Знакомьтесь – новая программа CREDO 3D СКАН ...

Знакомьтесь – новая программа CREDO 3D СКАН

 Иван Кукареко,
руководитель топогеодезического направления,
Компания «КРЕДО-ДИАЛОГ»,

Дмитрий Грохольский,
инженер-аналитик геодезического направления,
Компания «КРЕДО-ДИАЛОГ»

С появлением нового оборудования, повышением его производительности и снижением стоимости расширяются сферы применения технологии лазерного сканирования. Системы мобильного лазерного сканирования, а также воздушные лазерные сканеры позволяют в кратчайшее время собирать огромные массивы информации о местности – облака точек. Вместе с тем, эта информация редко используется непосредственно для решения инженерных задач, так как ее преобразование в цифровую модель местности инженерного назначения является трудоемкой рутинной задачей. Автоматизация этих задач позволит существенно сократить временные затраты на обработку данных лазерного сканирования.

Этой весной компания «КРЕДО-ДИАЛОГ» выпустит в промышленную эксплуатацию новый программный продукт геодезической линейки CREDO – программу CREDO 3D СКАН для обработки данных лазерного сканирования. Программа будет представлена 19 февраля в Москве на мастер-классе, в рамках VII Международной научно-практической конференции «Геодезия. Маркшейдерия. Аэросъемка. На рубеже веков».

Задачи, решаемые в CREDO 3D СКАН

  • Загрузка облаков точек в различных форматах.
  • Отображение облаков точек в 3D и в плане.
  • Загрузка и отображение фотографий с привязкой KML совместно с облаком точек.
  • Фильтрация шума в облаке точек.
  • Создание и распознавание точечных и линейных тематических объектов в 3D и в плане.
  • Выделение рельефа и областей с заданными параметрами уклона.
  • Адаптивное прореживание облака точек и построение цифровой модели рельефа.
  • Инструменты по созданию, редактированию топографических объектов с возможностью выпуска готовых топографических планов небольших объектов.
  • Экспорт данных в удобных форматах для последующего создания инженерной ЦММ.

 Подготовка исходных данных

Работа инженера начинается со сбора исходных данных. Данные по облаку точек могут быть получены в различных форматах: текстовом (TХT), формате LAS. Кроме того, специалисты могут подгружать геопозиционированные фотографии с привязкой KML на область, покрытую облаком. Другими словами, инженер сможет перемещаться по облаку точек в 3D-окне и в соседнем окне просматривать фотографии выбранной области.

В программе CREDO 3D СКАН поддерживается работа с растровыми файлами карт, планов, аэрофотоснимков во всех форматах (CRF, BMP, TIFF, JPEG, PNG, TMD и т.д.), а также с веб-картами Google Maps, Bing и космическими снимками с ресурса «Экспресс Космоснимки» (рис. 1).

Рис. 1. Работа с облаком точек, веб-картами, фотоматериалами в системе CREDO 3D СКАН

Настройка проекта. Работа с облаком точек в 3D-окне. Фильтрация облака точек

Перед импортом данных в программу CREDO 3D СКАН можно задать в режиме одного окна все настройки проекта. Доступна настройка параметров классификатора, выбор системы координат, выбор варианта отображения объектов в окне плана и единиц измерения. Также инженер может поработать с эллипсоидами, датумами, системами координат, системами полевого кодирования, т.е. изменять уже существующие, создавать новые, импортировать или экспортировать параметры в формате XML. Система координат необходима для работы с веб-картами и геопозиционированными фотографиями.

После импорта облако точек открывается в окне плана в 2D-виде, где на плоскости инженер оценивает пришедшие данные. Для полноты восприятия и удобства можно перейти в окно 3D-вида и продолжить работу (рис. 2). Перемещение в 3D-окне выполняется интерактивно по всем направлениям с помощью нажатия колесика мышки, правой или левой клавиши мыши.

Рис. 2.  Работа с облаком точек в 3D-окне

Прежде чем переходить к созданию тематических объектов и распознаванию точечных и линейных объектов по имеющимся данным, инженер может осуществить фильтрацию загруженного облака точек. Фильтрация работает по плотности точек в облаке, удаляя точки, которые являются шумом (пыль, движущиеся объекты и т.д.).

