Skaning laserowy opiera się na bardzo szybkim wyznaczeniu za pomocą pomiaru laserowego współrzędnych XYZ ogromnej liczby punktów. Zbiór wynikowy, - tzw. "chmura punktów" umożliwia, po odpowiednim przetworzeniu, wygenerowanie trójwymiarowego modelu skanowanego obiektu. Technologia skaningu laserowego znalazła zastosowanie w kartografii, inwentaryzacji architektonicznej, pomiarach deformacji obiektów inżynierskich, badaniach środowiska przyrodniczego, archeologii itp...
Zasada działania skanera laserowego
Skaner laserowy wyznacza położenie punktów w dowolnym przestrzennym układzie współrzędnych XYZ z wybraną przez użytkownika tzw. gęstością skanowania. Gęstość skanowania odpowiada przyrostowi kątów pionowych i poziomych o jakie obraca się głowica skanująca w trakcie pomiarów. Współrzędne poszczególnych punktów wyznaczane są w stosunku do środka skanera (współrzędne biegunowe). Określają je kąty poziomy i pionowy oraz odległość do obiektu mierzona za pomocą wiązki laserowej. Znając położenie skanera można wyznaczyć współrzędne punktów w dowolnym układzie współrzędnych.
Naziemny Skaning Laserowy
W metodzie tej skaner umieszcza sie na statywie geodezyjnym. W celu pokrycia pomiarem skanerowym wiekszych obszarów oraz uzupełnienia obszarów znajdujących się w "cieniu" skanowanych obiektów stosuje sie pomiar z wielu stanowisk.
Zasada naziemnego skanowania laserowego
Lotniczy Skaning Laserowy
W tej metodzie skaner laserowy umieszcza się, podobnie jak kamery fotogrametryczne, nieruchomo pod kadłubem samolotu.
Przetwarzanie danych skaningowych
Przetwarzanie danych skaningu laserowego składa się z następujących etapów:
- Wzajemna rejestracja chmur punktów i ich połączenie w jeden model. Wprowadzając na tym etapie współrzędne położenia skanera uzyskujemy wpasowanie modelu w układ współrzędnych geodezyjnych.
- Filtracja danych. Na tym etapie z chmury punktów usuwane są punkty leżące na obiektach zbędnych w dalszych etapach przetwarzania. W badaniach osuwisk chcemy uzyskać dane o powierzchni terenu, w związku z czym usuwana jest roślinność i zabudowa. Istnieje wiele różnych metod filtracji danych wykorzystujących zaawansowane algorytmy obliczeniowe. W ograniczonym zakresie filtrację można również przeprowadzić metodą manualną.
- Interpolacja danych. Na podstawie przefiltrowanej chmury punktów tworzony jest numeryczny model powierzchni terenu (NMT) osuwiska. Z uwagi na dużą gęstość danych stosuje się najczęściej metody oparte na siatce trójkątów.
Skanery Laserowe w monitorowaniu osuwisk karpackich
Odział Karpacki PIG dysponuje dwoma naziemnymi skanerami laserowymi firmy Riegl:
VZ-1000
typ skanera: impulsowy, full waveform
zasięg: 1400 m
dokładność: ~ 5 mm
prędkość skanowania: do 122 000 pkt/sek
LPM-321
typ skanera: impulsowy, full waveform
zasięg: 6000 m
dokładność: ~ 25 mm
prędkość skanowania: do 1 000 pkt/sek
Opracował: Zbigniew Perski
