Современные технологии лазерного сканирования и фотограмметрии раскрывают обширный потенциал для применения в самых разных областях — от инженерных расчетов до анализа ландшафтов. Позволяют создавать виртуальные двойники объектов и территорий в виде детализированных облаков точек, на основе которых можно проводить точные измерения, моделирование и планирование.
Одним из ярких примеров применения этих технологий является съемка в городе Интерлакен (Швейцария). С помощью системы TOPODRONE LiDAR 200+ и фотограмметрической камеры P61 была выполнена высокоточная аэросъемка участка транспортной инфраструктуры и прилегающих территорий, открывая новые возможности для анализа и проектирования.
Изображение 1-2. Лазерное сканирование дорожной разметки
Методика съемки и техническая основа проекта
Для съемки в Интерлакен применялся площадный метод, позволяющий создавать непрерывное и плотное облако точек. Съемка охватывает все ключевые элементы инфраструктуры: проезжую часть, обочины, зеленые зоны и прилегающие объекты застройки.
Применение LiDAR-технологии значительно ускорило сбор данных и повысило безопасность. Вместо выезда инженеров на оживленные дороги дрон с лазерным сканером выполнил работу за 15–20 минут. За это время было зафиксировано несколько километров трассы, включая сложные объекты: мосты, тоннели, откосы и опоры.
Такой подход обеспечил полную безопасность специалистов, исключил человеческий фактор и гарантировал высокую точность и воспроизводимость данных. На основе полученных данных сформирована высокоточная 3D-модель, которая отражает текущее состояние дорожного покрытия, насыпей, дренажных и инженерных сооружений.
Оборудование и программное обеспечение:
- Планирование и управление полетами — UgCS Expert.
- Дрон — DJI Matrice 300 RTK.
- Лидарная система — TOPODRONE LiDAR 200+ с высокоточным лазерным модулем, инерциальной навигацией и поддержкой PPK.
- Фотограмметрическая камера — P61 для получения цветовых текстур высокого качества.
- Обработка данных — TOPODRONE Post Processing (TPP), LiDAR360, Agisoft Metashape.
Изображение 3. Промышленная беспилотная платформа DJI Matrice 350 + TOPODRONE LiDAR 200+ и PPK-кит
Изображение 4. TOPODRONE LiDAR 200+
Изображение 5. Фотограмметрическая камера P61
Изображение 6. PPK-кит
Результаты и возможности:
- Точная фиксация геометрии рельефа и объектов с плотным облаком точек.
- Скорость полёта около 7 м/с при сохранении высокого качества данных.
- Точность 3–5 см даже в сложных условиях: между зданиями, под кронами деревьев и рядом с инженерными сооружениями.
- Возможность интеграции данных в GIS-системы для дальнейшего мониторинга, анализа инфраструктуры, оценки рисков и планирования развития.
Изображение 7-8. Лазерное сканирование дорожной разметки
Финальная визуализация и объединение данных проводилось в LiDAR360, где сформирован единый файл .las. Дополнительно для окрашивания облака точек, во время съемки была использована камера TOPODRONE P61. Из фотограмметрической съемки были взяты более реалистичные насыщенные цвета, что помогло 3D модели выглядеть привлекательнее. Этот цифровой двойник используется для инженерного анализа, моделирования и планирования благоустройства территории.
Применение LiDAR позволило не только создать детальные 3D-модели дорог и объектов инфраструктуры, но и обеспечить их геопривязку и точность, необходимые для дальнейшего благоустройства, инвентаризации и анализа транспортных потоков.
Возможности применения полученных данных
1. Измерение объемов и размеров зданий
Облако точек позволяет точно фиксировать высоту, площадь, объем и геометрию зданий без выезда на объект. Высокая точность данных обеспечивается сочетанием лазерного сканирования (LiDAR) и фотограмметрии, что создает детальную 3D-модель с привязкой к координатной сетке.
Применение данных охватывает широкий спектр задач:
- оценка деформаций и состояния фасадов;
- расчет объемов строительных материалов;
- создание BIM-моделей и планирование строительных работ;
- интеграция в CAD и GIS для градостроительного анализа.
