За създаване на тримерния модел на УОСБ „ Семково “ са приложени два метода за набиране на пространствени данни – наземно лазерно сканиране ( НЛС ) и въздушно заснемане с безпилотен летателен апарат ( БЛА ).
Лазерното сканиране е електро-оптична дистанционна технология за определяне на разстояния до обекти с използване на насочен сноп светлина , без необходимост от пряк достъп до изследвания обект [ 1 ]. Резултатът от сканирането е облак от точки , които имат пространствени координати X , Y и Z и интензитет на отразения сигнал , който зависи от отразяващата способност на повърхностите на заснеманите обекти .
На фиг . 2 е показан принципът на работа на лазерния скенер , като местоположението на точка М ( XM , YM , ZM ) в координатната система на скенера се определя по следната формула :
X � X �S' cos� cos�
M
СК
Y �Y �S' cos� sin�
M
СК
Z �Z �H �S' ctg�
M СК СК
, където , XСК , YСК , ZСК са координатите на точката на санкциониране , Нск е височината на скенера , S ' е наклоненото разстояние до точката , и α и θ са полярни ъгли , определящи положението за сканиращия лъч , а l е интензитетът на отразения сигнал .
( 1 ) концепция се използва за SfM . Множеството идентични точки , заснети от две различни точки , позволява да се зададе система от уравнения за централна проекция , при която могат да се определят пространствени координатите заедно с позицията и ориентацията на камерата и някои допълнителни параметри на камерата . Обработката на голям брой изображения в пакета е изчислително предизвикателство . Необходимо е не само да се идентифицират характерни двойки точки и да се определят ориентациите на камерата , но и да се осигурят плътни облаци от точки за повечето пиксели в изображенията .
2.1 . Набиране на пространствени данни с НЛС
Сканирането е извършено с лазерен скенер Trimble TX6 . Преди започване на сканирането по фасадите на обекта са залепени хартиени марки , които да бъдат използвани за регистрацията на отделните станции и геореферирането на модела в желана координатна система . За определяне на координатите на марките са направени класически геодезически измервания с тотална станция Trimble S3 . Поради невъзможност за поставяне на голям брой марки в процеса на заснемането са заснети безрефлекторно и естествени точки от обекта , които са ясно различими като ъгъл на сграда , прозорци и др .
Сканирането е извършено от 11 станции ( фиг . 3 ).
Фиг . 2 . Измерване с НЛС
При обекти със сложна пространствена геометрия се налага заснемане от няколко станции , за да може да се получи цялостно сканиране за създаване на пълен 3D модел на изследвания обект . Това налага привързване на отделните облаци от точки в една обща координатна система ( регистрация на облаците от точки ). При интегриране на крайния продукт в ГИС система , се налага регистрираните облаци от точки да бъдат трансформирани в желана координатна система . Този процес се нарича георефериране .
В основата на набирането на пространствени данни с БЛА е въздушната фотограметрия , която представлява технология за определяне на положението и характеристиките на обектите от снимки ( въздушни ) [ 4 ].
Конструкция от движение ( Structure from motion – SfM ) е фотограметрична техника за изобразяване , която позволява извличане на пространствени данни от множество 2D изображения . Феноменът на 3D възприятието произлиза от идеята за човешкото око . С две очи , които възприемат две малко по-различни картини се получава усещането за дълбочина – 3D виждане . Същата
Фиг . 3 . Разположение на станциите на сканиране спрямо обекта на изследване
2.2 . Набиране на пространствени данни с БЛА
Заснемането на УОСБ „ Семково “ е извършено с безпилотен летателен апарат DJI Phantom 4Pro .
Избрани са 12 земни контролни точки ( Фиг . 4 ), така че да бъдат ясно видими при въздушното заснемане . Четири от точките са от работната геодезическа основа на УАСГ , а останалите точки са допълнително стабилизирани с постоянни знаци ( геодезически пирони ) и временни знаци ( маркирани с боя ). Координирането на допълнителните контролните точки е извършено чрез ГНСС измервания в реално време с една базова станция в две серии по минимум 30 секунди с честота на измерванията през 1 секунда за всяка точка . Също така са координирани ясно различими обекти по земята , като шахти , които могат да бъдат разпознати на изображенията . Измерванията са направени в RTK ( кинематичен режим в реално време ) чрез двучестотна ГНСС апаратура ( E600 на e-Survey ) с
ГКЗ 3-4 ’ 2023 39