Файл: Доцент, канд геогр наук Григорьева И. С.rtf

Новейшие методы проведения геодезических работ


Артамонова С.В., доцент, канд. геогр. наук; Григорьева И.С.

Оренбургский Государственный Университет

Большинство современных технологий не стоят на месте. Это касается и технологий для проведения геодезических работ. В настоящее время особо активно начинают внедряться технологии наземного 3D лазерного сканирования и применение беспилотных летательных комплексов.

Беспилотные летательные комплексы (квадрокоптеры) имеют ряд преимуществ, относительно традиционных методов, применяемых в геодезии и картографии. Для составления топографического плана обширной по площади местности необходимо достаточно времени, а также большие трудозатраты. Применение технологии использования беспилотных комплексов для геодезической съемки помогает за меньшие сроки получить топографическую карту местности масштаба от 1:500 до 1:2000 и более мелкого.

При помощи полученных с квадрокоптеров данных создаются детальные 3D-модели местности, матрицы высот и ортофотопланы.

Список применения результатов дистанционной съемки с воздуха, затрагивает почти все области использования традиционных методов съемки:

• 
  ведение кадастрового учёта и контроль градостроительной деятельности;
  
• 
  создание географических информационных систем (ГИС), обновление топографических карт;
  
• 
  мониторинг сельхозугодий, состояний лесного хозяйства, целевого использования земель;
  
• 
  контроль рек, водоёмов в целях предотвращения ледовых заторов, прогнозирования наводнений.
  

Также следует отметить, что относительно своих «конкурентов» данный метод имеет на порядок лучшее качество снимков (чем спутниковые аналоги), а дешифрирование снимков происходит автоматически при помощи специализированного программного обеспечения, что значительно сокращает возможность ошибок из-за человеческого фактора.

Данный метод имеет большое преимущество при съемке труднодоступной местности – болот, лесов и т.д., а также при съемке линейных объектов.

---

Время нахождения дрона в воздухе достигает 180 минут (на одном заряде), за это время дрон может выполнить съемку в среднем 15 км2. Дрон может удаляться на расстояние 100 км за один полет. В сравнении: бригада геодезистов (геодезист, два техника и водитель) будут снимать аналогичный масштаб работ более 30 рабочих дней. Стоимость работ будет соответственно на порядок превышать съемку, так как будет включать в себя командировочные и заработную плату каждого члена бригады. Скорость и стоимость выполнения работ является главным плюсом данного метода проведения съемки.

Наземное лазерное сканирование — еще один современный и производственный метод измерения на сегодняшний день.

Наземное лазерное сканирование — бесконтактная технология измерения 3D поверхностей с использованием специальных приборов, лазерных сканеров. По отношению к традиционным оптическим и спутниковым геодезическим методам характеризуется высокой детальностью, скоростью и точностью измерений. 3D лазерное сканирование применяется в геодезии и маркшейдерии, а также в архитектуре, промышленности, строительстве дорожной инфраструктуры, археологии.

Из-за своей высокой степени автоматизации процессов измерений и универсальности лазерный сканер представляет собой не просто геодезический прибор, а инструмент оперативного решения большинства прикладных инженерных задач:

-топографическая съемка местности;

- съемка автодорог и дорожных объектов для разработки проектов их реконструкции и капитального ремонта;

- съемка сложных инженерных объектов с большим количеством коммуникаций;

-съемка закрытых и открытых горных разработок;

- съемка железных дорог и сооружений на них;

-исполнительные съемки строящихся объектов.

По принципу действия лазерные сканеры разделяют на импульсные (TOF), фазовые и триангуляционные. Импульсные сканеры рассчитывают расстояние как функцию времени прохождения лазерного луча до измеряемого объекта и обратно. Фазовые оперируют со сдвигом фаз лазерного излучения, в триангуляционных 3D сканерах приемник и излучатель разнесены на определенное расстояние, которое используется для решения треугольника излучатель-объект-приемник.

Основные параметры лазерного сканера – дальность, точность, скорость, угол обзора.

---

По дальности действия и точности измерений 3D сканеры разделяются на:

• 
  высокоточные (погрешность меньше миллиметра, дальность от дециметра до 2-3 метров),
  
• 
  среднего радиуса действия (погрешность до нескольких миллиметров, дальность до 100 м),
  
• 
  дальнего радиуса действия (дальность сотни метров, погрешность от миллиметров до первых сантиметров),
  
• 
  маркшейдерские (погрешность доходит до дециметров, дальность более километра).
  

Последние три класса по способности решать различные типы задач можно отнести к разряду геодезических 3D-сканеров. Именно геодезические сканеры используются для выполнения работ по лазерному сканированию в архитектуре и промышленности.

Скорость действия лазерных сканеров определяется типом измерений. Как правило, наиболее скоростные фазовые, на определенных режимах скорость которых достигает 1 млн измерений в секунду и более, импульсные несколько медленнее, такие приборы оперируют со скоростями в сотни тысяч точек в секунду.

Угол обзора – ещё один немаловажный параметр, определяющий количество данных, собираемых с одной точки стояния, удобство и конечную скорость работы. В настоящее время все геодезические лазерные сканеры имеют горизонтальный угол обзора в 360°, вертикальные углы варьируются от 40-60° до 300°.

Таким образом, можно сделать вывод, что современные технологи проведения геодезических работ как 3D лазерное сканирование и применение беспилотных летательных комплексов являются безусловными лидерами по качеству, скорости и стоимости выполнения работ. Стоимость оборудования, возможно, кажется высокой, но окупается за выполнение 3-5 съемок (в сравнении с тахеометрическим методом съемки).

наземный лазерный сканирование квадрокоптер

Список литературы

1. Большаков В.Д. Методы и приборы высокоточных геодезических измерений в строительстве. [Текст] / В.Д. Большаков - Москва: «Недра», 1976. - 338 с.

2. Борщ-Компониец В.И. Маркшейдерское дело. [Текст] / В.И. Борщ-Компониец - Москва: «Недра», 1979. - 500 с.

3. Золотова. Е. В. Градостроительный кадастр с основами геодезии: учеб. для вузов: Спец. «Архитектура» / Е. В. Золотова, Р. Н. Скогорева. – М.: Архитектура - С, 2009. – 175 с.

---

4. Коротеева, Л. И. Земельно-кадастровые работы. Технология и организация: учеб. пособие / Л. И. Коротеева. – Ростов-на-Дону: Феникс, 2007. – 158 с.

8. Неумывакин, Ю. К. Земельно-кадастровые геодезические работы [Текст] / Ю. К. Неумывакин, М. И. Перский. – М.: КолосС, 2008. – 184 с.

6. Петрушина, М. И. Энциклопедия кадастрового инженера [Текст] / М. И. Петрушина, В. С. Кислов, А. Д. Маляр и др. – М.: Кадастр недвижимости, 2007. – 656 с.

7. Середович В.А. Наземное лазерное сканирование: монография / В.А. Середович, А.В. Комиссаров, Д.В. Комиссаров, Т.А. Широкова. – Новосибирск: СГГА, 2009. – 261 с.

---