Изображение 9. Ортофотоплан
В городском планировании такие измерения позволяют учитывать рельеф, плотность застройки и инфраструктуру. Высокоточные 3D-модели обеспечивают проверку соответствия строений генплану, выявление самозахватов и ошибок в кадастровых данных. Технология позволяет создавать и актуализировать картографическую основу масштаба 1:500 для принятия более точных управленческих решений.
Использование беспилотных систем ускоряет сбор данных, снижает затраты и позволяет проводить регулярный мониторинг, что особенно актуально для плотных городских районов и сложных объектов инфраструктуры.
Изображение 10-12. Съемка объемов и размеров зданий
2. Анализ и контроль дорожной разметки
Облако точек, окрашенное данными с RGB-камер, позволяет с высокой точностью выделять и классифицировать элементы дорожной инфраструктуры, включая линии дорожной разметки, бордюры и кромки проезжей части, пешеходные переходы, островки безопасности, разделительные полосы, а также уклоны дорог, придорожные насыпи и откосы.
На основе этих данных решается широкий спектр задач:
- обновление и корректировка схем организации дорожного движения (ОДД);
- объективный контроль состояния покрытия и износа разметки;
- анализ состояния эстакад и придорожных откосов;
- проверка качества и объема выполнения подрядных работ, соответствия проектной документации.
Детализированная геометрия объектов незаменима при проектировании реконструкции дорог и оптимизации транспортных потоков, где критична точная привязка к реальным условиям.
Изображение 13. Фотограмметрия дорожной развязки
Технологическое преимущество заключается в сочетании LiDAR и фотограмметрии: оно позволяет создавать высокоточные цифровые двойники дорожного покрытия для планирования работ и оценки эффективности решений дистанционно, сводя к минимуму необходимость в полевых выездах.
Изображение 14-15. Лазерное сканирование дорожной разметки
3. Подеревная съемка и анализ зеленых насаждений
LiDAR-съемка предоставляет также возможность индивидуального анализа деревьев и кустарников, включая определение высоты, объема крон, состояния насаждений и расстояний между растениями. Такие данные применяются для ландшафтного проектирования, оценки устойчивости склонов, расчета затенения и мониторинга природных зон.
В условиях горных регионов, таких как Интерлакен, это особенно важно для предотвращения эрозии почв и планирования укрепительных мероприятий. Благодаря высокой плотности лазерных импульсов сканера TOPODRONE LiDAR 200+ можно получать детализированные модели рельефа даже под лесополосой.
Изображение 16-17. Подеревная съемка
Цифровое благоустройство: от данных к решениям
Cъемка в Интерлакене наглядно демонстрирует, как данные лазерного сканирования могут стать основой для цифрового благоустройства и устойчивого развития. На базе высокоточной 3D-модели дорожной развязки и прилегающих территорий специалисты получили мощный инструмент для анализа и планирования.
Видео 1. Обзорная 3D-модель участка города Интерлакен
На основе полученных данных специалисты смогут выполнять:
- Анализ и мониторинг: проведение точных замеров геометрии трассы, оценка состояния покрытия, дренажных систем и инженерных сооружений.
- Контроль труднодоступных объектов: мониторинг мостовых пролетов, подпорных стен и опор с созданием их цифровых двойников, без рисков и дорогостоящего доступа.
- Сравнительный анализ: возможность объективно фиксировать любые изменения на участке в динамике.
LiDAR как фундамент цифровой трансформации
Решения TOPODRONE доказывают, что лазерное сканирование — это стратегический инструмент для построения комплексной и продуманной инфраструктуры. Совместное применение технологий LiDAR и фотограмметрии формирует универсальный цифровой архив для:
- планирования ремонтов и работ по благоустройству;
- контроля качества подрядных работ;
- интеграции в BIM-процессы и ГИС-системы.
Успешное применение технологий в странах с самыми строгими стандартами, таких как Швейцария, подтверждает: современные решения на основе БПЛА вышли за рамки экспериментов и стали эффективным и практичным инструментом для проектирования, строительства и эксплуатации безопасной и комфортной городской среды.
