Кратко — сравнение по ключевым факторам и рекомендуемая комбинированная схема.
Сравнение методов
- Скорость:
- Тахеометрия: сбор точек по одной — медленнее при большом количестве деталей (типично $10$–$200$ точек/час в зависимости от условий).
- Лазерное сканирование (TLS): быстрое покрытие больших поверхностей — миллионы точек за одну установку за $5$–$30$ минут.
- Точность:
- Тахеометрия: высокая относительная и абсолютная точность точек (планиметрия/высота) — типично $\pm (3\text{–}20)\text{мм}$ для контрольных измерений.
- TLS: одиночная точка с высокой относительной точностью на короткой дистанции, но зависит от диапазона/калибровки — типично $\pm (2\text{–}30)\text{мм}$ по дистанции; при геопривязке средняя точность облака чаще $\pm (5\text{–}50)\text{мм}$.
- Плотность данных:
- Тахеометрия: низкая/упорядоченная — выборочные точки и полилинии.
- TLS: очень высокая — точечная плотность от нескольких мм до десятков мм между точками в зависимости от расстояния и разрешения.
- Затенённость (окклюзии):
- Тахеометрия: требует прямой видимости, но проще целенаправленно снять скрытые участки через штатив/мир.
- TLS: уязвим к затенённости (аллеи, дворы, узкие проезды); нужны дополнительные установки, пересписки и/или мобильные платформы.
- Практичность/доступ:
- Тахеометрия лучше для замеров узлов, подземных люков, привязки центрир. маркеров и контрольной геодезии.
- TLS лучше для фасадов, крыш, сложной геометрии, интерьеров больших помещений.
- Стоимость и ресурсы:
- TLS даёт большой объём данных, но требует мощной обработки и хранения; тахеометрия — дешевле по объёму данных, но дороже по трудозатратам при детализации.
Факторы выбора (учесть при планировании)
- Требуемая точность планиметрии/высот: если допуск $<$ $10\text{мм}$ — обязательна тахеометрическая привязка/контроль.
- Требуемая плотность данных: для сложных фасадов и 3D-моделей — TLS/фото; для топоплана с полилиниями — тахеометрия + выборочные облака.
- Уровень затенённости и доступность позиций: узкие дворы и подземные переходы — тахеометрия/руководимые сканы; открытые улицы — TLS/MLS/UAV.
- Время на съёмку и бюджет: если ограничено время — TLS/мобильный сканер + фотограмметрия; если бюджет ограничен, но нужно точность — тахеометрия.
- Объём последующей обработки и квалификация персонала.
Рекомендуемая комбинированная рабочая схема (последовательность)
1. Разведка и планирование:
- Осмотр участка, определить зоны: открытые улицы, узкие дворы, интерьеры, крыши.
- Решить систему координат и точность контрольной сети.
2. Контрольная сеть:
- Установить геодезические точки (опорные), измерить их GNSS (для открытых зон) и/или тахеометром; сохранить как главные привязочные точки.
- Требуемая точность привязки задаётся проектом (например, планиметрия $\pm 10\text{мм}$, высота $\pm 10\text{мм}$).
3. TLS-съёмка:
- Планировать позиции так, чтобы перекрытие между станциями было не менее $30\%\text{–}50\%$ ($\ge 30\%$ рекоменд.) и видимы общие контрольные мишени или сферические мишени.
- Выбирать разрешение сканирования исходя из расстояния: желаемая точечная сетка на поверхности $\sim 5\text{–}50\text{мм}$.
- Сканировать фасады, дворы, площади, интерьеры больших помещений.
4. Тахеометрическая съёмка (дополнение):
- Привязать все контрольные мишени сканера тахеометром (точное измерение центров сфер/мишеней).
- Снять ключевые элементы, которые плохо видны в облаке (люки, кромки тротуаров, узкие проходы, топографические разбивки, нивелирные профили).
- Снять разбивочные оси коммуникаций, инженерные врезки, грани покрытий — как векторные элементы.
5. Дополнительные методы (по необходимости):
- UAV-фотограмметрия/лидар для крыш и закрытых дворов сверху.
- Мобильный лазер/SLAM-сканер для длинных улиц и проездов.
6. Регистрация и геопривязка:
- Сначала внутриоблачная регистрация (по мишеням или cloud-to-cloud), затем жёсткая привязка к контрольной сети тахеометра/GNSS через измеренные центры мишеней.
- Выполнить усреднённую подгонку (least-squares) и контролировать невязки (целевой порог, например $<20\text{мм}$ в характерных точках, задаётся проектом).
7. Обработка данных и слияние:
- Фильтрация шума, классификация (земля, здания, вегетация).
- Сливание облаков (TLS + UAV/MLS) с учётом точностных весов (тахеометрические точки как контроль с высоким весом).
- Подготовить укрупнённый облак или DSM/DTM в нужном разрешении.
8. Экстракция топографического плана:
- Использовать TLS-облако для фасадов и сложной 3D-геометрии; тахеометрические векторы и точки — для точной привязки критических объектов и подписи.
- Построить полилинии/ломаные для кромок покрытия, бордюров, лотков; вывести контуры/горизонтали с интервалом, заданным заданием (примерно $\{0.25,0.5,1\}\text{м}$ в зависимости от масштаба).
9. Контроль качества и отчёт:
- Сравнить координаты независимых контрольных точек; сгенерировать таблицу невязок (RMS).
- Выдать: облако в привязке, векторный топоплан, отчёт по точности и методике.
Практические рекомендации
- Привязывать TLS к тахеометрическим контрольным точкам через физические мишени (сферы или контрольные маркеры) — это даёт надёжную абсолютную геопривязку.
- В местах сильной затенённости использовать комбинацию методов: TLS для фасадов с улицы + тахеометрия для дворов/узких проходов; при необходимости добавить мобильный сканер или съемку с лестницы/кран-башни.
- Задать допустимые невязки заранее (например, планиметрия $\pm 10\text{мм}$, вертикаль $\pm 20\text{мм}$) и контролировать их на каждом этапе.
- Оптимизировать плотность облака: храните полные облака для архивов, для чертежей используйте прореживание/сегментацию по назначению.
Краткий вывод: для сложного урбанизированного участка оптимально сочетать TLS (быстрое и плотное 3D-покрытие фасадов/площадей) с точной тахеометрической привязкой и доп. тахеометрическими съёмками в зонах затенённости и для критичных координат — это даёт баланс скорости, плотности данных и требуемой точности.