Рисунок 1. Мобильный лазерный сканер TOPODRONE SLAM 200
Геодезическая подеревная съемка и обоснование МЛС
Геодезическая подеревная съемка — это метод топографической съемки, заключающийся в определении местоположения, размеров и других характеристик деревьев на определенном участке местности.
Подеревная съемка (подеревка) востребована в сфере лесного хозяйства и землеустройства, где важно учитывать существующую древесную растительность — будь то благоустройство, реконструкция, строительство на озелененных участках или ландшафтное проектирование. В таких случаях особенно актуальны технологии, позволяющие выполнять подеревку быстро, точно и с минимальным вмешательством в природную среду.
Целью подеревной съемки является получение подробной информации о состоянии и структуре лесного массива, а также определение объема древесины и составление плана лесопользования.
Рисунок 2. Геодезическая подеревная съемка со SLAM 200: общий вид участка
В процессе подеревной съемки каждое дерево измеряется и описывается, включая его вид, диаметр ствола на определенной высоте, высоту и другие характеристики.
Геодезическая составляющая подеревной съемки означает использование геодезических методов и инструментов для определения местоположения деревьев и привязки их к общей системе координат. Это позволяет создать точный и детальный план участка с информацией о каждом дереве, что впоследствии используется для управления лесными ресурсами, планирования лесозаготовок, оценки ущерба от стихийных бедствий и других задач.
Подытожив все вышесказанное, мы можем заключить, что сканер SLAM может быть использован для проведения различных видов подеревной таксации леса, включая:
- инвентаризацию лесных ресурсов;
- оценку состояния деревьев и насаждений;
- определение породного состава леса;
- оценку качества древесины;
- планирование лесохозяйственных мероприятий;
- благоустройство;
- ландшафтное проектирование.
Рисунок 3. 3D-реконструкция участка по итогам геодезической подеревной съемки в естественных цветах
Использование сканера SLAM для подеревной таксации леса имеет ряд преимуществ по сравнению с традиционными методами:
- высокая точность и достоверность получаемых данных;
- оперативность сбора информации;
- возможность получения трехмерных данных о деревьях и насаждениях;
- снижение затрат на проведение работ.
Практический опыт подеревной съемки со SLAM 200
На днях команда TOPODRONE выполнила подеревную съемку небольшого участка площадью 1 Га c использованием сканера SLAM 200 для последующего благоустройства ландшафтной зоны и выбора оптимального размещения объектов с сохранением здоровых деревьев. Полученные геопространственные данные будут также использованы при разработке проектной документации строительства.
Подеревная съемка методом МЛС
В отличие от традиционных методов, мобильное лазерное сканирование позволяет значительно сократить время полевых работ. Использование сканера SLAM 200 обеспечивает быстрое и точное получение данных даже в условиях плотной растительности, пересеченного рельефа и при отсутствии сигнала ГНСС.
В результате сканирования формируется плотное облако точек в режиме реального времени, позволяющее точно определить местоположение, высоту, диаметр и породу деревьев, а также их плотность и пространственное положение. В дальнейшем полученные данные можно дополнительно обработать в ПО, которое поставляется в комплекте со сканером SLAM 200 в модуле SLAM GO POST.
Кроме того, мобильность комплекса позволяет производить съемку с рук или с помощью специального рюкзака, автомобиля или других платформ, что делает метод гибким и применимым как в городских парках и скверах, так и в труднодоступных лесных зонах.
Почему для подеревки выбран SLAM 200?
SLAM 200 построен на базе сенсора Hesai XT32M2X, обеспечивающего рабочую дальность до 200 метров и частоту сканирования до 640 000 точек в секунду.
Благодаря высокой плотности облака точек с помощью данного сканера можно не только зафиксировать каждое дерево, но и определить его высоту, диаметр, породу и точное местоположение.
Сканер оборудован встроенными модулями визуального SLAM (2 камеры по 12 Мп) и GNSS RTK, что позволяет сохранять высокую точность съемки даже в зонах с ограниченной видимостью неба.
SLAM 200 можно использовать в различных конфигурациях:
- в ручном режиме,
- с креплением на жилет или рюкзак,
- установленным на автомобиль, квадроцикл или другую платформу.
Рисунок 4. Мобильный лазерный сканер SLAM 200
Такая гибкость позволяет адаптировать съемку под конкретные задачи — от небольших участков до масштабных территорий с трудным рельефом.
Ключевые характеристики SLAM 200:- Плановая точность: ±2–3 см (при RTK)
- Точность по высоте (DGH): ±1,5 см
- Погрешность определения высоты дерева: до 5 %
- Минимальный фиксируемый диаметр дерева: от 3 см
Особенным преимуществом технологии SLAM является простота использования и скорость получения материалов. После полевых работ можно работать либо с облаками, полученными в режиме реального времени, либо обработать в SLAM GO POST.
Этап полевых работ
Рисунок 5. Этап полевых работ - сканирование участка со SLAM 200
Этап полевых работ выполнялся с учетом требований к качеству и точности данных, обеспечивая высокую детализацию и равномерное покрытие территории. Сканирование проводилось с высоты 1,4–1,6 метра — это оптимальный уровень для фиксации как стволов деревьев, так и структуры подлеска.
Траектория движения оператора была организована равномерно, с шагом между проходами около 15 метров. Это позволило достичь средней плотности сканирования не менее 4000 точек на квадратный метр. Оператор перемещался со скоростью до 1,5 м/с, что обеспечивало баланс между скоростью и качеством съемки. На полевые работы площадью 1 гектар потребовалось 15 минут. Съемка была выполнена в условиях хорошей видимости, при отсутствии осадков.
Рисунок 6. Выборочная проверка промером диаметров стволов для оценки точности
Этап обработки данных
Обработка полученных данных осуществлена с использованием ПО SLAM GO POST. Все этапы максимально автоматизированы — таким образом, итоговые материалы были готовы в день съемки. Оценка точности выполнялась с помощью контрольных точек. Точность определения диаметров деревьев проверяли выборочной проверкой диаметров путем промера. Определение положения деревьев и их диаметров выполнялось в ПО LiDAR360 в модуле TLS Forest.
Рисунок 7. Облако точек сканируемого лесного участка в естественных цветах
Основные шаги обработки:
- Построение облака точек
- Геопривязка с использованием RTK-данных
- Очистка от шумов
- Классификация: деревья, строения, рельеф
- Окрашивание облака по данным панорамных камер
Затем было выполнено автоматическое выделение деревьев с расчетом координат (X, Y), диаметра на высоте 1,3 м (DGH), высоты и оценки состояния. Вид дерева уточнялся визуально. На основе данных была сформирована перечетная ведомость в формате Excel/CSV.
Финальные материалы:- Облако точек: LAS.
- Топографический план М 1:200: DWG
- Перечетная ведомость: Excel/CSV с координатами, породой, диаметром, высотой и состоянием деревьев
Видео 1. 3D-визуализация маршрута снимаемого участка
Вывод
Использование SLAM 200 оптимизирует процесс съемки, обеспечивая сопоставимую с традиционными методами точность при значительном сокращении трудозатрат и сроков выполнения работ.
