Сравните методики создания топографического плана для гористой местности: классическая тахеометрическая съемка, аэросъемка с беспилотника и наземное лазерное сканирование; в каких условиях и почему вы выберете каждую из них, какие точностные и экономические компромиссы придется принять?

26 Сен в 20:40
7 +1
0
Ответы
1

Кратко: все три метода работоспособны в горах, но каждый имеет свои сильные и слабые стороны. Выбор зависит от размера площади, требуемой точности и разрешения, условий доступа и растительности, временных и бюджетных ограничений. Ниже — сравнение по ключевым параметрам и рекомендации по применению.

1) Классическая тахеометрическая тотал−станциятотал-станциятоталстанция съемка

Что это даёт: высокоточные координаты опорных пунктов и привязанных топопунктов точечнаякартарельефа,характерныеэлементыточечная карта рельефа, характерные элементыточечнаякартарельефа,характерныеэлементы.Точность: при грамотной привязке и квалифицированной работе — относительная точность на пунктах от долей сантиметра до единиц сантиметров; в типовой топосъемке — несколько мм–см в плановом и высотном. Абсолютная точность зависит от геодезического обоснования ГНСС,нивелированиеГНСС, нивелированиеГНСС,нивелирование.Преимущества в горах:
Надёжно работает в условиях сильного рельефа и густой растительности там, где аэрофотосъёмка не даст обзорности.Не зависит от погодных условий так сильно, как дрон.Низкая потребность в дорогостоящем оборудовании иливарендеили в арендеиливаренде; простота привязки к геодезическим сетям.Ограничения:
Очень трудоёмкая на больших площадях и при сложном рельефе многоточек,перемещениеоборудованиямного точек, перемещение оборудованиямноготочек,перемещениеоборудования.Проблемы с доступом к труднодоступным участкам опасность,времяопасность, времяопасность,время.Нет сплошного 3D-облака — только дискретные точки между которыми требуется интерполяция.Когда выбирать:
Небольшие площади парысоток—несколькогектаровпары соток — несколько гектаровпарысотокнесколькогектаров, где важна высокая планово‑высотная точность отдельных пунктов картография,разбивкатрасс,инженернаяпривязкакартография, разбивка трасс, инженерная привязкакартография,разбивкатрасс,инженернаяпривязка.Когда много скрытых/закрытых точек под растительностью.При ограниченном бюджете и ограниченном доступе к современным сканерам.

2) Аэросъёмка с беспилотника фотограмметрия,RTK/PPKфотограмметрия, RTK/PPKфотограмметрия,RTK/PPK

Что это даёт: ортофото, цифровая модель поверхности DSMDSMDSM, плотное облако точек SfM/МVSSfM/МVSSfM/МVS, высокий пространственный разрешение пиксель/точкасмелогоразмерапиксель/точка смелого размерапиксель/точкасмелогоразмера.Точность:
Классическая фотограмметрия с GCP: плановая/высотная точность порядка 2–15 см взависимостиотвысотысъемки,качестваGCPиобработкив зависимости от высоты съемки, качества GCP и обработкивзависимостиотвысотысъемки,качестваGCPиобработки.Современные дроны с RTK/PPK/прецизионной камерой: абсолютная точность 1–5 см возможна без большого числа GCP.Локальное разрешение очень высоко — сантиметры и даже миллиметры в деталях при низком пролёте.Преимущества в горах:
Быстро покрывает большие площади десяки—сотнигектаровзаодну«сессию»прихорошихусловияхдесяки — сотни гектаров за одну «сессию» при хороших условияхдесякисотнигектаровзаодну«сессию»прихорошихусловиях.Отличный инструмент для картирования открытых склонов, осмотров лавинных полей, отметок при анализе эрозии и т.д.Сравнительно невысокая стоимость съемки аренда/закупкадронадешевлечемTLSаренда/закупка дрона дешевле чем TLSаренда/закупкадронадешевлечемTLS.Ограничения:
Требует видимости поверхности — плотная растительность даёт DSM, но не DTM проблемысполучениемрельефаземлиподкронойпроблемы с получением рельефа земли под кронойпроблемысполучениемрельефаземлиподкроной.Сложности при крутых вертикальных стенах и нависающих карнизах плоховиднысклоны,повернутыеоткамерыплохо видны склоны, повернутые от камерыплоховиднысклоны,повернутыеоткамеры.Зависимость от погоды и ветра горныеветры,термикиограничиваютполётыгорные ветры, термики ограничивают полётыгорныеветры,термикиограничиваютполёты, регламенты полётов, требования LOS/безопасности.Обработка больших наборов изображений требует ресурсов и опыта.Когда выбирать:
Средние и большие открытые участки со слабой/редкой растительностью альпийскиелуга,отторфованныесклоны,лавинныеполяальпийские луга, отторфованные склоны, лавинные поляальпийскиелуга,отторфованныесклоны,лавинныеполя.Когда нужно быстрое получение ортофотоплана и DSM с хорошым разрешением за умеренные деньги.Для регулярного мониторинга площадей повторныесъемкиповторные съемкиповторныесъемки.

