Использование SLAM-сканирования в задачах трехмерной документации и анализа объектов природного и культурного наследия

DOI: 10.35595/2414-9179-2025-3-31-595-610

Посмотреть или загрузить статью (Rus)

Об авторах

Т.В. Сукманова

Балтийский федеральный университет имени И. Канта, Высшая школа живых систем,
ул. Университетская, д. 2, Калининград, Россия, 236041,
E-mail: tanja.sukmanova@yandex.ru

Н.С. Белов

Балтийский федеральный университет имени И. Канта, Высшая школа живых систем,
ул. Университетская, д. 2, Калининград, Россия, 236041,
E-mail: belovns@gmail.com

Аннотация

В статье рассматриваются возможности применения технологии SLAM-сканирования (Simultaneous Localization and Mapping) для охраны и мониторинга природного и культурного наследия. Исследование основано на использовании мобильного 3D-лидарного сканера LiGrip H300, который обеспечивает высокоточное создание пространственных моделей объектов с точностью до ±1 см и скоростью сбора данных до 640 000 точек в сек. Полевые исследования проведены на двух ключевых объектах: экологической тропе «Королевский бор» в национальном парке «Куршская коса» (Калининградская обл.) и мемориальном комплексе «Командный пункт 43-й армии» в пос. Холмогоровка. Авторами выявлены существенные преимущества SLAM-технологий перед традиционными методами съемки, такими как тахеометрическая съемка. Применение SLAM позволило значительно сократить временные затраты — среднее время обработки одного объекта составило 1,5 ч против нескольких дней при традиционных методах. Повышение детализации получаемых данных также является значительным преимуществом данной технологии. На основе собранных данных разработаны цифровые модели рельефа и местности с абсолютной точностью 3–5 см, а также ортофотопланы с разрешением 20 мм/пикс. Особое внимание уделено вопросам интеграции облаков точек в геоинформационные системы (ГИС). Выявлены ограничения стандартных ГИС-инструментов при работе с высокоплотными пространственными данными, что потребовало адаптации существующих программных решений. Предложены пути совершенствования программного обеспечения для эффективной обработки больших массивов лазерных данных непосредственно в ГИС-среде. Результаты исследования демонстрируют перспективность применения SLAM-технологий не только для мониторинга динамических процессов в природных комплексах, но и для планирования реставрационных работ на объектах культурно-исторического наследия региона. Использование SLAM позволяет повысить оперативность и точность сбора данных, что особенно важно для территорий с ограниченным доступом или сложными условиями съемки.

Ключ. слова

SLAM-сканирование, природное наследие, культурное наследие, Калининградская область, охрана наследия

Список литературы

  1. Бадюкова Е.Н., Жиндарев Л.А., Лукьянова С.А., Соловьева Г.Д., Щербина В.В. Особенности современной динамики лагунных берегов Куршской косы, юго-восток Балтики. Литодинамика донной контактной зоны океана. М.: ГЕОС, 2009. С. 124–130.
  2. Воробьева Ю.С. «…Одно время на стоянке за музеем находилось семнадцать туристических автобусов…» Интервью со старейшим сотрудником Калининградского областного историко-художественного музея Натальей Ивановной Быковой. Время музея, 2021. Сб. статей. Вып. 4. С. 195–211.
  3. Губарева И.Ю. Редкие и охраняемые виды флоры национального парка «Куршская коса». Калининград: Издательство Балтийского федерального университета имени И. Канта, 2017. 106 с.
  4. Калашникова Е.В. Интерпретация культурного и природного наследия через проведение просветительских программ на адаптированной экотропе «Королевский бор» национального парка «Куршская коса». Устойчивое развитие особо охраняемых природных территорий. Материалы VIII Всероссийской научно-практической конференции, 2021. Т. 8. С. 149–153.
  5. Barba S., Ferreyra C., Cotella V.A., Di Filippo A., Amalfitano S. A SLAM Integrated Approach for Digital Heritage Documentation. International Conference on Human-Computer Interaction. Cham: Springer, 2021. P. 27–39. DOI: 10.1007/978-3-030-77411-0_3.
  6. Paris L., Rossi M.L. Quantità e Qualità Nell’utilizzo Della Tecnologia SLAM per il Rilievo Dell’architettura. Diségno-Open Access, 2024. P. 1857–1876. DOI: 10.3280/oa-1180-c563.
  7. Sano H., Miura N., Inamori M., Unno Y., Guo W., Isobe S., Iwata H. Quantitative Genetic Aspects of Accuracy of Tree Biomass Measurement Using LiDAR. Remote Sensing, 2024. V. 16. No. 24. DOI: 10.3390/rs16244790.

Для цитирования: Сукманова Т.В., Белов Н.С. Использование SLAM-сканирования в задачах трехмерной документации и анализа объектов природного и культурного наследия. ИнтерКарто. ИнтерГИС. M.: Географический факультет МГУ, 2025. Т. 31. Ч. 3. С. 595–610. DOI: 10.35595/2414-9179-2025-3-31-595-610

For citation: Sukmanova T.V., Belov N.S. Use of SLAM-scanning in the tasks of three-dimensional documentation and analysis of natural and cultural heritage objects. InterCarto. InterGIS. Moscow: MSU, Faculty of Geography, 2025. V. 31. Part 3. P. 595–610. DOI: 10.35595/2414-9179-2025-3-31-595-610 (in Russian)