МаркДел

  • Увеличить размер шрифта
  • Размер шрифта по умолчанию
  • Уменьшить размер шрифта
Главная | Статьи | Бортовая лазерная сканирующая система геодезического класса «FALCON III»

Бортовая лазерная сканирующая система геодезического класса «FALCON III»

E-mail

TopoSys Falcon IIIВ настоящее время все больший интерес в сфере мониторинга земной поверхности, инженерных изысканий для строительства линейных и площадных объектов, создания и ведения кадастровых планов различного назначения приобретают лазерные сканирующие комплексы авиационного базирования.


Этот интерес вызван рядом несомненных преимуществ позволяющих, получить более надежную (по сравнению с традиционной аэрофотосъемкой) цифровую модель местности, вести контроль образования пробелов между залетами, значительно сократить объем полевых работ, избавится от «личных» ошибок, получая координаты при обработке стереопары.

На сегодняшний день в мире и в странах СНГ многие руководители видят неоспоримые преимущества этого метода и самым сложным вопросом, остается - выбор работоспособного комплекса позволяющего решать задачи не только топографо-геодезического плана, но и целый ряд коммерческих и государственных задач.
В настоящей публикации мы рассмотрим наиболее высокоточный комплекс, разработанный немецкой компанией Topographische Systemdaten GmbH, на основе единственной в мире технологии «веерного» сканирования.

FALCON III представляет собой комплект бортового оборудования и программных средств для получения цифровых моделей поверхности (DTM), цифровых моделей рельефа (DSM) и цифровых ортоизображений.
FALCON III разработан на основе многолетнего производственного опыта работы компании TopoSys с собственными системами лазерного сканирования.

В состав комплекса входит:

  • аппаратная часть – рабочий блок, блок обработки, пульт
  • оператора и пульт штурмана (дополнительно);
  • модульный пакет программного обеспечения для обработки данных съемки.

Несмотря на то, что авиационная лазерная сканирующая система FALCON отлично зарекомендовала себя в производственном процессе на протяжении многих лет, компания TopoSys продолжает разработки по усовершенствованию, как аппаратной части, так и программного обеспечения. Цель заключается в том, чтобы как в оборудовании, так и в программном обеспечении системы FALCON всегда были реализованы передовые достижения в области высоких технологий. Уникальная технология сканирования в сочетании с высокой скоростью измерений отличает систему FALCON от других систем, в которых используется лазерный сканер (LIDAR). Модульное программное обеспечение включает в себя программы обработки данных и преобразует результаты почти в любой формат данных – например: ERDAS imaging, ENVI, PCI Geomatics, ESRI ArcGIS,Terrasolid, Surfer.

Оптоволоконный лазерный сканер в системе FALCON (часть рабочего блока)

Предназначен для получения расстояний от борта воздушного судна до поверхности Земли с точностью менее 2 см. Основным отличием лазерного сканера является принцип «веерного» сканирования. В комплексе FALCON III лазерные импульсы передаются и принимаются по двум отдельным линиям оптоволокна (300 передающих каналов, 300 принимающих и опорный сигнал).

Направления всех лазерных лучей относительно друг друга фиксированы благодаря механически твердой ориентации волокон в диапазоне 20 градусов. Для получения наиболее равномерно распределенных данных сканируемой области, реализован режим качения платформы. При его использовании вибрация воздушного судна не оказывает существенного влияния на результаты съемки, так как все элементы рабочего блока закреплены на единой корбоновой платформе (лазерный сканер, линейный сканер и навигационно-инерциальная система). Темп выдачи лазерного импульсов в комплексе FALCON III составляет 125 000 Гц, за счет чего и получается точная цифровая модель поверхности с шагом 0.24м. Высокий темп посыла импульсов приводит к перекрытию измерений (избыточности полученных результатов), что реализует основной принцип геодезических измерений – контролируемость. Это одна из основных причин надежности получаемых цифровых моделей DTM и DSM от TopoSys.
Лазерный луч в системе FALCON безопасен для зрения, начиная с расстояния около 0,5
м.

Спектрозональный линейный сканер в системе FALCON (часть рабочего блока)

Спектрозональный линейный сканер это оптический сканер, который фиксирует в цифровом виде изображения в четырех участках спектра: красном (R), зеленом (G), синем (В) и ближнем инфракрасном (NIR). Он включает в себя высококачественную светочувствительную оптическую систему, которая позволяет собирать данные даже в условиях плохой освещенности. При работе со многими приложениями изображения, записанные одновременно с результатами измерений, полученными с помощью лазерного сканера, часто упрощают интерпретацию данных по высотам. Получение данных в четырех частях спектрах (красном, зеленом, синем и близком к инфракрасному) позволяет получить реалистичное цветовоспроизведение (true color), а получение данных в инфракрасном, красном и зеленом спектрах позволяет получить снимок в синтезированных цветах.
Синтезированный снимок позволяет легко вычленить покрытые растительностью области.
Линейный сканер не нуждается в ручной настройке благодаря автоматическому контролю экспозиции и диафрагмы.