При необходимости можно удалить части облака или наоборот объединить несколько облаков в одно.

Создание и распознавание точечных и линейных тематических объектов в 3D и в плане с использованием загруженных фотографий с привязкой KML по облаку точек

Создавать тематические объекты специалист будет вручную в окне 3D-вида.  После назначения объекта открывается классификатор топографических объектов, в нем выбирается нужный объект, после чего он отображается и в окне 3D-вида, и в окне плана (на плоскости). Для удобства работы можно пользоваться параллельно открытым окном с фотографиями, т.е. загрузить фотографии с привязкой на область, покрытую облаком точек. Окно 3D-вида синхронизировано с окном фотографий, что позволяет специалисту быстро распознать сложные объекты и создать по ним тематические объекты  (рис. 3).

Рис. 3. Окно 3D-вида и окно фотографий

Важным этапом работы с объектом является распознавание объектов ситуации. Распознать объекты можно в полуавтоматическом режиме. Если распознается точечный тематический объект, например столб или дорожный знак, то нужно указать точку на объекте. После этого откроется классификатор. Далее выбираем нужный ТО, после чего у созданного объекта отобразится отметка земли. При распознавании линейного тематического объекта (ЛТО), например, провода ЛЭП, бортового камня, подпорных стенок, ограждения, перил мостов, стен зданий и т.д., инженер работает также в полуавтоматическом режиме. Необходимо указать точку на объекте, а затем программа самостоятельно (автоматически) распознает ЛТО и создаст его по всей длине.

Распознавание объектов возможно как в 3D-окне, так и в плане. Для работы в плане можно разрезать облако на слои, параллельные рельефу. В таких слоях четко распознаются стены домов, ограждения и т.д.

Выделение рельефа и областей с заданными параметрами уклона. Преобразование облака точек в модельные точки и построение ЦМР по модельным точкам и по облаку

Программа позволяет в полуавтоматическом режиме создавать цифровую модель рельефа. Для ее создания инженеру необходимо выполнить несколько действий:

  • Выполнить выделение рельефа, указав параметры, подходящие для данного типа местности. В результате будет создано облако, содержащее точки, которые относятся только к рельефу местности.
  • Выполнить прореживание облака в зависимости от требований к цифровой модели рельефа (максимальное расстояние между точками на плоских участках, минимальный отображаемый размер микроформ рельефа). В результате будет создано облако, содержащее число точек, сопоставимое с числом пикетов при инструментальной съемке.
  • Выполнить преобразование прореженного облака в модельные точки.
  • По точкам модели построить поверхность, при необходимости, настроить параметры (шаг горизонталей, подписи и т.п.).

Если на объекте присутствуют ярко выраженные откосы, то их также можно выделить в отельное облако точек. Перед выделением доступно назначение параметров среднего и максимального отклонения, минимальной области аппроксимации, минимального и максимального угла.

Создание чертежей, экспорт данных

Неотъемлемой частью работы с объектом является подготовка чертежа. Он может потребоваться, как в виде отчетного документа, так и для других задач. Инженер может выбрать область чертежа произвольным контуром или листом чертежа. После этого выпустить его на печать или сохранить в нужном формате.

Все обработанные данные можно экспортировать текстовым фалом, файлом с расширением LAS, в формат программы CREDO_DAT (GDS), а также в формат MIF/MID или DXF.

Результаты

Результат работы специалиста в программе CREDO 3D СКАН – это качественно обработанные данные лазерного сканирования, которые полностью готовы для дальнейшей работы специалиста по созданию инженерной ЦММ.

Преимущества

Программный продукт CREDO 3D СКАН, входящий в состав технологической линейки геодезического направления комплекса CREDO, позволяет полностью автоматизировать процесс обработки данных лазерного сканирования.

Обработка в единой информационной среде данных изысканий из различных источников, включая лазерное сканирование, топографическую съемку, а также использование растровых материалов, обеспечивает максимальную производительность и качество конечной ЦММ, в рамках комплексной технологии.