{"id":1227,"date":"2022-04-21T15:17:16","date_gmt":"2022-04-21T13:17:16","guid":{"rendered":"https:\/\/geoportal360.pl\/blog\/?p=1227"},"modified":"2022-06-14T16:12:02","modified_gmt":"2022-06-14T14:12:02","slug":"skaning-laserowy-zastosowanie-w-geodezji","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/geoportal360.pl\/blog\/skaning-laserowy-zastosowanie-w-geodezji\/","title":{"rendered":"Skaning laserowy &#8211; zastosowanie w geodezji"},"content":{"rendered":"\n<p><strong>Skaning laserowy to najnowsze osi\u0105gni\u0119cie w zakresie technik pozyskiwania informacji geoprzestrzennych. Historia skaningu laserowy si\u0119ga lat dziewi\u0119\u0107dziesi\u0105tych ubieg\u0142ego wieku.<\/strong><\/p>\n\n\n\n<!--more-->\n\n\n\n<p>Pocz\u0105tkowo system LiDAR (z ang. Light Detection and Ranging) obejmowa\u0142 wy\u0142\u0105cznie urz\u0105dzenia montowane na statkach powietrznych, czyli skaning lotniczy (z ang. ALS &#8211; Airborne Laser Scanning). Prawdziwym prze\u0142omem w technikach pozyskiwania informacji geoprzestrzennych by\u0142 rok 1998, kiedy firma Zoller+Fr\u00f6hlich pokaza\u0142a pierwsze na \u015bwiecie urz\u0105dzenie do naziemnego skaningu laserowego (z ang. TLS \u2013 Terrestrial Laser Scanning).<\/p>\n\n\n\n<p class=\"has-text-align-center\"><a rel=\"noreferrer noopener\" href=\"https:\/\/geoportal360.pl\/map\/\" target=\"_blank\">Zobacz nasz\u0105 nowoczesn\u0105 Map\u0119 Geoportal360<\/a><\/p>\n\n\n\n<h2>Skaning laserowy a tradycyjne metody pomiaru<\/h2>\n\n\n\n<p><strong>Skaning laserowy to technika pozyskiwania obrazowych danych geoprzestrzennych z wykorzystaniem \u015bwiat\u0142a lasera. <\/strong>Historia skaningu laserowego rozpocz\u0119\u0142a si\u0119 w 1993 r. i od tamtej pory rozwija si\u0119 obejmuj\u0105c wiele dziedzin gospodarki.<\/p>\n\n\n\n<p>Technologia skaningu laserowego reprezentowana jest przez naziemne skanery 3D, kt\u00f3re za pomoc\u0105 lasera s\u0105 w stanie pozyska\u0107 miliony punkt\u00f3w 3D, z kt\u00f3rych ka\u017cdy posiada okre\u015blone wsp\u00f3\u0142rz\u0119dne x, y, z oraz parametry intensywno\u015bci odbicia. Pozyskane dane mog\u0105 zosta\u0107 zaimportowane do aplikacji typu CAD lub 3D i by\u0107 dowolnie przetwarzane jako chmura punkt\u00f3w.<\/p>\n\n\n\n<p>Metoda skaningu laserowego pozwala nie tylko na uzyskanie wizualizacji mierzonego obiektu w r\u00f3\u017cnych rzutach, ale r\u00f3wnie\u017c na takie przetwarzanie danych, kt\u00f3re pozwalaj\u0105 na przeprowadzenie pomiar\u00f3w bezpo\u015brednich oraz oblicze\u0144 np. obj\u0119to\u015bci tych obiekt\u00f3w.<\/p>\n\n\n\n<p>Terenowy system pomiarowy (ang. Terrestrial Laser Scanning &#8211; TLS) dostarczaj\u0105cy chmury punkt\u00f3w pomiarowych w uk\u0142adzie X, Y, Z sk\u0142ada si\u0119 z:<\/p>\n\n\n\n<ul><li>nadajnika, tj. modu\u0142u generuj\u0105cego \u015bwiat\u0142o lasera (diody),<\/li><li>systemu wiruj\u0105cych luster, zadaniem kt\u00f3rych jest r\u00f3wnomierne odchylenie k\u0105towe (pionowe i poziome) wi\u0105zki lasera i jej rozrzucenie po powierzchni obiekt\u00f3w,<\/li><li>teleskopu optycznego, skupiaj\u0105cego powracaj\u0105ce odbite promieniowanie,<\/li><li>oraz detektora, zamieniaj\u0105cego energi\u0119 \u015bwiat\u0142a na impuls zapisywany w module rejestracji (HDD, karta pami\u0119ci) i kontroli.