Наземное лазерное сканирование (TLS, Terrestrial Laser Scanning) — это метод высокоточной пространственной съёмки, при котором с помощью стационарного лазерного сканера выполняется измерение координат большого количества точек объекта с последующим формированием облака точек, описывающего его геометрию в трёхмерном пространстве.
Принцип наземного лазерного сканирования основан на измерении расстояния до поверхности объекта лазерным лучом. Сканер излучает лазерные импульсы, которые отражаются от объектов и возвращаются к приёмнику. По времени прохождения сигнала или фазовому сдвигу вычисляется расстояние до каждой точки.
Сканирование выполняется с одной или нескольких станций. Для получения полной модели объекта отдельные сканы регистрируются (совмещаются) между собой в единой системе координат — по опорным маркам, геодезическим точкам или методами автоматической регистрации. Результатом является плотное трёхмерное облако точек с координатами X, Y, Z, а также дополнительными атрибутами (интенсивность отражения, цвет).
Наземное лазерное сканирование используется в задачах, где требуется максимально полное и точное описание геометрии объекта:
инженерные изыскания и обследование зданий и сооружений
BIM-моделирование и создание As-Built моделей
реконструкция и капитальный ремонт объектов
промышленная геодезия и контроль геометрии оборудования
мониторинг деформаций и смещений конструкций
архитектурная фиксация и реставрация
съёмка сложных и труднодоступных объектов
TLS позволяет получать данные там, где традиционные методы измерений либо слишком медленны, либо не обеспечивают необходимой детализации.
Наземное лазерное сканирование тесно связано со следующими терминами:
Лазерный сканер — прибор, используемый для выполнения TLS
Облако точек — основной результат сканирования
Регистрация облаков точек — процесс совмещения сканов
Геопривязка — приведение данных к системе координат
BIM-модель — результат последующей обработки данных
Фотограмметрия — альтернативный метод 3D-съёмки
Мобильное лазерное сканирование (MLS) — родственная технология
Несмотря на высокую точность, TLS имеет ряд особенностей:
требуется прямая видимость между сканером и объектом
зеркальные, прозрачные и сильно поглощающие поверхности могут искажать данные
для крупных объектов необходимо большое количество станций сканирования
качество результата сильно зависит от грамотной регистрации
объёмы данных требуют специализированного ПО и вычислительных ресурсов
Ошибки на этапе планирования сканирования часто приводят к неполным или избыточным данным.
Наземное лазерное сканирование выполняется с использованием стационарных лазерных сканеров. В рабочий процесс также входят:
геодезические опорные сети и GNSS-оборудование
программное обеспечение для обработки облаков точек
BIM- и CAD-системы
системы координат и высотного обоснования
TLS часто используется в комплексе с другими методами съёмки — GNSS, тахеометрией, фотограмметрией.
Наземное лазерное сканирование обеспечивает миллиметровую точность при правильной методике
Результат съёмки — не модель, а облако точек, требующее обработки
TLS особенно эффективно для сложных геометрических форм
Качество данных зависит не только от оборудования, но и от методики работ
Для крупных объектов TLS часто комбинируют с мобильным или аэро-сканированием