Riegl - лазерные сканеры

Съемка элементов рельефа

Работа сканера Riegl в зимних условиях PDF Печать Email

Авторы статьи: Никифоров М.В., Шуляковский В.Г.

В ноябре 2011 года, сотрудники компании АртГео были приглашены одним из ведущих горнодобывающих предприятий Казахстана для проведения полевых испытаний лазерного сканера RIEGL на рудниках компании.

Ноябрь в Центральном Казахстане обычно отмечается резкими перепадами температур между дневными и ночными значениями. При этом минимальные значения температур отмечаются в утренние часы. Обычными для этого времени года и региона являются показатели утренних температур от -15° до -25°С. Во время выполнения полевых испытаний лазерного сканера RIEGL VZ-1000 температура воздуха в районе съемки составляла -20°.

Вследствие небольшого размера самого карьера (длина = 670 ,ширина = 580 , глубина=210м), учитывая фактическую максимальную дальность измерений 1400 м для сканера RIEGL VZ-1000, на данном этапе полевых испытаний достаточно было выполнить съемку с двух опорных точек. Обе точки имели известные координаты в местной системе координат. Центрирование на пунктах осуществлялось с помощью встроенного в сканер лазерного отвеса, а горизонтирование было выполнено по внутреннему электронному уровню.

Сканирование карьера

Дальнейшее объединение данных, полученных на разных станциях лазерного сканирования, предполагалось выполнить с использованием модуля Multi Station Adjustment программного обеспечения для управления и обработки данных RiSCAN PRO. При использовании данной технологии ориентирование данных производится во время их объединения (регистрации) в процессе камеральной обработки, следовательно - нет необходимости тратить время на ориентирование и наведение инструмента на известные пункты при полевых измерениях. Такая методика позволяет сократить время измерений на каждой станции, а также избежать ошибок при неверном определении ориентиров и исключить невозможность наведения в случае плохой видимости или полного её отсутствия (пыль, туман, снег, дождь, темное время суток).

Встроенные во все модели наземных лазерных сканеров RIEGL серии VZ-xx модули беспроводной связи WiFi позволяют управлять инструментами на удалении от мест их установки, с использованием обычных Web-браузеров, смартфонов и планшетных ПК. Данный функционал повышает безопасность выполнения полевых измерений, а также дает исполнителю возможность производить съемку в комфортных условиях, например из автомобиля.

Управление сканером по каналу WI-Fi

Управление сканером по каналу WI-Fi

Управление лазерными сканерами RIEGL серии VZ-xx может также выполняться через встроенную панель на самом инструменте, а также по протоколу TCP/IP через интерфейс программного обеспечения RiSCAN PRO, поставляемого вместе со сканерами RIEGL.

При работе инструмента (RIEGL VZ-1000) на данном проекте никаких термостабилизирующих элементов не использовалось, хотя данная возможность имеется, но реализуется обычно при работе в еще более низких температурах (до -40°С) и продолжительном времени съемки. Цифровая камера Nikon высокого разрешения с панорамным объективом позволила окрасить данные в реальные цвета объекта. Камера также как и сканер показали безупречную работу при столь низких температурах.

По окончанию работ в карьере сканирование было выполнено в шахте, на глубине более 200 метров от поверхности земли, где температура была около +7°С при повышенной (~85%) влажности.

Из-за резкого перепада температур окружающей среды (более 25°С), прибор в шахте покрылся инеем, который через некоторое время превратился в водный конденсат. После ввода необходимых поправок за температуру окружающей среды, влажность и давление, с учетом глубины шахты, подготовка станции сканирования была завершена, и инструмент был запущен в работу. Пробное сканирование показало, что RIEGL VZ-1000 находится в полностью рабочем состоянии и никаких сбоев внутренних систем сканера не возникло, следовательно работы могут быть продолжены.

Сканирование в шахте

Сканирование в шахте

Плотность сканирования подбиралась с таким условием, чтобы на итоговом облаке точек было возможно четко различить анкерные болты, которыми укрепляется потолочный свод тоннеля шахты. Стандартная технология предполагает ввод кодировки и номера каждого анкерного болта в полевых условиях при работе с электронным тахеометром.

Полученные облака точек высокого разрешения позволили провести данную работу камерально, и определить без труда не только их местоположение, но и углы положения болтов и выявить потенциально опасные участки обрушения свода шахты.

Общее время, затраченное на проведение испытаний составило около 2 часов, без учета переездов. За это время в общей сложности было сделано 10 станций сканирования.

- карьер (2 станции, 3 скан позиции, 25 млн точек, ошибка объединения 2 см )

- шахта (4 станции , 8 скан позиций, 95 млн точек, ошибка объединения 5 мм)

После камеральной обработки сходимость между станциями составляла 5мм, что является превосходным результатом для прибора и условий такого типа.

Анкерные болты в потолке Mesh поверхность шахты
Анкерные болты в потолке Mesh поверхность шахты
Определение размера болта Определение сечения шахты
Определение размера болта Построение сечений шахты

Таким образом на практике была подтверждена способность лазерного сканера RIEGL VZ-1000 работать надежно в экстремальных условиях, в том числе при существенных (-20°С) отрицательных температурах и при повышенной влажности, и получать высокоточные данные необходимого разрешения в короткие сроки.