<\/li><\/ul>\n\n\n\n<p>Pomiary wykonane przy u\u017cyciu skaningu laserowego w odr\u00f3\u017cnieniu od pomiar\u00f3w wykonanych instrumentami geodezyjnymi, nawet najbardziej zaawansowanymi, s\u0105 znacznie bardziej efektywne. Wi\u0105\u017ce si\u0119 to z cz\u0119stotliwo\u015bci\u0105 wysy\u0142ania \u015bwiat\u0142a lasera, kt\u00f3re mog\u0105 mie\u015bci\u0107 si\u0119 w przedziale od 1 kHz (rejestracja 1000pkt.\/s do nawet 1MHz (ok. 1 mln pkt.\/s).<\/p>\n\n\n\n<p>Pomiary wykonywane metod\u0105 skaningu laserowego s\u0105 dok\u0142adniejsze od tych wykonywanych instrumentami geodezyjnymi. Wystarczy zaznaczy\u0107, \u017ce pomiary odleg\u0142o\u015bci wykonywane metod\u0105 skaningu laserowego osi\u0105gaj\u0105 dok\u0142adno\u015b\u0107 1-3 mm, a maksymalny zasi\u0119g pomiaru si\u0119ga od oko\u0142o 20 metr\u00f3w w skanerach CW, do ponad 1300 metr\u00f3w w skanerach pulsacyjnych.<\/p>\n\n\n\n<p>Urz\u0105dzenia skanuj\u0105ce charakteryzuj\u0105 si\u0119 mo\u017cliwo\u015bci\u0105 rejestrowania nawet kilku tysi\u0119cy punkt\u00f3w na 1m2, co w por\u00f3wnaniu z ALS w ramach projektu ISOK rejestruje \u22654 pkt.\/m2&nbsp;dla Standardu I (z wyj\u0105tkiem obszar\u00f3w priorytetowych) i \u226512 pkt.\/m2&nbsp;dla Standardu II (obszary miejskie).<\/p>\n\n\n\n<p><strong>Rejestracja i pomiar obiekt\u00f3w za pomoc\u0105 urz\u0105dze\u0144 skanuj\u0105cych posiada zalety takie jak:<\/strong><\/p>\n\n\n\n<ul><li>jest ca\u0142kowicie niezale\u017cna od warunk\u00f3w o\u015bwietleniowych &#8211; jako urz\u0105dzenia aktywne, a nie pasywne, mog\u0105 pracowa\u0107 w ca\u0142kowitej ciemno\u015bci, a na obrazie nie wyst\u0119puj\u0105 cienie;<\/li><li>pomiary nie s\u0105 zale\u017cne od przejrzysto\u015bci &#8211; dok\u0142adno\u015b\u0107 pomiaru pozostaje nienaruszona, a zmniejszeniu ulega jedynie zasi\u0119g;<\/li><li>dane pomiarowe s\u0105 pozyskiwane automatycznie, co ma wp\u0142yw na zminimalizowanie ewentualnych b\u0142\u0119d\u00f3w, kt\u00f3re mo\u017ce spowodowa\u0107, tym samym zostaje wyeliminowany subiektywizm operatora;<\/li><li>mo\u017cliwo\u015b\u0107 pomiar\u00f3w obiektu z r\u00f3\u017cnych jego stron &#8211; w zespole maksymalnie 2-3 osobowym mo\u017cna dotrze\u0107 niemal w ka\u017cde miejsce;<\/li><li>natychmiastowe wykonanie rejestracji stanu obiektu lub zjawiska;<\/li><li>znaczna \u201ekompatybilno\u015b\u0107\u201d z technologi\u0105 ALS, co daje du\u017co wi\u0119ksze mo\u017cliwo\u015bci interpretacyjne; <\/li><li>mo\u017cliwo\u015b\u0107 integracji z technologi\u0105 ALS, kt\u00f3ra posiada istotne znaczenie w kontek\u015bcie w projektu ISOK (\u201eInformatyczny System Os\u0142ony Kraju przed nadzwyczajnymi zagro\u017ceniami\u201d), kt\u00f3ry obejmie nieco ponad 60% powierzchni kraju;<\/li><li>mo\u017cliwo\u015b\u0107 pozyskania praktycznie nieograniczonej ilo\u015bci danych bez koszt\u00f3w bezpo\u015brednich.