазерными сканерами и их корректировки.

Журкин И.Г., Волкович Е.В., Жигалов К.Ю. Обновление картографического материала с помощью данных, полученных методом лазерной локации // Журнал геодезия и картография - Москва, 2007, №5 - с.35-37.

Журкин И.Г., Волкович Е.В., Жигалов К.Ю. Технология обработки данных лазерной локации для получения крупномасштабных планов сложных инженерных сооружений // Материалы международного промышленного форума GEOFORM Москва, 2007 - с. 20.

Журкин И.Г., Волкович Е.В. Факторы, влияющие на точность измерений лазерного локатора // Материалы X международной научно-практической конференции "Методы дистанционного зондирования и ГИС-технологий для оценки состояния окружающей среды, инвентаризации земель и объектов недвижимости - Китай, 2006 - с.21-26.

Журкин И.Г., доцент Кавешников М.Б., аспирант Волкович Е.В. Исследование и разработка методов лазерного сканирования и ГИС-технологий для координатной привязки объектов съемки городских и урбанизированных территорий // Материалы научно-технической конференции профессорско-преподавательского состава "МИИГАИК - 227" - Москва, 2006 - с.27.

Журкин И.Г., Жигалов К.Ю., Волкович Е.В. Применение лазерных технологий для создания 3d-модели архитектурной композиции "Золотые комнаты МИИГАИК // Материалы всероссийская выставка научно-технического творчества молодежи - Москва, 2005 - с.34.