14. Laserové skenování (letecké a pozemní) Vypracovala: Kovářová Anna, H2KNE1

Letecké skenování vyvinuto v 90. letech minulého století laserový dálkoměr pevně spojený s letadlem vysílá kontinuálně pulsy z laserové diody pracující v blízkém IR spektru vzniká mírně divergentní svazek paprsků v různých směrech (divergence je cca 0,06 gon; průměrná stopa odrazu paprsků je 90 cm při skenování z výšky 1 km)  na měřeném povrchu vytváří souvislou řadu stop eliptického tvaru

Letecké skenování aby byla známá poloha každého laserového pulsu je laser spojen s inerciální měřící jednotkou (IMU) a GNSS přijímačem (obvykle dvoufrekvenčním) měřící zařízení pracují v různých frekvencích laser 20-400 kHz IMU 200 – 300 Hz GPS 5 – 20 Hz nutná interpolace dat

Letecké skenování laserový paprsek je odražen od zemského povrchu, část paprsků od stromů a jiných objektů některé laserové systémy rozpoznají první a poslední odraz vyslaného paprsku  lze určit výšku povrchů kromě určení polohy může být určena i intenzita odraženého paprsku  každý bod se tak stává georeferencovaným obrazovým prvkem aplikováním šedotónové stupnice  černobílý obraz území pokud je během letu pořizován i obrazový záznam digitální kamerou (většinou středoformátovou)  využití pro trovbu ortofota

Letecké skenování část paprsků projde vegetací, část se odrazí v různých úrovních porostu v zastavěným oblastech může dojít k vícenásobnému odrazu paprsku pro eliminaci bodů, které mají měřenou vzdálenost ovlivněnou více odrazy jsou používány speciální filtry neposkytuje dostatek nadbytečných měření  doporučuje se mít v zájmovém území nezávislé výškové údaje

Letecké skenování na výslednou přesnost mají vliv jednotlivé části laserového systému: přesnost GPS/IMU cca 0,10 m (pro letadlo letící rychlostí 80 m/sec s referenční stanicí vzdálenou do 50 km) čím větší výška letu, tím se více projeví chyby v úhlových jednotkách získaných pomocí inerciální jednotky, přesnost rozmítání paprsku se připočítá k chybám IMU přesnost laserového dálkoměru je 0,02 – 0,03 m celková přesnost výška 0,1 – 0,5 m poloha 0,1 – 1 m přesnost délek je ovlivněna průchodem paprsku

Letecké skenování výhody využití výsledkem vliv počasí je menší než u fotogrammetrického snímkování – lze skenovat pod mraky i v noci využití tvorba DMT speciální mapování např. dokumentace liniových staveb – vedení vysokého napětí výsledkem zaměření terénu výšky porostů prostorové polohy elektrických vodičů a stožárů

Letecké skenování

Letecké skenování dosah skeneru ovlivňuje odrazivost znečištění vzduchu rychlost skenování – pomalejší rychlost skenování znamená větší dosah nejznámější výrobci (firma – skener) OPTECH – skener ALTM 3033, Orion, Gemini, Pegasus Leica Geosystems – skener ALS40, ALS 60, ALS 70 Riegel – skener LMS-S560, LMS – Q680, LMS-Q680i Toposys – skener LINDAR

Pozemní skenování dosah 1 - 800 m v závislosti na odrazivosti plochy a typu skeneru skenované body jsou získány v pravidelném úhlovém kroku (obvykle 0,01 gradu) frekvence měření cca 50 - 500 kHz rychlost skenování je menší než u leteckých skenerů

Pozemní skenování nejsou měřeny charakteristické body jako u geodetických metod charakteristické prvky (body, hrany) jsou získány až při zpracování dat vzhledem k velkému počtu zaměřených bodů mluvíme o mračnu bodů body určené v jednom skenu jsou transformovány do geodetického souřadnicového systému pomocí prostorové podobnostní transformace pomocí vlícovacích bodů je možné spojovat jednotlivé skeny navzájem a pak teprve transformovat do geodetického systému

Pozemní skenování výsledkem zpracování dosah skenerů vlícovací body drátový model objektu 3D fotomodel se skutečnou nebo umělou fototexturou dosah skenerů závisí na odrazivosti ploch (odrazivost 80% (bílá omítka) dosah 2x větší než u 40% odrazivosti (beton)) vlícovací body rovinné reflexní i nereflexní terče menší prostorové objekty charakteristického tvaru (kužel, polokoule, koule)

Pozemní skenování postup měření a vyhodnocení rekognoskace měřeného objektu a okolí volba stanovisek pro skenování signalizace a zaměření vlícovacích bodů skenování spojování jednotlivých skenů, úpravy mračen bodů zpracování měření - aproximace objektů matematickými primitivy, modelování vizualizace, přiřazení barev a textur poloha bodů je určena v lokálním souřadnicovém systému přístroje z měřených prostorových polárních souřadnic (vodorovný, výškový úhel a vzdálenost)

Pozemní skenování metody rozmítání paprsku rotující zrcadlo hranol výhody hranolů oproti zrcadlům: vyšší rychlost pohybu svazku paprsků (v závislosti na počtu hran), nemusí se vracet, příp. nemá mrtvou zónu optická vlákna základem je rotující zrcadlo, které rozmítá záření do optických vláken, které pak určují počátek a směr šíření svazku paprsků

Pozemní skenování přesnost skenerů s dosahem ve stovkách metrů je 5 – 20 mm, u skenerů s dosahem do 50 – 80 m je možné dosáhnout 1 - 3 mm přesnosti praktické aplikace jsou velmi podobné aplikacím blízké fotogrammetrie zaměření stavebních objektů – dokumentace fasády, měření deformací konstrukcí zaměření lomů, skalních stěn, skládek, podzemních prostor dokumentace památek, soch, využití v archeologii zaměření technologických celků, potrubní systémy, trafostanice, …

Pozemní skenování nejznámější výrobci (firmy) OPTECH – skener ILRIS 3D LH Systéme Riegel – skener LMS Z360

skenovací totální stanice laserový skener může v některých aplikacích zastoupit motorizovaná totální stanice s bezhranolovým dálkoměrem výhody: výrazně levnější, univerzální (i jiná geodetická měření), měří přímo v souřadnicové soustavě nevýhody: pomalé, desítky bodů za minutu, vhodné na skalní masivy, lomy

Děkuji za pozornost