<\/li><\/ul>\n\n\n\n<h2>Zastosowanie skaningu laserowego<\/h2>\n\n\n\n<p>Pomiary z zastosowaniem skaningu laserowego znalaz\u0142y bardzo szerokie zastosowanie. <strong>Na szczeg\u00f3ln\u0105 uwag\u0119 zas\u0142uguje wykorzystanie technologii skaningu laserowego w geodezji naziemnej, w szczeg\u00f3lno\u015bci do:<\/strong><\/p>\n\n\n\n<ul><li>kontroli produkt\u00f3w, np. prefabrykat\u00f3w;<\/li><li>inspekcji, budowy i przebudowy obiekt\u00f3w in\u017cynierskich, a w szczeg\u00f3lno\u015bci dr\u00f3g, linii kolejowych, wiadukt\u00f3w, most\u00f3w, estakad;<\/li><li>monitoringu rob\u00f3t budowlanych;<\/li><li>pomiaru rze\u017aby terenu i mas ziemnych, ha\u0142d wysypisk;<\/li><li><a href=\"https:\/\/geoportal360.pl\/blog\/inwentaryzacja-instalacji-przemyslowych\/\" target=\"_blank\" rel=\"noreferrer noopener\">inwentaryzacji obiekt\u00f3w przemys\u0142owych i infrastruktury technicznej<\/a>;<\/li><li>monitoringu obiekt\u00f3w podziemnych, np. chodnik\u00f3w kopalnianych, jaski\u0144 i innych wyrobisk podziemnych,<\/li><li><a rel=\"noreferrer noopener\" href=\"https:\/\/geoportal360.pl\/blog\/inwentaryzacja-obiektow-zabytkowych\/\" target=\"_blank\">inwentaryzacji zabytk\u00f3w<\/a>,<\/li><li>inwentaryzacji drzewostan\u00f3w w zakresie okre\u015blenia ich zasobno\u015bci i zdrowotno\u015bci,<\/li><li>inwentaryzacji upraw rolnych.<\/li><\/ul>\n\n\n\n<p><strong>W obecnych czasach nie mo\u017cna ju\u017c wyobrazi\u0107 sobie pomiaru rze\u017aby terenu bez zastosowania skanera laserowego <\/strong>(zob. <a rel=\"noreferrer noopener\" href=\"https:\/\/geoportal360.pl\/blog\/pomiar-objetosci-mas-ziemnych\/\" target=\"_blank\">Pomiar obj\u0119to\u015bci mas ziemnych<\/a>).<strong> <\/strong>Pomiary rze\u017aby teren\u00f3w g\u00f3rskich, czy chocia\u017cby wszelkiego rodzaju sk\u0142adowisk materia\u0142\u00f3w, ha\u0142d w\u0119gla \u017cwiru, soli itp., pozwalaj\u0105 na tworzenie numerycznego modelu terenu, kt\u00f3ry nast\u0119pnie jest wykorzystywany w projektowaniu wszelkiego rodzaju infrastruktury naziemnej czy chocia\u017cby do okre\u015blania ich obj\u0119to\u015bci.<\/p>\n\n\n\n<p><strong>Skaning laserowy posiada nieocenione znaczenie w inwentaryzacji obiekt\u00f3w zabytkowych.<\/strong> Prace ze skaningiem laserowym na obiektach zabytkowych pozwalaj\u0105 na dotarcie do najbardziej skomplikowanych architektonicznie miejsc obiektu, tworzenia modelu 3D danego obiektu, kt\u00f3ry umo\u017cliwia przeprowadzenie oceny zdrowotno\u015bci danego obiektu. Dok\u0142adno\u015b\u0107 i wierno\u015b\u0107 odtworzenia modelu 3D obiektu zabytkowego pozwala na realizacj\u0119 prac konserwatorskich.<\/p>\n\n\n\n<p>Technologia skaningu laserowego wykorzystywana w budowie obiekt\u00f3w podziemnych koncentruje si\u0119 w szczeg\u00f3lno\u015bci na sporz\u0105dzaniu przekroj\u00f3w dr\u0105\u017conych tuneli, obliczaniu mas ziemnych tych tuneli, przygotowaniu dokumentacji z przebiegu rob\u00f3t ziemnych i budowlanych.<\/p>\n\n\n\n<p>Bez w\u0105tpienia na dzie\u0144 dzisiejszy mo\u017cna wymieni\u0107 wiele dziedzin gospodarki gdzie prowadzenie prac geodezyjnych nie mo\u017ce si\u0119 ju\u017c odby\u0107 bez wykorzystania skaningu laserowego. Dzieje si\u0119 tak dlatego, \u017ce prace z wykorzystaniem skaningu laserowego pozwalaj\u0105 na bezkontaktowe pozyskanie w bardzo kr\u00f3tkim czasie wielu precyzyjnych danych pomiarowych umo\u017cliwiaj\u0105cych tworzenie modelu 3D badanego obiektu.