RU2562368C1 - Способ трёхмерного (3d) картографирования - Google Patents
Способ трёхмерного (3d) картографирования Download PDFInfo
- Publication number
- RU2562368C1 RU2562368C1 RU2014139755/08A RU2014139755A RU2562368C1 RU 2562368 C1 RU2562368 C1 RU 2562368C1 RU 2014139755/08 A RU2014139755/08 A RU 2014139755/08A RU 2014139755 A RU2014139755 A RU 2014139755A RU 2562368 C1 RU2562368 C1 RU 2562368C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- objects
- model
- mapping
- point
- dimensional
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Processing Or Creating Images (AREA)
- Optical Radar Systems And Details Thereof (AREA)
Abstract
Изобретение относится к области обработки и отображения пространственной информации для построения топографических карт. Технический результат - обеспечение отображения пространственной информации посредством определения точных значений геометрических параметров отображения объектов. Способ трехмерного картографирования, при котором выполняют сканирование заданного участка местности с привязкой к внешней системе координат, определяют пространственные координаты X, Y, Z точек отраженного лазерного луча от объектов заданного участка местности, формируют облако точек всех объектов заданного участка местности, передают результаты сканирования в ПЭВМ, регистрируют в ней сканы, получают фактическую цифровую точечную и векторную трехмерную модель заданного участка местности, на этой модели выбирают объект картографирования, определяют его границы, виртуально оптимизируют маршрут путем моделирования траектории движения внутри модели с помощью 3D навигации, выполняют предварительный анализ картографируемого участка, определяют параметры фильтрации для удаления из облака точек лазерных отражений не подлежащих картографированию объектов, проводят фильтрацию в автоматическом режиме. 2 ил.
Description
Настоящий способ относится к области обработки и отображения пространственной информации, компьютерным средствам преобразования и визуализации трехмерных моделей, визуального восприятия получаемого изображения и может быть использован для построения топографических карт на основе трехмерных цифровых моделей местности.
Известен способ картографирования, который заключается в создании топографических карт и планов по данным лазерного сканирования [В.А. Середович. Наземное лазерное сканирование, Новосибирск, СГГА, 2009 г.], взятый в качестве прототипа.
Сущность данного способа состоит в том, что на контролируемом участке проводят съемку ситуации и рельефа с помощью лазерного сканера. По данным съемки составляют топографические карты и планы по условным знакам того или иного масштаба. Недостатком этого способа является трудоемкость процесса повторения измерения для уточнения планового или высотного положения объектов местности вследствие необходимости повторного выполнения полевых работ.
Данный способ также предполагает наличие человеческого фактора в процессе проведения измерений, что ведет к снижению достоверности и точности измерения. Кроме того, составленные карты и планы по полученным полевым данным отражают плановую и высотную ситуацию только в соответствии с требованиями для их составления в определенном масштабе, чего бывает недостаточно при требованиях, отличных от нормативных.
Задача, на решение которой направлено заявленное техническое решение, заключается в разработке способа картографирования в трехмерном пространстве с применением метода лазерного сканирования и 3D навигации, что позволяет повысить эффективность работы при составлении всех видов карт и планов за счет обеспечения достоверных и точных значений геометрических параметров отображаемых объектов, а также подробности и наглядности представляемой информации.
Поставленная задача достигается тем, что в способе трехмерного (3D) картографирования, при котором выполняют сканирование заданного участка местности с привязкой к внешней системе координат, в результате чего определяют пространственные координаты Χ, Υ, Ζ точек отраженного лазерного луча от объектов, формируют облако точек всех объектов, передают результаты сканирования (сканы) в ПЭВМ, регистрируют в ней сканы, получают фактическую цифровую точечную и векторную трехмерную (3D) модель заданного участка местности, согласно изобретению на этой же модели выбирают объект картографирования, определяют его границы, виртуально оптимизируют маршрут путем моделирования траектории движения внутри модели с помощью 3D навигации, создавая визуальный эффект присутствия и перемещения по заданному маршруту из любой ее точки и под любым углом, задают необходимую скорость перемещения внутри модели и точку обзора, указывают частоту смены кадров, выполняют перемещение из одной точки в другую по заданной траектории с определенной скоростью, с элементом проникновения сквозь объекты, наносят сквозные трехмерные полилинии, не нарушая свойств объектов в границах полученной виртуальной измерительной картографической среды, выполняют предварительный анализ картографируемого участка, определяют параметры фильтрации для удаления из облака точек лазерных отражений не подлежащих картографированию объектов, проводят их фильтрацию в автоматическом режиме, получают при этом облако точек, представленное только объектами, необходимыми для нанесения на карту или план, составляют карту или план по фильтрованному облаку точек.