Ортотрансформированные снимки

Конечный продукт обработки данных линейного сканера – это точные ортоизображения.

Монтаж на борту воздушного судна

При разработке системы FALCON огромное внимание уделялось быстрому и надежному монтажу аппаратной части на различных летательных аппаратах (самолетах , вертолетах и т.д.). Так, FALCON III требует минимум механических и электрических подсоединений к самолету, что позволяет осуществить монтаж или демонтаж оборудования менее чем за час.

Калибровка FALCON

Как уже было сказано выше – все элементы рабочего блока монтируются плотно друг к другу на жесткой платформе из углеродного волокна. Калибровка производится на заводе, а внутренняя ориентация этих компонентов неизменна и остается постоянной даже когда система переносится на другое воздушное судно.

Рабочие условия полета

Система FALCON предназначена для работы почти во всех условиях (днем и ночью). Конечно, есть некоторые ограничения, например, под воздушным судном не должно быть облачности и тумана, при работе ночью невозможно получать снимки поверхности. Максимальная высота при съемке – 2 500 метров над поверхностью земли выбрана, как некий компромисс между такими требованиями, как проведение измерений от плохо отражающих поверхностей, малое энергопотребление, высокая скорость измерения и немаловажный фактор: средняя высота нижней кромки облачности в средних широтах.

Пульт оператора

Как и другие компоненты системы FALCON пульта оператора был разработан для работы в жестких условиях эксплуатации на борту воздушного судна (прямой солнечный свет, сильные вибрации, экстремальные температуры и др.). Пульт оператора отображает результаты автоматического теста аппаратуры, а также всю необходимую оператору контрольно-измерительную, визуальную и графическую информацию.

Контроль залета в режиме реального времени очень прост, потому что информация отображена в удобном для пользователя и легком для понимания виде.

Программа обработки "TopPIT"

Программа обработки результатов и изображений (TopPIT) – это пакет модульных программ, позволяющих обрабатывать результаты, полученные лазерным сканером и спектрозональным линейным сканером, а также основных модулей для производства изображений. Сюда входят отдельные инструменты для анализа данных, планирования полетов и контроля качества. Программа TopPIT также позволяет осуществлять автоматизированную многоуровневую обработку. Основная обработка данных программным обеспечением включает в себя четыре этапа:

  • Определение местоположения и пространственной ориентации лазерной системы
  • Преобразование массива
  • Создание цифровых моделей поверхности и рельефа местности
  • Создание достоверных ортоизображений
  • Модули обработки результатов лазерного сканирования

Модуль обработки результатов лазерного сканирования

Данные лазерного сканирования и навигационной съемки обрабатываются модулем “XYZCoordinates” в наземные координаты (массив точек) в любой государственной системе координат. Этот массив точек можно сохранить либо в текстовом, либо в двоичном форматах. Цифровая модель поверхности (DTM) в растровом формате получается путем сортировки данных массива точек по минимальному искажению. Используя координатную сетку (привязку) модуля TopPIT, можно получать растры различной ширины. Средства фильтрации по последнему эхо позволяют устранить растительность и объекты, чтобы получить цифровую модель рельефа (DSM). Существует несколько фильтров, которые могут быть выбраны в зависимости от вида приложения, динамики рельефа и т.д.

HSL модуль

Воздушные линии электропередач выделяются из результатов измерений, полученных системой FALCON, с помощью интерактивной программы “HSL”. Эта программа берет массив точек по высотам, полученных лазерным сканером, и создает 3D векторы линий ЛЭП. Представление выходных данных возможно как в стандартных форматах, так и в форматах, задаваемых пользователем.

RGBI модуль

Модуль RGBI программы TopPIT создает ортоизображения рельефа из одновременно произведенных снимков и данных, полученных лазерным сканером. Ортоизображения рельефа получаются на основе цифровой модели поверхности земли (растрового изображения), данные которой берутся за основу для получения снимка местности. Цветные (в натуральных цветах и синтезированных) снимки с координатной привязкой производятся в масштабах от 1:500 до 1:10000.

Обновлено 11.03.2009 17:47  
Каталог GeoTop Рейтинг GPS Клуба. GPS навигаторы. GPS мониториг. GPS трекеры. ГЛОНАСС

Голосование

Оборудованию какого производителя Вы отдаете предпочтение?
 
Яндекс.Погода

Специальные предложения

Последние поступления

VEGA TEO-20B
VEGA TEO-20B
30 839 р.
Sokkia B40-35
Sokkia B40-35
9 897 р.
Sokkia B30-35
Sokkia B30-35
19 984 р.