» » » Перспективы высокоточной съемки автодорог

Перспективы высокоточной съемки автодорог

Заместитель генерального директора ООО «НПП «БЕНТА», кандидат технических наук Константин ВИНОГРАДОВ рассказывает о преимуществах использования мобильного лазерного сканирования.
 
 
В настоящее время в нашей стране остро стоит проблема паспортизации автодорог. Технический паспорт – это документ, в котором указываются технические показатели дороги: протяженность, площадь, обочины, характеристики и положение всех объектов дорожного хозяйства. Кроме того, должно быть отражено текущее состояние дороги, что будет являться основой для ее ремонта.
Зачастую паспортизация проводится силами отделов ЖКХ администрации районов, к которым дорога относится. Естественно, эти службы не имеют точных приборов и специалистов, поэтому результат такой работы во многом формальный. Существуют также специальные комплексы для диагностики и паспортизации автодорог, основанные на фото- и видеофиксации. Например, система «Регион», снабженная профилографом (2D-сканером), позволяющим получать поперечные сечения дороги в виде набора точек. Точность пространственной привязки таких данных редко превышает 15–30 сантиметров.
Для проекта текущего и капитального ремонта дороги необходимо выполнение топографической съемки в масштабе 1:200–1:500. Изыскательские организации используют для этого геодезические приборы – электронные тахеометры и комплекты спутниковых приемников. Съемка осуществляется «ручным» способом: пикеты набираются там, где установлен отражатель или вешка с антенной.
Несколько лет назад в России стали применяться современные геодезические комплексы – мобильные лазерные сканеры (МЛС). На мировом рынке геодезических технологий мобильные съемочные комплексы достаточно разнообразны. На их качество большое влияние оказывают, во-первых, подсистемы определения параметров траектории и угловых элементов ориентирования, а во-вторых, качество и число сканирующих сенсоров, метрических фотокамер. По параметрам точности, надежности и технологическим особенностям лидирует мобильная сканирующая система Riegl VMX-450.
Система устанавливается на движущийся носитель, состоит из двух сканирующих элементов, расположенных под углом друг к другу, четырех цифровых камер, одометра, измерительного блока, точной системы позиционирования. МЛС на скорости до 100 километров в час обеспечивает точность, необходимую для съемки в масштабе 1:100–1:200, и плотность до четырех тысяч точек на квадратный метр. Это позволяет использовать сканер не только как средство топографической съемки (масштабы 1:500–1:2000), но и как средство оценки качества дорожного покрытия с относительной погрешностью до одного сантиметра. Фотосъемка выполняется через каждые пять метров, причем несколько снимков можно объединить в один панорамный. Привязка данных к геодезическим сетям осуществляется с помощью отдельных ГНСС-приемников, установленных на пунктах с известными координатами.
Какие же особенные результаты съемки автодорог достигаются при использовании МЛС в сравнении с традиционными геодезическими методами?
В первую очередь, это беспрецедентная плотность съемки – до нескольких тысяч точек на метр. Именно поэтому, несмотря на наличие свежей топографической съемки в масштабе 1:500, для реконструкции участка трассы федерального значения М-10 передовая проектная организация обратилась с предложением сделать мобильное сканирование. На сканах легко измерить профиль, увидеть дорожную разметку, разные по величине дефекты и даже колейность покрытия! Окружающие дорогу объекты также могут быть картографированы: для этого строятся дополнительные изображения, на которых в плановом виде отображается ситуация.
Во-вторых, высокая точность. Она обеспечивается работой инерциальной системы, отслеживающей положение прибора и его ускорения каждые полсекунды. Как правило, съемка одного участка дороги выполняется проездом в двух направлениях. Повышенная точность (прежде всего по высоте) достигается уравниванием нескольких траекторий друг с другом.
В-третьих, скорость съемки. Прибор работает с частотой до одного миллиона измерений в секунду. Так, 186 километров трассы «Кола», разбросанных несколькими участками от 760 до 1501 километра, удалось снять в два, а в некоторых местах и в четыре проезда силами пятерых специалистов всего за три-четыре дня вместе с переездами и ночевками. И это включая закрепление пунктов планово-высотного обоснования через каждые десять километров. Работа выполнялась для проектирования ремонтов и капремонтов трассы.
Съемка автодороги должна выполняться в течение всего ее жизненного цикла: на стадии проекта, исполнительная съемка, для ремонта и реконструкции. А если будет поставлена задача периодической съемки (мониторинга)? В таком случае скорость и технологичность процесса окажут решающее влияние.
Исключительная особенность любого сканирования заключается в том, что его результаты не зависят от человеческого фактора. Поэтому особую ценность представляют не столько результаты обработки сканов для решения конкретной задачи, сколько исходные данные (облако точек, снимки). Именно они содержат всю полноту и точность описания объекта, свободную от генерализации, присущей созданию любой модели.
Как известно, проблема сегодня заключается не в формате информации, а в актуальности и точности геопространственных данных. Технология обработки данных мобильного сканирования во многом автоматизирована, однако содержит массу нюансов. Современные ГИС (ArcGis) и САПР (AutoCAD, Microstation) включают средства для непосредственной работы с данными лазерного сканирования (LAS-файлами), а также средства анализа этих данных. Проектные организации уже не первый год работают с трехмерной поверхностью – ЦМР с включением структурных линий рельефа.
Сферы применения мобильных сканеров разнообразны, но основной является съемка автомобильных и железных дорог для инвентаризации, проектирования и строительства. Есть примеры использования сканеров для съемки водных артерий и окружающей их ситуации, паспортизации улиц городов, фасадов зданий и даже внутренних объемов зданий и сооружений. Таким образом, именно мобильное сканирование дороги является тем методом, который позволит в один момент времени получить полную и точную информацию для решения разнообразных задач.
 
Константин ВИНОГРАДОВ,
заместитель генерального директора ООО «НПП «БЕНТА»,
старший преподаватель кафедры картографии и геоинформатики
Института наук о земле СПбГУ,
кандидат технических наук
 
 

Перспективы высокоточной съемки автодорог

 


поиск
Новый номер
новый
номер

Апрель

2016

Подробнее
ПРЕЗЕНТАЦИЯ ЖУРНАЛА
Подробнее