<\/p>\n\n\n\n<p>Pomimo znacznego zastosowania skaningu laserowego tak naprawd\u0119 system ten nie zosta\u0142 jeszcze do ko\u0144ca odkryty i doceniony, jako obiecuj\u0105ca metoda pomiarowo-badawcza. Prace nad mo\u017cliwo\u015bciami wykorzystania skaningu laserowego trwaj\u0105.<\/p>\n\n\n\n<h2>Rodzaje skaningu laserowego<\/h2>\n\n\n\n<p>Skaning laserowy ze wzgl\u0119du na po\u0142o\u017cenie urz\u0105dzenia dokonuj\u0105cego pomiaru i utworzenie przestrzennej chmury punkt\u00f3w, dzieli si\u0119 na skaning laserowy naziemny, lotniczy mobilny oraz satelitarny.<\/p>\n\n\n\n<ul><li><strong>skaner naziemny <\/strong>(ang. Terrestrial Laser Scanner, TLS) &#8211; umieszczony na statywie geodezyjnym, s\u0142u\u017cy do bardzo dok\u0142adnych pomiar\u00f3w na niewielkich obszarowo obiektach, na przyk\u0142ad pojedynczych osuwiskach (Cebulski, 2015);<\/li><li><strong>skaner mobilny<\/strong> (ang. Mobile Laser Scanner, MLS) &#8211; urz\u0105dzenie przenoszone r\u0119cznie przez pomiarowego lub z u\u017cyciem pojazdu w trakcie skanowania, s\u0142u\u017cy do tworzenia tr\u00f3jwymiarowych modeli przestrzennych wzd\u0142u\u017c trasy przemieszczania si\u0119 u\u017cytkownika;<\/li><li><strong>skaner lotniczy<\/strong> (ang. Airborne Laser Scanner, ALS) &#8211; umieszczony na pok\u0142adzie samolotu, \u015bmig\u0142owca lub urz\u0105dzenia bezza\u0142ogowego (tzw. drona); w ten spos\u00f3b powsta\u0142a chmura punkt\u00f3w ALS obejmuj\u0105ca powierzchnie wi\u0119kszo\u015bci Polski w ramach projektu ISOK (http:\/\/www.isok.gov.pl\/);<\/li><li><strong>skaner satelitarny<\/strong> (ang. Satellite Laser Scanner, SLS) &#8211; umieszczony na pok\u0142adzie satelity oko\u0142oziemskiego, dokonuje pomiaru z mniejsz\u0105 dok\u0142adno\u015bci\u0105, za to bardzo du\u017cych powierzchni w skali ca\u0142ej planety, przyk\u0142adem jest misja i satelita NASA ICESat, s\u0142u\u017c\u0105ce mi\u0119dzy innymi do monitorowania powierzchni obszar\u00f3w zlodowaconych na Ziemi (http: \/\/www.icesat.gsfc.nasa.gov\/), (Polskie Towarzystwo Informacji Przestrzennej, Roczniki Geomatyki, 2016 r.).<\/li><\/ul>\n\n\n\n<h2>Jak dzia\u0142a skaner laserowy?<\/h2>\n\n\n\n<p><strong>Dzia\u0142anie naziemnego skanera laserowego polega na pomiarze odleg\u0142o\u015bci oraz k\u0105ta pomi\u0119dzy urz\u0105dzeniem a badanym obiektem (celem), kt\u00f3re pozwalaj\u0105 na wyznaczenie wsp\u00f3\u0142rz\u0119dnych X, Y, Z, tworz\u0105cych tzw. chmur\u0119 punkt\u00f3w.<\/strong><\/p>\n\n\n\n<p>Pomiar odleg\u0142o\u015bci celu od urz\u0105dzenia odbywa si\u0119 poprzez wysy\u0142anie przez urz\u0105dzenie (skaner) w kierunku obiektu wi\u0105zki \u015bwietlnej (w zakresie bliskiej podczerwieni) o okre\u015blonej d\u0142ugo\u015bci fali, odbiciu si\u0119 od obiektu i powrotu do urz\u0105dzenia rejestruj\u0105cego.