LiDAR (Light Detection and Ranging) — это метод дистанционного зондирования поверхности при помощи лазерных импульсов. Он позволяет создавать трёхмерные облака точек с высокой точностью и густотой, что незаменимо для топографических съёмок, мониторинга инфраструктуры и картографических работ.
Принцип работы LiDAR
- Генерация импульса
Система излучает миллионы коротких лазерных импульсов в направлении земли. - Измерение времени полёта
По времени между выдачей импульса и приёмом отражённого сигнала вычисляется расстояние до объекта. - Геопривязка
Одновременная запись координат GPS и данных инерциального навигационного блока (INS) позволяет точно позиционировать каждую точку в пространстве.
Воздушное лазерное сканирование
Преимущества:
- Широкий охват территории. За один полёт дрона или самолёта охватываются десятки и сотни квадратных километров, что делает метод экономичным для крупных проектов.
- Проникновение сквозь растительность. Множественные отражения лазерных импульсов позволяют получить данные о земной поверхности даже под кронами деревьев.
- Оперативность. Быстрая организация работ без необходимости прокладки трасс или дорог, важна для отдалённых и труднодоступных районов.
Ограничения:
- Низкая детализация мелких объектов. При высоте полёта выше 150–300 метров плотность точек снижается, что ограничивает точность съёмки небольших объектов.
- Зависимость от метеоусловий. Сильный ветер, осадки и густая облачность могут ухудшить точность и безопасность полётов.
- Высокая стоимость. Аэросъёмочные комплексы на базе пилотируемых самолётов или специализированных дронов требуют больших инвестиций.
Наземное лазерное сканирование
Преимущества:
- Максимальная точность. Стационарные или мобильные наземные ЛиДАР-сканеры обеспечивают плотность точек до десятков тысяч на квадратный метр, что критично для архитектурного и промышленного обследования.
- Гибкость установки. Сканеры легко перебазировать и установить в разных местах объекта, позволяя получать детальные съёмки фасадов, туннелей и закрытых помещений.
- Независимость от воздушных условий. Работы можно проводить при любых метеоусловиях, кроме случаев экстремального дождя или ветра.
Ограничения:
- Ограниченный радиус действия. Каждый сканер охватывает область радиусом 100–300 м, что требует множества точек установки для съёмки крупных территорий.
- Повышенные трудозатраты. Перенос и настройка оборудования на каждой точке съёмки отнимают время и требуют квалифицированных операторов.
Сценарии применения
- Воздушное сканирование: топографические съёмки больших территорий, картирование лесов, агромониторинг, инспекция линейных объектов (линий электропередачи, дорог, трубопроводов).
- Наземное сканирование: обследование зданий и сооружений, развёрнутые 3D-модели мостов и карьеров, внутренняя инспекция промышленных цехов, туннелей и подземных коммуникаций.
Выбор между воздушным и наземным сканированием зависит от задач проекта: если важно быстро покрыть большую площадь и получить общую картину рельефа — лучше использовать LiDAR на борту дронов или самолётов; если требуется детальная съёмка конкретных объектов — предпочтительнее наземные системы.
