Фотограмметрия — научно-техническая дисциплина, занимающаяся определением формы, размеров, положения и иных характеристик объектов по их фотоизображениям.
Наземное лазерное сканирование
Наземный лазерный сканер — это съёмочная система, измеряющая с высокой скоростью расстояния от сканера до поверхности объекта и регистрирующая соответствующие направления с последующим формированием трёхмерного изображения в виде облака точек.
Для определения сравнительных характеристик облаков точек (ОТ) полученных путем фотограмметрии и лазерного сканирования было проведено обследование строящегося металлического каркаса здания двумя вышеописанными методами.
Состав ПО:
- Autodesk ReCap;
- Autodesk Revit;
Используемое оборудование:
- Фотограмметрия — Квадрокоптер DJI Phantom 2 PRO+камера GoPro Hero 6 black;
- Лазерное сканирование — Лазерный сканер FARO FOCUS S70;
- Лазерное сканирование — Лазерный 3D-сканер Leica RTC360.
Создание информационной модели на основе облака точек (ОТ) полученных путём лазерного сканирования:
Модель строилась по фактическому расположению элементов в облаке точек. Однако, в связи с отклонениями элементов ОТ от ортогональности, построение модели выполнено с игнорированием некоторых несоответствий:
- отклонение колонн по вертикали (в ИМ сохранена вертикальность колонн);
- отклонение параллельности балок и прогонов;
- отклонение прямолинейной геометрии элементов связей.
Создание информационной модели на основе облака точек полученных путём сканирования дроном:
Модель строилась по фактическому расположению элемента в облаке точек. Однако, в связи с отклонениями элементов ОТ от ортогональности и с недостаточно четким качеством изображения ОТ, построение модели выполнено с игнорированием некоторых несоответствий:
- отклонение колонн по вертикали (в ИМ сохранена вертикальность колонн);
- положение прогонов дублируется (выполнено копированием прогонов пролета);
- мелкие элементы не моделировались (связи, болты, проч.).
Сравнительный вывод по результатам построения двух вариантов ИМ по облаку точек, полученных путём лазерного сканирования (1 вариант) и при помощи дрона (2 вариант). Модели строились по фактическому расположению элемента в облаке точек.
1 Вариант. Исходный файл ОТ, полученный 3д сканированием, достаточно четкий, элементы хорошо просматриваются. Из недостатков: файл rvt с подгруженным ОТ, слегка подвисает.
2 Вариант. Исходный файл ОТ, получены при помощи дрона, значительно уступает в четкости: «изображение» весьма условное, зернистое. Зона ОТ, выполненная с солнечной стороны сооружения, отличается чуть лучшим качеством, по сравнению с теневыми сторонами. Сечения крупных элементов (балок, прогонов) определить сложно, мелкие элементы не просматриваются. Также, вызывает сомнения точность данного ОТ.
Сравнение точности построения информационных моделей (1 Вариант — элементы зеленого цвета, 2 Вариант — элементы красного цвета).
1 Вариант. Шаг колонн в поперечном направлении имеет значение в диапазоне от 4,99 до 5,01 м, таким образом можно определить, что шаг колонн равен 5 м. Шаг колонн в продольном направлении находится в диапазоне от 8,43 до 9 м — фактический шаг колонн определить затруднительно. Элементы расположены примерно на одинаковом расстоянии друг от друга — можно проследить линейные зависимости между элементами.
2 Вариант. Шаг колонн в поперечном направлении имеет значение в диапазоне от 4,6 до 5,5 м — сложно определить фактический шаг колонн. Шаг колонн в продольном направлении находится в диапазоне от 8,2 до 8,84 м — фактический шаг колонн определить затруднительно. Элементы располагаются на разных расстояниях друг от друга — следовательно, не удаётся найти зависимости между размерами, как в продольном, так и в поперечном направлении здания.
Факторы, влияющие на точность создания облака точек:
- Опыт съемки и подготовки фотограмметрических снимков.
- Выполнение коррекции размеров в ПО (задать 3 поверочных размера, выполненных в натуре (лазерной рулеткой, например) и по ним программа скорректирует облако. Так погрешность должна уменьшиться.
- Специфика объекта. Например, как в примере теневая сторона имеет плохое качество потому, что там деревья/кусты, которые ограничивают движение дрона — следовательно, и снимки закрыты густой растительностью.
Вывод по фотограмметрииДанные фотограмметрии идеально подходят для оценки фактического выполнения работ на стройке.
Создание цифрового двойника на основе данных дрона — сложный процесс и не точный, но если Заказчику не нужна высокая точность для дизайна/макета/визуализации, то дроном можно отснять несколько объектов и создать 3D-модель с красивыми фасадами и выдать Заказчику.