Фиг. 6. Видове марки, използвани за регистрация: Цилиндри( ляво), Равнинни фигури( среда), Сфери( дясно)
Използват се минимум 3 марки( сигнали), заснети от станциите. Точките трябва да не лежат на една права, а по възможност да са равномерно разположени [ 2 ]. В практиката се е наложило да се използват поне три марки( сигнали) с известни координати, за да може да се направи оценка на точността. Те трябва са поставени в зоната на застъпване на облаците от точки. Видовете марки биват:
• Плоски – те са най-често срещаните поради ниската им цена. Проблемът при тях е, че трудно може да се определи центърът им в случаите, когато ъгълът, под който лазерът пада върху тях, е по-голям от 50 g и на далечни разстояния от скенера;
• Обемни – техният център може лесно да бъде определен от всеки ъгъл на сканиране.
Сферичната форма е предпочитана, защото радиусът на сферите е известен и координатите на центъра на сферата могат да бъдат изчислени чрез алгоритъм за апроксимация и изравнение по МНМК [ 5 ]. След това тези координати могат да бъдат въведени в изчисление на класическата трансформация, като се използват идентични точки. Но такъв подход има основни недостатъци. На първо място е необходимо да се използват изкуствени марки и може да се положат големи усилия за поставянето им. На второ място, за изчислението се използва само много малка част от информацията, съдържаща се в припокриващи се сканирания.
Методите за регистрация, базирани на измервания към марки, може да не използват пълния потенциал за точност на данните. Геодезическите измервания към марките естествено въвеждат някаква грешка, която може да надвиши вътрешната грешка на скенера. Освен това марките трябва да се поддържат стабилни по време на цялата кампания за събиране на данни. Това може да е неудобно, когато сканирането се проточи повече от един ден. От друга страна, едно важно предимство на методите, базирани на марките( сигналите), не трябва да се пренебрегва. Марките( сигналите) са необходими по същество в проекти, където е необходима абсолютната ориентация в глобална координатна система.
ГЕОРЕФЕРИРАНЕ
Облаците от точки, получени от дадена станция, са част от локална координатна система. Тази координатна система се дефинира чрез: Начало – центърът на хоризонталния кръг на скенера; Ос Z – вертикална ос на скенера; Ос Х – през нулата на хоризонталния кръг; Ос У – перпендикулярна на предишните две оси, допълва системата до дясностояща.
Скенерът измерва разстояние, вертикален ъгъл и хоризонтална посока. Повечето софтуерни пакети на лазерните скенери дават като изходни данни правоъгълните координати XYZ, които се третират като наблюдения( измервания). Това представяне още повече улеснява трансформационните формули за георефериране на сканирания облак от точки.
Фиг. 7. Трансформиране на измерванията от координатната система на скенера в пространствена координатна система
Проблемът с геореферирането при НЛС включва трансформиране на наблюденията от координатната система( КС) на скенера в пространствена координатна система( фиг. 7). Пространствената координатна система може да бъде локална или глобална, реализирана от мрежа от 3D контролни точки. Трансформацията на вектора на измерванията от пространството на скенера в обектното пространство се дава с:
( 1) R⃗⃗⃗⃗ p = Mr⃗⃗⃗ p + R⃗⃗⃗⃗ s,
където
( 2) r⃗⃗⃗ p = [ x p y p z p ] T
e вектор на положението на точка Р в КС на скенера,
( 3) R⃗⃗⃗⃗ p = [ X p Y p Z p ] T
e вектор на положението на точка Р в КС на обекта,
( 4) R⃗⃗⃗⃗ s = [ X s Y s Z s ] T
10 ГКЗ 3-4’ 2025