Zespół Systemów Informacji Geograficznej i Kartografii

Naziemny skaning laserowy - charakterystyka stanowiska


Instrumentem głównym stanowiska TLS jest impulsowy, naziemny skaner laserowy dalekiego zasięgu - Riegl VZ-4000. Urządzenie pracuje w imponującym zakresie od 5 do 4000 m, przy czym przy niesprzyjających warunkach atmosferycznych (średnia przejrzystość powietrza) i niskiej reflektywności obiektów (albedo rzędu 20-50%) maksymalną efektywność można uzyskać w zasięgu 1 km. Riegl VZ-4000 jest jednym z najszybszych skanerów tego typu na świecie – pracuje z częstotliwością 50-300 kHz (37 000 – 222 000 pkt./s), co w przypadku badań terenowych (zwłaszcza o charakterze ekspedycyjnym) jest bardzo istotne w wymiarze ekonomicznym. Urządzenie wyposażone jest m.in. w komputer, dysk twardy SSD, GPS L1, laser klasy 1 (całkowicie bezpieczny dla oczu) i fabrycznie skalibrowany sensor optyczny niezbędny do wykonywania pomocniczych materiałów interpretacyjnych, ortoobrazów i przypisywania poszczególnym punktom z chmury składowych RGB wykorzystywanych przy późniejszej filtracji i modelowaniu.

Unikalną cechą skanera jest możliwość rejestracji intensywności kolejnych odbić poszczególnych sygnałów dla każdego punktu z chmury. Jest to technologia niespotykana w jakichkolwiek innych urządzeniach TLS (Terrestrial Laser Scanning) na świecie i stosowana do tej pory wyłącznie w skaningu lotniczym ALS (Airborne Laser Scanning). W przypadku skanerów Riegla serii VZ kolejne echa są interpretowane poprzez metodę detekcji tzw. pełnej fali (full waveform detection), która polega na cyfrowym próbkowaniu całej krzywej fali powracającej do detektora i niosącej ze sobą informacje o odbiciu od wielu obiektów. Z lotniczego LIDAR-u zaimplementowano także zaawansowaną analizę poszczególnych stref MTA (Multiple Time Around). Z satysfakcją pragniemy odnotować, że nasze urządzenie jest jedynym egzemplarzem tego modelu skanera w Polsce (według stanu na październik 2013 r.).

Skaner Riegl VZ-4000Skaner Riegl VZ-4000

Niezbędnym elementem stanowiska, służącym do bardzo precyzyjnej (centymetrowej na gruncie) i powtarzalnej lokalizacji skanera, szczególnie ważnej podczas badań monitoringowych, są dwa zestawy GPS firmy Trimble, realizujące pomiar w czasie rzeczywistym RTK (Real Time Kinematic). W ich skład wchodzą odbiorniki R4 i rejestratory TSC3 wraz z akcesoriami. Taka konfiguracja zapewnia rozłączną pracę obu kompletów w kraju lub łączną poza granicami Polski, czyli bez dostępu do serwisu poprawek powierzchniowych z sieci stacji referencyjnych ASG-Eupos. W tej drugiej sytuacji pierwszy odbiornik pracuje jako baza (lokalna stacja referencyjna), a drugi jako odbiornik ruchomy (tzw. rover). Kontrolery, oprócz dedykowanego oprogramowania Trimble Access, wyposażono także w dodatkowy soft na urządzenia mobilne – ArcPad firmy Esri.

Odbiornik R4 TrimbleRejestrator TSC3 Trimble

Stanowisko naziemnego skaningu laserowego, ze względu na charakter jego użytkowania (wielodniowe badania terenowe), zostało wyposażone w dodatkowe akcesoria, w tym m.in. notebook Dell, przenośne dyski twarde oraz kompaktowy, cichy agregat prądotwórczy Honda 20i z inwerterową stabilizacją napięcia i trybem pracy ekonomicznej.

Uzupełnieniem stanowiska terenowego jest zaplecze do prac kameralnych, czyli stacje robocze Dell z monitorami Eizo i serwer plików Synology z wymiennymi dyskami skonfigurowanymi w macierzy RAID (do archiwizowania surowych danych pomiarowych). Wszystkie urządzenia pracują w sieci i zabezpieczone są systemem zasilania awaryjnego (UPS). Stacje wyposażono w specjalistyczne oprogramowanie w wersjach sieciowych, służące do zaawansowanego przetwarzania chmur punków i dalszych analiz geoprzestrzennych w środowisku GIS. Są to:
- RiscanPro Processing firmy Riegl z dodatkowymi modułami (m.in. MultiStation Adjustment, RiMTA 3D),
- LP360 Advanced firmy QCoherent,
- Cyclone firmy Leica,
- ArcGIS for Desktop Advanced firmy ESRI z dodatkowymi rozszerzeniami (3D Analyst, Geostatistical Analyst, Spatial Analyst, Network Analyst, Publisher, Tracking Analyst, Data Interoperability, Production Mapping).