Совместное использование технологий БПЛА и наземного лазерного сканирования для создания объектно-ориентированных виртуальных моделей

http://doi.org/10.35595/2414-9179-2019-1-25-398-413

Посмотреть или загрузить статью (Rus)

Об авторах

Рыльский И.А.

Московский государственный университет, Географический факультет,
Ленинские горы, 1, 119234, Москва, Россия,
E-mail: rilskiy@mail.ru

Парамонов Д.А.

Московский государственный университет, Географический факультет,
Ленинские горы, 1, 119234, Москва, Россия,

Малеванная М.С.

Московский государственный университет, Географический факультет,
Ленинские горы, 1, 119234, Москва, Россия,

Аннотация

Технологии виртуального моделирования значительно развились в последние годы, несмотря на трудности и различия в подходах. В настоящее время существуют различные новые технологии, которые предлагают большую гибкость и возможность обработки и использования огромных объёмов пространственных данных — изображений с БПЛА, спутниковых изображений, данных лазерного сканирования, ГНСС — измерений, ГИС-слоёв и так далее. В последнее время большую популярность получили упрощённые виртуальные модели с представлением территории в виде высокополигональной поверхности, не разделённой на отдельные объекты, что крайне неудобно, неэффективно и является тупиковым подходом при моделировании крупных территорий. В данной работе использован подход к созданию виртуальных моделей на базе данных аэрофотосъёмки с БПЛА, лазерного сканирования местности и спутниковых измерений. Здания и сооружения рассматриваются как отдельные объекты, связанные с базой данных и гиперссылками. Все искусственные объекты (здания, сооружения) представляют собой файлы OBJ (низкополигональная геометрия, построенная полуавтоматически, MESH не допускается) и текстурируются с использованием надирных и наклонных изображений. Данные наземного лазерного сканирования (облако точек с географической привязкой) используются в качестве источника наземных контрольных точек для данных БПЛА, для моделирования очень сложных объектов и для составления карт сложного городского ландшафта, в котором может быть много столбов, проводов и металлических конструкций. Вся информация географически привязана с высокой точностью, равной 1:200–1:500. Эти подходы позволяют устранить недостатки различных методов отображения, получая лучшие результаты при меньших усилиях.

Ключ. слова

объектно-ориентированная виртуальная модель, наземное лазерное сканирование, лидар, аэрофотосъёмка, наклонные изображения, БПЛА, ГИС, 3D объекты, картография, устойчивое развитие.

Список литературы

  1. Капралов Е.Г., Кошкарёв А.В., Тикунов В.С. Основы геоинформатики. Учебное пособие для студентов вузов в 2-х книгах. М.: Академия, 2004. 480 с.
  2. Малеванная М.С., Рыльский И.А. Наземные лазерные методы — новые подходы к информационному обеспечению географических исследований. Геодезия и картография, 2014. Т. 5. № 4. С. 23–34.
  3. Тикунов В.С., Рыльский И.А. Перспективы использования комплексов воздушного лазерного сканирования для картографирования лесов. Известия Иркутского государственного университета. Серия Науки о земле, 2016. Т. 15. № 2073–3402. С. 104–113.
  4. Allen P.K., Stamos I., Troccoli A., Smith B., Leordeanu M., Hsu Y.C. 3D modeling of historic sites using range and image data. Proceedings of the 2003 IEEE International Conference on Robotics and Automation, 14–19 Sept. 2003, Taipei, Taiwan. IEEE, 2003. V. 1. P. 145–150. DOI: 10.1109/robot.2003.1241587.
  5. Chen Q. Airborne lidar data processing and information extraction. Photogrammetric Engineering & Remote Sensing, 2007. V. 73. No 2. P. 109–112.
  6. Haala N., Brenner C., Anders K.-H. 3D urban GIS from laser altimeter and 2D map data. International Archives of Photogrammetry and Remote Sensing, 1998. V. 32. Part 3 (1). Р. 339–346.
  7. Lohr U. Digital elevation models by laserscanning: Principle and applications. Third International Airborne Remote Sensing Conference and Exhibition, Copenhagen, Denmark, 1997. V. I. P. 174–180.
  8. Schwalbe E., Maas H., Seidel F. 3D building model generation from airborne laser scanner data using 2D GIS data and orthogonal point cloud projections. Proceedings of the International Society for Photogrammetry and Remote Sensing. Workshop Laser scanning, Enschede, The Netherlands, 2005. WG III/3, III/4. V. 3. P. 12–14.
  9. Vosselman G., Dijkman S. 3D building model reconstruction from point clouds and ground plans. International archives of photogrammetry, remote sensing and spatial information sciences. Canada: Natural resources, 2001. V. 34. № 3/W4. P. 37–44.
  10. Vosselman G., Suveg I. Map based building reconstruction from laser data and References 109 images. Proceedings of Automatic Extraction of Man-Made Objects from Aerial and Space Images. V. III. Centro Stefano Franscini, Monte Verit, Ascona: A.A. Balkema Publishers, 2001. P. 231–239.
  11. Zhang C., Chen T. Efficient feature extraction for 2D/3D objects in mesh representation. Proceedings of the 2001 International Conference on Image Processing (ICIP). Thessaloniki, Greece, 2001. V. 3. P. 935–938.

Для цитирования: Рыльский И.А., Парамонов Д.А., Малеванная М.С. Совместное использование технологий БПЛА и наземного лазерного сканирования для создания объектно-ориентированных виртуальных моделей ИнтерКарто. ИнтерГИС. Геоинформационное обеспечение устойчивого развития территорий: Материалы Междунар. конф. M: Издательство Московского университета, 2019. Т. 25. Ч. 1. С. 398–413. DOI: 10.35595/2414-9179-2019-1-25-398-413

For citation: Rylskiy I.A., Paramonov D.A., Malevannaya M.S. Joint use of UAV technologies and terrestrial laser scanning for creation of object-oriented virtual models InterCarto. InterGIS. GI support of sustainable development of territories: Proceedings of the International conference. Moscow: Moscow University Press, 2019. V. 25. Part 1. P. 398–413. DOI: 10.35595/2414-9179-2019-1-25-398-413 (In Russian)