ФОТОГРАМЕТРИЯ, ЛАЗЕРНО СКАНИРАНЕ, СПЪТНИКОВИ ИЗСЛЕДВАНИЯ
ГЕОРЕФЕРИРАНЕ НА ДАННИ ОТ НАЗЕМНО ЛАЗЕРНО СКАНИРАНЕ С ИЗПОЛЗВАНЕ НА ГНСС И СФЕРИЧНИ СИГНАЛИ
Доц. д-р инж. Гергана Антова, УАСГ
SUMMARY
This paper discusses the feasibility of georeferencing point clouds derived from terrestrial laser scanning( TLS) using scanning spheres. A common practice when performing TLS measurements is to use different watermarks to register and georeference the resulting point cloud. Typically, these marks are placed at random points and coordinated using conventional surveying methods. They are then used to transform the point cloud into a desired global coordinate system. However, if scanning spheres were used that could be centred on points on the working geodetic datum, this would increase the efficiency of the measurements. The accuracies achieved with different sphere placement configurations are discussed. Conclusions and recommendations on the accuracy of georeferencing point clouds based on real projects are made.
Keywords: scanning spheres, georeferencing, point clouds, accuracy, registration, GNSS.
РЕЗЮМЕ
В статията се обсъжда реализирането на георефериране на облаци от точки, получени от наземно лазерно сканиране( НЛС) с помощта на сферични сигнали. Често срещана практика при извършване на измервания с наземен лазерен скенер е използването на различни марки за регистриране и георефериране на получения облак от точки. Обикновено тези марки се поставят в произволни точки и се координират с помощта на конвенционални геодезически методи. След това те се използват за трансформиране на облака от точки в желана глобална координатна система. Ако обаче се използват сферични сигнали, които могат да бъдат центрирани върху точки от работната геодезическа основа, това би увеличило ефективността на измерванията. Обсъдени са точностите, постигнати с различни конфигурации на разположение на сферични сигнали. Направени са изводи и препоръки относно точността на геореферирането на облаци от точки въз основа на реални обекти.
Ключови думи: сферични сигнали, георефериране, облаци от точки, точност, регистрация, ГНСС.
ВЪВЕДЕНИЕ
Наземното лазерно сканиране е ефективна технология за осигуряване на високоточни облаци от точки за различни приложения. Облаците от точки трябва да бъдат трансформирани в добре дефинирана референтна рамка, като например глобалната геодезическа референтна система 1980 или БГС 2005. Трансформацията към геоцентричната координатна система се основава на оценка на седем параметъра на Хелмерт, като се използват няколко референтни точки измерени с ГНСС( Глобална навигационна спътникова система). В настоящата статия се анализира метод за георефериране на облаци от точки, който осигурява координати в геоцентрична рамка.
Сферичните сигнали са предпочитани в TLS поради тяхната видимост от всички ъгли и лесно разпознаване в облаците от точки. За да бъдат използвани за георефериране, е необходимо точно определяне на центъра на сферата в глобалната координатна система. Това обикновено се постига чрез измерване на позицията на основата, върху която е поставена сферата, с помощта на ГНСС приемник, и последващо изчисляване на вертикалното отместване до центъра на сферата. Този подход е описан в изследване, което разглежда използването на сферични цели за георефериране чрез ГНСС измервания.
Точността на геореферирането обикновено се определя от разликите между координатите на известни точки и съответните им координати в геореферирания облак от точки. Точките, използвани за определяне на крайната точност, не трябва да се използват при определяне на параметрите на трансформацията. Повечето изследвания по темата [ 6 ], [ 2 ] се занимават с един от двата въпроса:
• повишаване на точността на геореферирането или
• намаляване на обема на работата, която се извършва при геореферирането.
При регистрирането на облаци от точки, получени от наземно лазерно сканиране( НЛС), освен плоски марки, се използват и сферични марки. Подреждането на плоски марки може да бъде, в някои случаи, трудно поради тяхната ограничена видимост или неблагоприятния ъгъл на падане на лазерния лъч. В някои ситуации, на места с ограничена видимост или монотонен пейзаж, но и за да се ускори работата при сканиране на конструкции със сложна геометрия, е удобно да се използват сферични марки. Малко са производителите, които продават калибрирани сфери, предназначени за лазерно сканиране, като Koppa, Faro и Trimble. Обширно проучване е направено от [ 1 ]. Сферите се различават по материал, диаметър и вид: плътни, модулни( могат да се разкъсват на парчета), с интегрирана призма и др. Производителите гарантират точността на калибрирането под 1 mm, тествана с координатна измервателна машина( фиг. 1).
8 ГКЗ 3-4’ 2025