Указанная совокупность признаков позволяет повысить эффективность процесса обработки и отображения пространственной информации за счет обеспечения точности, подробности и наглядности представляемой трехмерной картографической информации.
Способ иллюстрируется следующими чертежами. На Фиг. 1 представлена схема создания точечной трехмерной (3D) модели объектов территории. На Фиг. 2 представлена схема создания виртуальной измерительной картографической среды в виде фактической цифровой векторной трехмерной (3D) модели объектов территории.
Предлагаемый способ осуществляется следующим образом. По результатам лазерного сканирования не выполняют создание топографических карт и планов, а используют полученное облако точек лазерных отражений как конечный продукт, принимая его как трехмерную цифровую карту или план, или выполняют векторизацию облака точек и получают трехмерную цифровую векторную модель. В зависимости от площади и особенностей участка съемки в качестве исходных принимаются данные, полученные в результате наземного, воздушного или мобильного лазерного сканирования. При наземном лазерном сканировании устанавливают наземный лазерный сканер на точку планово-высотного обоснования, выполняют сканирование участка с точек планово-высотного обоснования, в результате чего определяют пространственные координаты по осям Χ, Υ, Ζ точек отражения лазерного луча от различных объектов, получают скан, выполняют повторно действия на станциях, расположенных через 20-50 метров от предыдущих, передают результаты сканирования (сканы) в компьютерную программу, регистрируют в ней сканы со всех станций и получают фактическую цифровую точечную трехмерную (3D) модель снимаемой территории. При воздушном лазерном сканировании соответствующий сканер устанавливают на борту аэросъемочного самолета или вертолета, выполняют пролет вдоль картографируемой территории, в результате которого также определяют пространственные координаты по осям Χ, Υ, Ζ точек отражения лазерного луча от различных объектов, получают непрерывные сканы, передают их в компьютерную программу, в которой выполняют уравнивание траекторий полета и сканов, получая при этом также цифровую точечную трехмерную (3D) модель снимаемой территории. Отслеживать местоположение воздушного средства сканирования призваны GPS и инерциальная система. GPS-система определяет координаты XYZ положения сканерного блока на борту данного средства сканирования, а инерциальная - угловые элементы, такие как крен, курс и тангаж. При мобильном лазерном сканировании специальный сканер устанавливают на крыше наземного транспортного средства и выполняют вышеназванные для воздушного лазерного сканирования действия. При мобильном и воздушном лазерном сканировании также получают цифровые фотографии с помощью входящих в состав соответствующих систем цифровых камер. В случае мобильного и воздушного лазерного сканирования полученная в результате уравнивания точечная модель подвергается с помощью специального программного модуля дополнительной обработке с целью извлечения из фотографий реальных цветов. Каждой точке лазерного отражения пристраивается цвет по системе RGB (Фиг. 1). Точечную трехмерную (3D) модель объектов территории передают в ПЭВМ и с помощью специальной компьютерной программы получают фактическую цифровую векторную трехмерную (3D) модель объектов территории (Фиг. 2).
Полученная точечная или векторная трехмерная модель используется для определения местоположения и геометрических характеристик объектов территории, представляя собой трехмерную картографическую продукцию. Для создания карты с тематической направленностью задают установочные параметры, выбирают оптимальный маршрут и границы с помощью 3D навигации. Для навигации в этой же модели наносят с помощью инструмента рисования трехмерные полилинии в необходимом направлении, при помощи дополнительного специального программного модуля (СПМ) задают необходимую скорость перемещения внутри модели и в случае необходимости точку обзора, указывая также частоту смены кадров, и выполняют перемещение из одной точки в другую по заданной траектории с определенной скоростью, моделируя таким образом виртуальную траекторию движения внутри модели, создавая визуальный эффект перемещения с элементом проникновения сквозь объекты в случае сквозного нанесения полилиний, не нарушая свойств объектов в пределах полученной виртуальной измерительной картографической среды, выполняют предварительный анализ картографируемого участка с целью определения сложности работ по составлению различных карт и планов, определяют объекты, подлежащие картографированию, на основе проведенного анализа определяют параметры фильтрации для удаления из облака точек лазерных отражений не подлежащих картографированию объектов, проводят их фильтрацию в автоматическом режиме, применяя различные методы классификации, получая при этом облако точек, представленное только объектами, необходимыми для нанесения на карту или план, составляют карту или план по фильтрованному облаку точек.
