Наземный лазерный сканер (НЛС) - это съемочная система, измеряющая с высокой скоростью (от нескольких тысяч до миллиона точек в секунду) расстояния от сканера до точек объекта и регистрирующая соответствующие направления (вертикальные и горизонтальные углы) с последующим формирование трехмерного изображения (скана) в виде облака точек.
Система наземного лазерного сканирования состоит из НЛС и полевого персонального компьютера со специализированным программным обеспечением.
НЛС состоит из лазерного дальномера, адаптированного для работы с высокой частотой, и блока развертки лазерного луча.
В процессе сканирования фиксируется направление распространения лазерного луча и расстояние до точек объекта.
Результатом работы НЛС является растровое изображение - скан, значения пикселей которого представляют собой элементы вектора со следующими компонентами: измеренным расстоянием, интенсивностью отраженного сигнала и RGB-составляющей, характеризующей реальный цвет точки.
Для большинства моделей НЛС характеристики реального цвета для каждой точки получается с помощью неметрической цифровой камеры.
Другой формой представления результатов наземного лазерного сканирования является массив точек лазерных отражений от объектов, находящихся в поле зрения сканера, с 5ю характеристиками, а именно пространственными координатами (x,y,z), интенсивностью и реальным цветом.
В основу работы лазерных дальномеров, используемых в НЛС, положены импульсный и фазовый безотражательные методы измерения расстояний, а также метод прямой угловой развертки (триангуляционный метод).
Импульсный метод измерения расстояний основан на измерении времени прохождения сигнала от приемо-передающего устройства до объекта и обратно. Фазовый метод измерения расстояний основан на определении разности фаз посылаемых и принимаемых модулированных сигналов.
НЛС обладает многими преимуществами по отношению к др. способам получения пространственной информации:
- высокая степень автоматизации,
- возможность определения пространственных координат точек объекта в полевых условиях;
- 3-мерная визуализация в режиме реального времени, позволяющая на этапе производства полевых работ определить «мертвые» зоны;
- неразрушающий метод получения информации;
- отсутствие необходимости обеспечения сканирования точек объекта с 2х центров проектирования (стояния), в отличие от фотограмметрического способа;
- высокая точность измерений;
- принцип дистанционного получения информации обеспечивает безопасность исполнителя при съемке труднодоступных и опасных районов;
- высокая производительность НЛС сокращает время полевых работ при создании цифровых моделей объектов, что делает данную технологию более экономически выгодной по сравнению с другими;
- работы можно выполнять при любых условиях освещения, то есть днем и ночью, так как сканеры являются активными съемочными системами;
- высокая степень детализации;
- многоцелевое использование результатов лазерного сканирования.
В настоящее время разработкой приборов для 3х-мерного лазерного сканирования занимается известные компании: Leica Geosystems (Швейцария), Trimble (США), Zoller+Frohlich (Германия), Faro Technologies (США), Riegl (Австрия) и др.
