Материал: 2430
• Экономическая эффективность использования в тех условиях, когда применение других методов крайне затруднительно, невозможно или ограничено сезонными факторами (безориентирная местность, сплошная листва, очень «плоский» рельеф и т.д.).
|
Лазерный сканер ALTM (рис. 11.4) включает: |
И |
|||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
− бортовой навигационный ком- |
||
|
|
|
|
плекс; |
|
||
|
|
|
|
|
− бортовой комплекс геодезиче- |
||
|
|
|
|
ского обеспечения GPS/GLONASS; |
|||
|
|
|
|
|
− приемник GPS Trimble 750. |
||
|
Рис. 11.4. Комплект ALTM |
|
|
Д |
|||
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
Основные технические параметры |
|
|
|
|
А |
|
|||
Наименование параметра |
|
ALTM 30/70 |
|
ALTM 3100 |
|||
Частота зондирующих |
|
33 кГц |
|
|
33 кГц |
||
импульсов |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
50 кГц |
|
|
50 кГц |
|
|
|
|
70 кГц |
|
|
70 кГц |
|
|
|
|
|
|
|
100 кГц |
Высота полета при съемке |
|
От 200 до 3000 м |
От 80 до 3500 м |
||||
|
канирующий |
|
|
|
|
|
|
Точность сканирования по |
|
Не хуже 15 см |
Не хуже 15 см |
||||
высоте |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
при высоте 1200 м |
при высоте 1200 м |
||
|
|
|
|
Не хуже 35 см |
Не хуже 25 см |
||
|
|
|
|
при высоте 3000 м |
при высоте 2000 м |
||
С |
|
|
|
|
|
Не хуже 35 см |
|
Рег страц я данныхбПереносной жесткий диск |
при высоте 3000 м |
||||||
(37 Гбайт) |
|||||||
Расход мость лазерного луча |
|
Двойная |
|
|
Двойная |
||
|
|
|
|
0,2 или 0,7 мрад |
0,3 или 0,8 мрад |
||
Диапазон рабочих температур: |
|
|
|
|
|
||
- с |
|
блок: |
|
От -20 до +35 °C |
От -10 до +35 °C |
||
- стойка управления: |
|
От +10 до +35 °C |
От +10 до +35 °C |
||||
- при термостабилизации |
|
От -30 до +55 °C |
От -30 до +55 °C |
||||
Габариты/Вес
-с блок 25 W x 32 L x 56 H см/20 кг 26 W x 19 L x 57 Hсм/23,4 кг
- стойка управления 59 W x 58 L X 49 H см/55 кг 65 W x 59 L X 49 Hсм/53,2 кг Общие параметры Точность определения планового Лучше, чем 1/2000 от высоты положения точек
131
Ширина полосы съемки |
От 0 (режим профайлера) до93% от высоты |
|||
|
|
съемки |
|
|
Разрешение по дальности |
1 см |
|
|
|
Количество регистрируемых |
4, включая последний |
|
||
отражений лазерного импульса |
|
|
|
|
Регистрация интенсивности |
12 бит динамический диапазон для каждого |
|||
|
|
измерения |
|
|
Угол сканирования |
От 0 до + 25° |
|
||
Компенсация крена |
Номинально ±5°, в зависимости от текущего |
|||
|
|
значения поля зрения (например, при ±15° |
||
|
|
допустимое значение компенсации ±10°) |
||
Ширина полосы захвата |
От 0 до 0,93 Hм |
|
||
Частота сканирования |
0 – 70 Гц, зависит от угла сканирования |
|||
Распределение отражений на |
Равномерное на протяжении 96% линии |
|||
поверхности земли |
сканирования |
|
||
Используемый бортовой |
Applanix POSAV, модифицирован |
|||
навигационный комплекс |
|
|
И |
|
Бортовой GPS приемник |
Trimble 750 |
|||
|
|
|
|
|
Категория лазера |
|
Class 4 |
|
|
Высота безопасного зрения |
200 м при 0,7 мрад 400 м при 0,2 мрад |
|||
Потребление |
|
28 В переменного тока, 24 А в среднем, |
||
|
|
35 пиковое потребление |
||
Влажность |
|
0 – 95% без конденсата |
|
|
|
|
|
Д |
|
|
Перечень программного обеспечения |
|||
Программное о |
|
|
Назначение |
|
REALM Survey Suite |
Получение дифференциального |
|||
|
|
А |
|
|
|
|
кинематического GPS решения. |
||
|
|
Оптимизация траектории при |
||
|
|
спользовании нескольких базовых |
||
|
бстанций. Вычисление XYZ координат |
|||
|
|
лазерных точек. Селекция лазерных |
||
|
|
точек, выделение земли и растительности. |
||
Applanix PosGPS |
Совместная обработка GPS/GLONASS и |
|||
еспечение |
инерциальных данных. |
|
||
Applanix PosProc |
Планирование и управление |
|||
ALTM-NAV |
|
аэросъемочным процессом. |
||
Опция «Регистрация формы отраженной волны» представляется |
||||
Счрезвычайно полезной для лазерных локаторов импульсного типа. Ее |
||||
можно рассматривать как дальнейшее развитие технологии измерения
132
нескольких отраженных импульсов в каждом акте сканирования, которая уже давно вошла в практику.