Видеоролик
Видео
 
Как построить трехмерную модель вулкана PDF Печать Email
Решаемые задачи Создание трехмерной модели кратера вулкана с детальным отображением всех элементов рельефа
Съемка производилась наземным лазерным сканером Riegl LMS-Z420i

Д. Джерам и С. Смит строят трехмерную модель вулкана в «самом горячем месте Планеты»…

Наземное лазерное сканирование вулканаВо истину магическое место на Земле: горы и океан, воинственные племена, закаты расплавляющие горизонт. Восточная Африка, Эфиопия - место бесчисленных вулканов и разломов земной поверхности, а также поразительное разнообразие животных и людей, которые приспособились в течении долгого времени к палящей жаре. Нашей целью во время 3-недельной поездки в конце 2007 года было создание трехмерных моделей особенностей рельефа данного региона, а имменно моделей активных трещин и вулканов. И так, охота на вулканы началась…

Мы использовали лазерный трехмерный сканер Riegl. Трехмерный лазерный сканер обеспечивает возможность создать 3D модели разломов земной поверхности. Наземный лазерный сканер создает облака точек, по которым мы можем построить точную трехмерную модель. Выполняя сканирование, мы получаем миллионы точек изображения разломов. Используя цифровую камеру, мы получаем фотоснимки позволяющие окрасить облака точек в реальный цвет. Конечный результат данной съемки - мы получаем цветную трехмерную модель рельефа с миллиметровой точностью.

Прибытие в самое горячее место на земле - отчаянный шаг. Путь лежал от Эфиопских гор к бесплодной пустыни, которая находится на 100 метров ниже отметки уровня моря. Наши верблюды перевозили более 80 кг оборудования. На нашем пути встречались самые обширные соленые залежи на Земле. Наша цель - Разлом Данакили.

Самое горячее место на Земле - Эфиопские горы, пустыня, разлом Данакили

      

Первая наша остановка разлом Даббаху, таким его можно увидеть с высоты птичьего полета. Две мощные тектонические плиты, формирующие основу Африки и Аравии, медленно расходятся. Трещина образована в сентябре 2005 года и в 2007 году уже более 500 метров. Эти тектонические явления показали, что Африканские и Аравийские тектонические плиты постепенно движутся в противоположные стороны. Снова на верблюдов, снова в путь. Вид, который нам открылся напоминал Голливудское кино. Маштаб был невообразим. Земля дышала, Земля Живая!!! Мы выполнили сканирование с трех скан позиций прежде чем вредные выбросы газа вынудили нас покинуть данное место. Конечной нашей целью мы установили Ерта Але, самое старейшее и самое активное озеро из лавы.


Эрта Але озеро из лавы

Эрта Ал - одно из самых старых и самых активных известных озер лавы. Пристально глядя вниз мы видим пламенный котел. Существует местная Легенда которая гласит «Эрта Але ворота в ад». Мы расположили наш лагерь на краю кратера. Рядом с нами северные и южные кратерные ямы. Южный кратер содержит активное, пузырящееся озеро лавы, пылающее огнем в ночи и постоянно переворачивающееся как варящаяся овсянка. Наша цель состояла в том, чтобы создать впервые трехмерную модель действующего вулкана. Мы начали сканировать вокруг кальдеры и вдоль оправы кратера. Заключительный скан был ключом к отпирание тайн Эрты Але. Это был самый смелый поступок за все время путешествия. Мы спустились в кратер для последнего скана. Наши чувства путались, огромного количества адриналина в нашей крови перемешивалось со спокойствием и тишиной, это невозможно описать словами.. Это стало кульминацией нашего путешествия.

Фотографии с объекта работ

   

Полученные в результате сканирования и обработки трехмерные модели являются детальными представлениями разлома Даббаху и вулкана Эрта Але. Эти модели помогут отслеживать за возможными процессами деформации и изменениями в данной области. Мы открыли окно в самое горячее место на Земле!

Детальные трехмерные модели разлома Даббаху и вулкана Эрта Але

Трехмерная модель вулкана по данным наземного лазерного сканирования

 
Съемка карьера с гравием, Штейнег, Австрия PDF Печать Email
Подробнее... [Съемка карьера с гравием, Штейнег, Австрия]
 
Съемка карьера для захоронения промышленных отходов, Вэйксдорф Брутто PDF Печать Email
Подробнее... [Съемка карьера для захоронения промышленных отходов, Вэйксдорф Брутто]
 
Съемка Большой Ледяной пещеры PDF Печать Email
Подробнее... [Съемка Большой Ледяной пещеры]
 
Съемка складов, блоков и горных выработок Раменского горно-обогатительного комплекса PDF Печать Email
Подробнее... [Съемка складов, блоков и горных выработок Раменского горно-обогатительного комплекса]
 
Съемка горнолыжного спуска в Новопеределкино PDF Печать Email
Подробнее... [Съемка горнолыжного спуска в Новопеределкино]
 
Вычисление объема выбранной земляной массы PDF Печать Email
Подробнее... [Вычисление объема выбранной земляной массы]