<\/p>\n\n\n\n<p>Ka\u017cde odbicie si\u0119 \u015bwiat\u0142a od obiektu jest rejestrowane, a punktowi odbicia przypisane s\u0105 wsp\u00f3\u0142rz\u0119dne X, Y, Z (3D), kt\u00f3re tworz\u0105 tzw. chmur\u0119 punkt\u00f3w reprezentuj\u0105c\u0105 np. powierzchni\u0119 badanego obiektu (np. pie\u0144 drzewa). <\/p>\n\n\n\n<p>W fazie pracy urz\u0105dzenia w terenie wsp\u00f3\u0142rz\u0119dne X, Y, Z s\u0105 przypisane do danego punktu odbicia w uk\u0142adzie lokalnym skanera, a nast\u0119pnie w uk\u0142adzie docelowym wsp\u00f3\u0142rz\u0119dnych geodezyjnych prostok\u0105tnych p\u0142askich. Urz\u0105dzenia wyposa\u017cone w sensor optyczny, zazwyczaj w postaci wbudowanego lub zewn\u0119trznego aparatu fotograficznego, rejestruj\u0105 tak\u017ce sk\u0142adowe RGB &#8211; modelu przestrzennego barw [(R&nbsp;&#8211;&nbsp;red&nbsp;(czerwonej), &nbsp;G&nbsp;&#8211;&nbsp;green&nbsp;(zielonej) i&nbsp;B&nbsp;&#8211;&nbsp;blue&nbsp;(niebieskiej)] ka\u017cdego punktu, kt\u00f3re wykorzystywane s\u0105 m.in. do tworzenia <a href=\"https:\/\/geoportal360.pl\/blog\/mapa-potencjalu-solarnego-do-czego-sluzy\/\" target=\"_blank\" rel=\"noreferrer noopener\">map potencja\u0142u solarnego miast<\/a>.<\/p>\n\n\n\n<p>\u0179r\u00f3d\u0142a:<\/p>\n\n\n\n<ol><li>Mateusz Bielecki, Zastosowanie skaningu laserowego w geodezji i kartografii, Nowa Sarzyna 2013 r.<\/li><li>Polskie Towarzystwo Informacji Przestrzennej, Roczniki Geomatyki, 2016 r.<\/li><\/ol>\n\n\n\n<p>Zdj\u0119cie: Pexels.com<\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"<p>Skaning laserowy to najnowsze osi\u0105gni\u0119cie w zakresie technik pozyskiwania informacji geoprzestrzennych. Historia skaningu laserowy si\u0119ga lat dziewi\u0119\u0107dziesi\u0105tych ubieg\u0142ego wieku.<\/p>\n","protected":false},"author":1,"featured_media":1228,"comment_status":"closed","ping_status":"closed","sticky":false,"template":"","format":"standard","meta":[],"categories":[4],"tags":[12],"_links":{"self":[{"href":"https:\/\/geoportal360.pl\/blog\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/1227"}],"collection":[{"href":"https:\/\/geoportal360.pl\/blog\/wp-json\/wp\/v2\/posts"}],"about":[{"href":"https:\/\/geoportal360.pl\/blog\/wp-json\/wp\/v2\/types\/post"}],"author":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/geoportal360.pl\/blog\/wp-json\/wp\/v2\/users\/1"}],"replies":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/geoportal360.pl\/blog\/wp-json\/wp\/v2\/comments?post=1227"}],"version-history":[{"count":3,"href":"https:\/\/geoportal360.pl\/blog\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/1227\/revisions"}],"predecessor-version":[{"id":1258,"href":"https:\/\/geoportal360.pl\/blog\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/1227\/revisions\/1258"}],"wp:featuredmedia":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/geoportal360.pl\/blog\/wp-json\/wp\/v2\/media\/1228"}],"wp:attachment":[{"href":"https:\/\/geoportal360.pl\/blog\/wp-json\/wp\/v2\/media?parent=1227"}],"wp:term":[{"taxonomy":"category","embeddable":true,"href":"https:\/\/geoportal360.pl\/blog\/wp-json\/wp\/v2\/categories?post=1227"},{"taxonomy":"post_tag","embeddable":true,"href":"https:\/\/geoportal360.pl\/blog\/wp-json\/wp\/v2\/tags?post=1227"}],"curies":[{"name":"wp","href":"https:\/\/api.w.org\/{rel}","templated":true}]}}