Последние разработки компании Optech ALTM 30/70 обеспечи-
вают регистрацию четырех откликов для каждого зондирующего им- |
||||||
пульса, гарантированно включая первый и последний. Технология ре- |
||||||
|
|
|
|
И |
||
гистрации формы отраженной волны предполагает запись в цифровом |
||||||
виде полной формы отклика на каждый зондирующий импульс с ча- |
||||||
стотой дискретизации 1 ГГц и выше. Зарегистрированная таким обра- |
||||||
|
зом волна дает «историю» отраже- |
|||||
|
ния зондирующего |
импульса от |
||||
|
|
Д |
|
|||
|
всех препятствий, встретившихся на |
|||||
|
его пути. Аппаратная реализация |
|||||
|
такой возможности не представляет |
|||||
|
проблемы для ведущих производи- |
|||||
|
телей, в частности, такая опция уже |
|||||
|
А |
|
|
|
||
|
поставляется штатно в уже упомя- |
|||||
|
нутом |
лазерном |
|
сканере |
||
объекта |
ALTM 30/70 фирмы Optech. В ре- |
|||||
|
зультате можно, кроме картографи- |
|||||
б |
|
|
|
|
|
|
рования объекта, получить его трехмерный образ (рис. 11.5). |
|
|||||
Наибольший интерес такая информация может представлять для |
||||||
использования в специализированном программном обеспечении об- |
||||||
работки лазерно-локационных данных для более достоверного распо- |
|||
|
сива |
|
|
знавания и геопозиционирования о ъектов различных классов. |
|||
|
Использован е лазерно-локационных методов открывает ряд |
||
пр нц п ально новых возможностей при дистанционном обследова- |
|||
н |
лесных |
масс вов. Высокая |
производительность лазерно- |
локац онной съемки (150 – 200 км2 |
или 300 – 400 км линейных объ- |
||
С |
|
|
|
ектов за од н аэросъемочный день) в сочетании с пространственным |
|||
разрешен ем |
точностью до 15 см позволяют создавать эффективные |
||
алгор тмы морфолог ческого анализа, обеспечивающие автоматическое выделение ряда важнейших информационных параметров лесного мас .
Известно, что использование традиционных аэросъемочных технологий сильно затруднено как для измерения истинного рельефа под кронами деревьев, так и для оценки геометрических характеристик самих деревьев и объема древесной массы. Современные лазер- но-локационные методы предлагают ряд принципиально новых возможностей при обследовании лесных ландшафтов:
133
• Зондирующий луч лазерного локатора обладает способностью проникать сквозь листву деревьев в силу чего лазерно-локационные методы позволяют непосредственно измерять рельеф под кронами деревьев с абсолютной геодезической точностью до 15 см. Практика показывает, что густота лесного покрова может сказаться на объеме авиационных работ, необходимом для измерения рельефа того или иного района с требуемой степенью детальности, но не оказывает влияния на принципиальную возможность выполнения таких измерений.
• Реализация режима работы лазерного локатора, при котором за каждый акт сканирования регистрируется группа отраженных импульсов, позволяет наряду с топологией земной поверхности получать данные, характеризующие растительность. Так, первый (по времени) отраженный импульс будет характеризовать высоту деревьев, а пространственное распределение откликов, приведенное к вертикаль-
ному направлению, может быть использовано для оценки интенсив- |
|
ности поглощения и, следовательно, для оценки плотности древесной |
|
массы. |
И |
|
|
• Использование в составе современных лазерных локаторов |
|
универсальных навигационных комплексов, включающих аппаратуру |
|
спутниковой навигации GPS, GLONASS и инерциальные системы, |
|
позволяет естественным о разом интегрироватьДлазерно-локационные |
|
данные с цифровой фотографической, мультиспектральной и тепло- |
|
интегрирования• Анал збструктуры полога древостоя, интегрированный с дан- Сными в деофотосъемки позволяет с высокой степенью достовер-
визионной съемкой при нео ходимой геодезической точности. Это |
||
также |
чрезвычайно важно при оценке фаз вегетации, определении |
|
нал ч |
я болезней растен й, химического состава почвы, наличия за- |
|
грязнен й водоемов. |
А |
|
|
||
ности определять разл чные типы и ярусы лесной растительности с разделен ем по породному составу, густоте и другим параметрам. Последующая обработка данных лазерного профилирования путем , преобразования Фурье и анализа методом средней свободной компоненты позволяет получить такую важную и точную
информацию о растительности, как запас древостоя, тип леса, индекс листовой поверхности, напрямую или опосредованно – через значения диаметра крон, густоту, протяженность полога и высоту древостоя. Достаточно высокую точность при обработке лазерных профилей обеспечивают методы регрессионной оценки фитомассы древостоя.
134
11.5.Инструментальные средства лазерной локации
11.5.1.Методика определения координат лазерных точек при выполнении лазерно-локационной съемки
Первичное лазерно-локационное измерение выполняется с привлечением нескольких источников информации. По этой причине для полного описания процесса измерения необходимо законченное формализованное представление всех соотношений, определяющих пространственную и временную соотнесенность данных различных источников.
Что касается временной синхронизации, то она обеспечивается за счет привязки временных шкал всех приборов к единому абсолютному времени, поставляемому бортовым GPS-приемником. В процес-
се съемки обеспечивается лишь регистрация всех видов данных с со- |
|||
ответствующими временными метками. Фактическая синхронизация |
|||
обеспечивается на этапе наземной обработки. |
И |
||
|
|
Д |
|
|
А |
|
|
Р с. 11.6. |
схема компоновки бортового |
||
|
аэросъемочного комплекса |
|
|
Общая |
|
|
|
комплексаименно, а сканерный блок, GPS антенна, а также цифровой аэрофотоаппарат. Общее положение комплекса рассматривается в некоторой обобщенной топоцентрической СК ОNEA, в которой предпо-
Слагается, что ось ОN направлена на север, ось ОE на восток, а ось ОA дополняет эту СК до левой ортогональной. Так как функционирование комплекса основано на взаимодействии и обмене информацией
Общая схема компоновки бортового аэросъемочного комплекса изображена на рис. 11.6, где показаны все значимые компоненты
135