Предлагаемый инновационный способ трехмерного цифрового картографирования позволяет:
- получать картографический продукт с совершенно новыми свойствами и функциональными возможностями;
- существенно расширить возможности картографирования;
- совмещать результаты лазерного сканирования с традиционными картами, аэрокосмическими снимками, фотографиями и т.п.;
- повысить информативность и точность данных об объектах снимаемой территории, а также снизить объем полевых работ.
Claims (1)
- Способ трехмерного (3D) картографирования, при котором выполняют сканирование заданного участка местности с привязкой к внешней системе координат, определяют пространственные координаты X, Y, Z точек отраженного лазерного луча от объектов заданного участка местности, формируют облако точек всех объектов заданного участка местности, передают результаты сканирования (сканы) в ПЭВМ, регистрируют в ней сканы, получают фактическую цифровую точечную и векторную трехмерную (3D) модель заданного участка местности, отличающийся тем, что на этой же модели выбирают объект картографирования, определяют его границы, виртуально оптимизируют маршрут путем моделирования траектории движения внутри модели с помощью 3D навигации, создавая визуальный эффект присутствия и перемещения по заданному маршруту из любой ее точки и под любым углом, задают необходимую скорость перемещения внутри модели и точку обзора, указывают частоту смены кадров, выполняют перемещение из одной точки в другую по заданной траектории с определенной скоростью, с элементом проникновения сквозь объекты, наносят сквозные трехмерные полилинии, не нарушая свойств объектов в границах полученной виртуальной измерительной картографической среды, выполняют предварительный анализ картографируемого участка, определяют параметры фильтрации для удаления из облака точек лазерных отражений не подлежащих картографированию объектов, проводят их фильтрацию в автоматическом режиме, получают при этом облако точек, представленное только объектами, необходимыми для нанесения на карту или план, составляют карту или план по фильтрованному облаку точек.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2014139755/08A RU2562368C1 (ru) | 2014-09-30 | 2014-09-30 | Способ трёхмерного (3d) картографирования |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2014139755/08A RU2562368C1 (ru) | 2014-09-30 | 2014-09-30 | Способ трёхмерного (3d) картографирования |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2562368C1 true RU2562368C1 (ru) | 2015-09-10 |
Family
ID=54073635
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2014139755/08A RU2562368C1 (ru) | 2014-09-30 | 2014-09-30 | Способ трёхмерного (3d) картографирования |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2562368C1 (ru) |
Cited By (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2680758C1 (ru) * | 2017-11-14 | 2019-02-26 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Юго-Западный государственный университет" (ЮЗГУ) | Способ построения трехмерной векторной карты по цифровой модели и снимку местности |
CN110111421A (zh) * | 2019-05-10 | 2019-08-09 | 武汉海达数云技术有限公司 | 一种移动测绘点云的方法及装置 |
RU2698411C1 (ru) * | 2018-06-05 | 2019-08-26 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Сибирский государственный университет геосистем и технологий" | Способ геодезического мониторинга деформационного состояния земной поверхности на территории разрабатываемых открытым способом крупных рудных месторождений с применением технологии лазерного сканирования |
RU2699257C1 (ru) * | 2018-07-10 | 2019-09-04 | Общество с ограниченной ответственностью "Научно-исследовательское, проектное и производственное предприятие по природоохранной деятельности "Недра" (ООО НИППППД "НЕДРА") | Способ BIM проектирования наземно-подземного объекта |
RU2723239C1 (ru) * | 2019-07-31 | 2020-06-09 | Общество с ограниченной ответственностью "ДВИЖЕНИЕ РЕАЛЬНОСТЬ" (ООО "ДВИЖЕНИЕ РЕАЛЬНОСТЬ") | Система получения реалистичной модели местности для виртуального мира и способ ее работы |
Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU24003U1 (ru) * | 2002-03-28 | 2002-07-20 | Попов Константин Николаевич | Система для формирования цифровой модели рельефа и/или ортофотоплана |
EP1912176A1 (en) * | 2006-10-09 | 2008-04-16 | Harman Becker Automotive Systems GmbH | Realistic height representation of streets in digital maps |
-
2014
- 2014-09-30 RU RU2014139755/08A patent/RU2562368C1/ru not_active IP Right Cessation
Patent Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU24003U1 (ru) * | 2002-03-28 | 2002-07-20 | Попов Константин Николаевич | Система для формирования цифровой модели рельефа и/или ортофотоплана |
EP1912176A1 (en) * | 2006-10-09 | 2008-04-16 | Harman Becker Automotive Systems GmbH | Realistic height representation of streets in digital maps |
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
В.А. СЕРЕДОВИЧ и др., Наземное лазерное сканирование, Новосибирск, СГГА, 2009, с. 5-18, 43, 47-56. * |
Cited By (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2680758C1 (ru) * | 2017-11-14 | 2019-02-26 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Юго-Западный государственный университет" (ЮЗГУ) | Способ построения трехмерной векторной карты по цифровой модели и снимку местности |
RU2698411C1 (ru) * | 2018-06-05 | 2019-08-26 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Сибирский государственный университет геосистем и технологий" | Способ геодезического мониторинга деформационного состояния земной поверхности на территории разрабатываемых открытым способом крупных рудных месторождений с применением технологии лазерного сканирования |
RU2699257C1 (ru) * | 2018-07-10 | 2019-09-04 | Общество с ограниченной ответственностью "Научно-исследовательское, проектное и производственное предприятие по природоохранной деятельности "Недра" (ООО НИППППД "НЕДРА") | Способ BIM проектирования наземно-подземного объекта |
CN110111421A (zh) * | 2019-05-10 | 2019-08-09 | 武汉海达数云技术有限公司 | 一种移动测绘点云的方法及装置 |
RU2723239C1 (ru) * | 2019-07-31 | 2020-06-09 | Общество с ограниченной ответственностью "ДВИЖЕНИЕ РЕАЛЬНОСТЬ" (ООО "ДВИЖЕНИЕ РЕАЛЬНОСТЬ") | Система получения реалистичной модели местности для виртуального мира и способ ее работы |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP6503500B2 (ja) | 点群データ利用システム | |
CN105928498B (zh) | 提供关于对象的信息的方法、大地测绘系统、存储介质 | |
US10297074B2 (en) | Three-dimensional modeling from optical capture | |
US8422825B1 (en) | Method and system for geometry extraction, 3D visualization and analysis using arbitrary oblique imagery | |
US9330504B2 (en) | 3D building model construction tools | |
US20190026400A1 (en) | Three-dimensional modeling from point cloud data migration | |
KR100912715B1 (ko) | 이종 센서 통합 모델링에 의한 수치 사진 측량 방법 및장치 | |
CN108090957B (zh) | 基于bim的测绘地形的方法 | |
KR20180050823A (ko) | 3차원의 도로 모델을 생성하는 방법 및 장치 | |
RU2562368C1 (ru) | Способ трёхмерного (3d) картографирования | |
KR101105361B1 (ko) | 영상데이터와 라이다데이터의 기하학적 정합방법 및 그 장치 | |
JP2012511697A (ja) | 測地参照データベースを生成する方法 | |
CN112652065A (zh) | 三维社区建模方法、装置、计算机设备及存储介质 | |
CN107091643A (zh) | 一种基于多台3d结构光相机拼接的室内导航方法 | |
CN106969721A (zh) | 一种三维测量方法及其测量装置 | |
Hashim et al. | Integration of low altitude aerial & terrestrial photogrammetry data in 3D heritage building modeling | |
CN115825067A (zh) | 一种基于无人机的地质信息采集方法、系统及电子设备 | |
Amin et al. | Reconstruction of 3D accident scene from multirotor UAV platform | |
JP6730501B1 (ja) | 自動図化装置、自動図化方法および自動図化プログラム | |
CN116957360A (zh) | 一种基于无人机的空间观测与重建方法及系统 | |
RU2591173C1 (ru) | Способ получения, обработки и отображения геопространственных данных в формате 3d с применением технологии лазерного сканирования | |
Baeck et al. | Drone based near real-time human detection with geographic localization | |
Campi et al. | Indoor and outdoor mobile mapping systems for architectural surveys | |
Singh et al. | High-resolution mapping of forested hills using real-time uav terrain following | |
Zhang et al. | UAV-Borne Mapping Algorithms for Low-Altitude and High-Speed Drone Applications |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20191001 |