Лазерное сканирование: что это и когда оно выгоднее обычной съёмки

Лазерный сканер — это прибор на штативе, который вращается и измеряет расстояния до всего вокруг: стен, потолков, деревьев, труб, куч грунта. За одну станцию он снимает миллионы точек, и вместе они складываются в облако точек — точную трёхмерную копию объекта. По этому облаку считают объёмы, чертят фасады и планы, строят 3D- и BIM-модели.

Чем сканер отличается от тахеометра

Тахеометр измеряет по одной точке: геодезист сам выбирает, что снять, — угол дома, люк, бровку. Получается несколько сотен точек, и между ними всё «додумывается» линиями. Как работает тахеометр и чем он отличается от спутникового приёмника, мы рассказали в статье «GNSS или тахеометр».

Сканер снимает всё подряд с шагом в несколько миллиметров. Современные сканеры измеряют сотни тысяч, а то и миллион-два точек в секунду. Геодезист ничего не выбирает на месте: выбор делается потом, в программе, и на объект можно «вернуться» в любой момент, не выезжая.

Тахеометр отвечает на заранее заданный вопрос. Облако точек позволяет задавать вопросы и после выезда.

Что такое облако точек

Это набор миллионов точек, у каждой из которых есть координаты X, Y, высота и обычно цвет — его даёт встроенная в сканер камера. На экране облако выглядит как объёмная фотография, которую можно вращать, мерить и разрезать в любом месте.

Одной станции почти никогда не хватает: сканер не видит того, что за углом или за колонной. Поэтому объект снимают с нескольких точек, а потом сшивают сканы в одно облако — это называют регистрацией. Чтобы облако легло в нужную систему координат, к нему привязывают марки, снятые тахеометром или ГНСС-приёмником.

Как сканер помогает считать объёмы

Склады сыпучих материалов, отвалы грунта, щебень, уголь, котлованы и карьеры. Сканер снимает кучу целиком, со всеми буграми и впадинами, и программа считает объём до кубометра. Это быстрее и точнее, чем обходить отвал с вешкой, и безопаснее — не нужно лезть на склон.

Для небольшого участка хватает съёмки по сетке — об этом в статье «Сколько грунта завезти на участок». А сканер выигрывает там, где объёмы большие и форма сложная, или где съёмку нужно повторять регулярно — например, для инвентаризации склада раз в месяц.

Обмеры зданий и архитектура: зачем тут сканер

Обмерные чертежи — планы этажей, разрезы, фасады — нужны для реконструкции, перепланировки, реставрации и проектирования надстроек. Рулеткой и дальномером их делают днями и всё равно что-то упускают. Сканер снимает здание целиком, включая лепнину, сводчатые потолки и кривые старые стены, а по облаку чертят ровно то, что нужно.

Для памятников архитектуры облако точек — ещё и цифровой архив: точная копия на дату съёмки, по которой видно, что менялось со временем.

Что такое 3D-модель и BIM по облаку точек

BIM — это информационная модель здания: не просто трёхмерная картинка, а модель, где у каждой стены, трубы и окна есть размеры, материал и другие свойства. Её используют проектировщики, строители и службы эксплуатации.

Для существующего здания BIM-модель строят по облаку точек — это называют Scan-to-BIM. Особенно ценно для сложных инженерных систем: технических этажей, котельных, цехов с трубопроводами, где по старым чертежам ничего не найти.

Как сканер помогает контролировать стройку

Облако построенного каркаса или фундамента накладывают на проектную модель, и программа раскрашивает отклонения цветом: здесь стена завалена на 3 см, тут перекрытие ниже проекта. Такая карта отклонений быстро показывает проблему целиком, а не по десятку контрольных точек. Это удобно в рамках геодезического сопровождения строительства.

Что получает заказчик

• Облако точек в стандартных форматах — его открывают в программах для проектирования.
• Обмерные чертежи: планы, разрезы, фасады, развёртки стен.
• Ортофото фасадов — «плоские» точные снимки, по которым можно мерить.
• 3D-модель или BIM-модель объекта.
• Отчёт с объёмами или картой отклонений от проекта.

Когда сканер не нужен

Для топосъёмки обычного участка, выноса границ или разбивки фундамента сканер избыточен: тахеометр или ГНСС-приёмник сделают это быстрее и дешевле. Сканирование окупается там, где объект сложный, большой или его нужно описать полностью, а не по отдельным точкам.

Есть и ограничения: стекло, вода и глянцевые чёрные поверхности отражают луч плохо, а за препятствиями остаются «тени». Поэтому станции планируют заранее, а иногда сканирование дополняют тахеометром.

Простое правило: если нужно несколько десятков точек — это тахеометр. Если нужна вся геометрия объекта — это сканер.

Как проходит работа

1. Обсуждаем задачу и результат: объём, чертежи, модель или карта отклонений. От этого зависят плотность съёмки и число станций.
2. Выезд: расставляем марки, снимаем со станций, привязываем облако к системе координат.
3. Обработка в офисе: сшивка сканов, очистка от лишнего — людей, машин, случайных предметов.
4. Результат: облако точек и то, что из него нужно сделать.

Подробнее о том, что входит в работу, — на странице услуги «Лазерное сканирование». Цена зависит от площади, сложности и того, что нужно получить на выходе, — назовём её после короткого описания задачи.

Частые вопросы