3) Наземное лазерное сканирование TLSTLSTLS

Что это даёт: густое 3D-облако с высокой детализацией поверхности, возможность захвата вертикальных стен, уступов, подрезов, карнизов.Точность:
Высокая относительная точность внутри одной станции: миллиметры — миллиметры/сантиметры, в зависимости от прибора фазовыесканерыдаютлучшееразрешениенаближнейдистанциифазовые сканеры дают лучшее разрешение на ближней дистанциифазовыесканерыдаютлучшееразрешениенаближнейдистанции.После регистрации и привязки к опорной сети — абсолютная точность порядка единиц миллиметров до сантиметров напрактикечаще5–20ммдляинженерныхзадачна практике чаще 5–20 мм для инженерных задачнапрактикечаще5–20ммдляинженерныхзадач.Преимущества в горах:
Идеально для детального картирования скальных обнажений, карнизов, дорожных вырезов, подпорных стен, для анализа опасных обвалов и мониторинга деформаций.Меньше проблем с освещением/погодой можносканироватьприслабомосвещении,ноневсильномдожде/снегуможно сканировать при слабом освещении, но не в сильном дожде/снегуможносканироватьприслабомосвещении,ноневсильномдожде/снегу.Позволяет получать профильные сечения, мерить неровности, трещины, объёмы обрушений с высокой точностью.Ограничения:
Очень трудоёмкая съёмка больших территорий многопостановоксканера,регистрациимного постановок сканера, регистрациимногопостановоксканера,регистрации, поэтому экономически оправдано на малых—средних площадях или при целевых задачах.Линейные препятствия и затемнения: сканер требует видимости объектов, поэтому много точек будет в «тени» при сложной геометрии — нужно много постановок.Оборудование дорогостоящее покупкапокупкапокупка или дороже аренды; обработка больших облаков требует мощных вычислений.Когда выбирать:
Нужна детальная 3D-модель сложной геометрии: скалы, карнизы, опоры, трещины, инженерные изыскания, моделирование опасности обрушений.При мониторинге высокоточного изменения деформации/сдвигидеформации/сдвигидеформации/сдвиги во времени.В сочетании с аэросъемкой: TLS для сложных частей обрывы,ущельяобрывы, ущельяобрывы,ущелья, UAV — для остального рельефа.

Компромиссы: точность vs цена vs время vs полнота покрытия

Точность: TLS > тотал-станция локальнолокальнолокально ≈ тотал-станция вточкахпривязкив точках привязкивточкахпривязки > UAV безRTK/GCPбез RTK/GCPбезRTK/GCP ; UAV с RTK/PPK ≈ тахеометрия по абсолютной точности, но при условии хорошей привязки.Детализация поверхности: TLS оченьвысокаяочень высокаяоченьвысокая и UAV высокая,нозависитотвидимостивысокая, но зависит от видимостивысокая,нозависитотвидимости > классическая тахеометрия точечнаяточечнаяточечная.Скорость работы на больших площадях: UAV >> TLS и тахеометрия.Стоимость оборудование/выполнениеоборудование/выполнениеоборудование/выполнение: тахеометрия низ/срниз/срниз/ср < UAV средняясредняясредняя < TLS высокаявысокаявысокая. Но при больших объёмах UAV экономичнее.Обработка: UAV и TLS требуют серьёзной пост‑обработки фотограмметрия/слияниеоблаковфотограмметрия/слияние облаковфотограмметрия/слияниеоблаков и вычислительных ресурсов; тахеометрия — проще в обработке.

Рекомендации/сценарии выбора

Небольшой участок донесколькихгектаровдо нескольких гектаровдонесколькихгектаров, критична отдельная точечная точность корытаподпорнойстены,трассакорыта подпорной стены, трассакорытаподпорнойстены,трасса и ограниченный бюджет: тахеометрия.Большая площадка десятки—сотнигектаровдесятки — сотни гектаровдесяткисотнигектаров, открытые склоны, нужно быстро получить DSM/ортофото и регулярный мониторинг: UAV сGCPилиRTK/PPKдляповышенияабсолютнойточностис GCP или RTK/PPK для повышения абсолютной точностисGCPилиRTK/PPKдляповышенияабсолютнойточности.Требуется детальный 3D рельеф сложных вертикальных стен, анализ трещин, расчёт объёмов обрушения и мониторинг деформаций: TLS возможновсочетаниистахеометриейдляпривязкивозможно в сочетании с тахеометрией для привязкивозможновсочетаниистахеометриейдляпривязки.Сложная комбинация условий: глубокие ущелья с вертикальными скалами и открытые склоны — оптимально гибридное решение: UAV покрывает труднодоступные и «верхние» части, TLS детализирует вертикали и подножия, тахеометрия/GNSS даёт контрольную сеть.

Практический рабочий подход чек−листчек-листчеклист

Определите площадь и желаемое разрешение/точность см/десяткисм/ммсм/десятки см/ммсм/десяткисм/мм.Оцените покрытие поверхности растительность,вертикальныестены,нависающиеэлементырастительность, вертикальные стены, нависающие элементырастительность,вертикальныестены,нависающиеэлементы.Уточните доступность и безопасность для полётов ветер,регламентыветер, регламентыветер,регламенты и установки оборудования.Оцените бюджет и срок.Выберите способ или комбинацию и спланируйте геодезическую привязку GCPиликонтрольсетиGCP или контроль сетиGCPиликонтрольсети — это критично для абсолютной точности.Учтите время обработки и вычислительные ресурсы.

Если нужно, могу:

помочь оценить конкретный проект площадь,типрастительности,требуемаяточностьплощадь, тип растительности, требуемая точностьплощадь,типрастительности,требуемаяточность и предложить оптимальную схему и расчёт примерного бюджета и сроков;предложить типичный состав работ и контрольных пунктов для гибридного решения UAV+TLS+GNSSUAV + TLS + GNSSUAV+TLS+GNSS.
27 Сен в 03:26
Не можешь разобраться в этой теме?
Обратись за помощью к экспертам
Гарантированные бесплатные доработки в течение 1 года
Быстрое выполнение от 2 часов
Проверка работы на плагиат
Поможем написать учебную работу
Прямой эфир