Воздушное лазерное сканирование и аэрофотосъемка

Мобильность

Съемочная система устанавливается на воздушное судно, обычно это вертолет (например, Ми-8) или легкий самолет (Ан-2). Таким образом, маневренность и мобильность съемочной системы в пространстве будет зависеть только от технических особенностей летательного аппарата.

Высокая производительность съемки

За один полетный день воздушное судно со съемочной системой на борту может преодолеть достаточно большое расстояние (зависит от типа судна, условий полета). Работающая на борту судна съемочная система за это время может обеспечить покрытием съемкой большую площадь (зависит от высоты полета). Ни один из других известных способов получения пространственной информации не может обеспечить данными такой высокой точности на такой площади территории всего за несколько часов. Кроме того, для дешифрирования результатов воздушного сканирования требуется минимальное количество полевых работ.

Съемка в труднодоступных местах

Зачастую, вследствие тех или иных факторов, проведение съемки наземными методами сильно затруднено или дорогостояще, а иногда даже опасно. Например, по причине экстремальных природных условий, сложности рельефа, политической обстановки и т.д. В то же время, доступ для съемки воздушным сканером ограничен только такими факторами, как наличие инфраструктуры для совершения полетов, погодными условиями, юридическими и бюрократическими документами. Воздушный сканер обеспечивает доступ к более широкому диапазону форм местности и территорий для проведения измерительных работ (горы, тундра, снежные равнины, пустыни). Кроме того, ВЛС обеспечивает равномерное покрытие данными, даже в труднопроходимой и безориентационной местности.

Высокая степень автоматизации процессов получения и постобработки информации

Например, геопривязанные ортофотопланы местности и подробную цифровую модель рельефа можно получить уже через несколько дней после проведения ВЛС и сразу же приступить к дальнейшей работе с ними.

Высокая точность измерений

Важно различать абсолютную и относительную точность. ВЛС обеспечивает очень высокую относительную точность пространственных данных. Она зависит от условий съемки, характеристик полета, подстилающей поверхности. В то время, как абсолютная точность данных зависит, в том числе, и от точности позиционирования съемочной системы, обсчета траектории и т.д. Таким образом, придерживаясь подходящих условий съемки, можно получать данные с абсолютной точностью 5-7 см, чего вполне достаточно, например, для создания топографических планов масштаба 1:500.

Минимум наземных работ по созданию планово-высотного обоснования

Геодезическую основу съемки составляет сеть базовых станций GPS, которые располагаются равномерно по району работ. Для повышения точности данных по высоте и улучшения качества пересчетов в другие системы координат дополнительно проводят нивелирный ход.

Возможность выбора детальности съемки

Чем скорость получения данных приоритетнее подробности, тем с большей высоты проводится съемка. Большая высота полета обеспечивает широкую полосу захвата, это позволяет намного быстрее снять заданный участок территории. Наоборот, если важнее получить, высокоточную и высокодетальную съемку, например, для крупномасштабного картографирования, воздушное судно летит относительно низко с небольшой скоростью.

Высокая визуальная информативность данных

Луч воздушного сканера достаточно мощный, чтобы, например, пробив все ярусы растительности (за исключением крайне сомкнутых лесов Амазонии), достигнуть истинной поверхности земли. Возможны различные интерпретации пространственной точечной модели: выделение земной поверхности и создания цифровой модели рельефа, разграничение растительност

и по высоте, выделение строений, создание цифровой модели местности.

Независимость от времени суток

Лазерное сканирование является активным методом, поэтому съемку можно проводить даже ночью в отсутствие естественного освещения земной поверхности. Вследствие отсутствия освещенности фотографии с цифровой аэрофотокамеры будут малоинформативны, но по облаку точек лазерных отражений можно построить так называемые истинные ортофотопланы (True Orthophoto), на которых в ортогональной проекции изображена не только поверхность земли, но и объекты на ней расположенные. В результате здания и другие высотные объекты на истинных ортофотопланах отражаются без наклонов, обусловленных их отображением по законам перспективы. В случае ночной съемки истинные ортофотопланы будут представлять собой черно-белые геопривязанные изображения поверхности, пикселы которых несут информацию не об отражённом солнечном излучении, а об интенсивности отражения луча лазера. По таким изображениям, привлекая трехмерное облако точек, также можно проводить дешифрирование, так как различные объекты и типы подстилающей поверхности по-разному отражают сигнал сканера.

К недостаткам воздушного лазерного сканирования можно отнести

• Зависимость от погодных условий. Качество получаемых данных сильно зависит от состояния атмосферы. Это особенность всех средств дистанционного зондирования, работающих в оптическом диапазоне электромагнитного спектра. Кроме того, полеты для ВЛС, например, в климатических условиях средней полосы России, преимущественно совершаются в летний период, так как из-за наличия снежного покрова невозможно получить достоверную информацию о рельефе.
• Необходимость привлечения летательных аппаратов. Условия проведения полета зависят, в том числе, и от квалификации экипажа, выполняющего пилотирование.

Основные области применения ВЛС

Ресурсо-добывающая промышленность:

• Анализ территорий.
• Моделирование и проектирование открытых карьеров, продуктопроводов.
• Строительство и проектирование объектов обустройства месторождений.

Землеустройство и кадастровые работы:

• Установление границ земельных участков различного назначения.
• Инвентаризация земельных участков и объектов недвижимости.

Экология и природоохранная деятельность:

• Съемка переформирования береговых полос в прибойных зонах.
• Экологический мониторинг (опасных зон катастроф, несанкционированных свалок, вырубок лесных угодий).
• Управление земельными и лесными ресурсами.

Безопасность жизнедеятельности:

• Съемка и мониторинг зон бедствий (оценка размеров ущерба, принятие решений по ликвидации последствий).
• Оперативное установление границ зон затопления.

Картография:

• Создание и обновление топографических планов всего масштабного ряда, особенно в труднопроходимой местности.
• Создание и обновление картографической основы при разработке географических информационных систем, разработке проектов планировки территорий.
• Построение цифровой модели рельефа и цифровой модели местности.