Прежде, чем рассказывать о продуктах и работах, которые предлагает своим партнерам компания «АЛАНС», коротко поговорим об актуальности и эффективности воздушного лазерного сканирования (ВЛС) и цифровой аэрофотосъемки (ЦАФС). Для формирования цифрового картографического пространства (т.е. цифровых картографических снимков, карт), необходимо не только оцифровать текущие геоинформационные данные, но и регулярно поддерживать их в актуальном состоянии. Самым эффективным и информативным способом сделать это являются ВЛС и ЦАФС.

Геоданные, полученные с помощью ВЛС и ЦАФС, используются для создания и обновления картографического материала и формирования цифровых моделей местности. Заказчики могут их использовать как самостоятельный продукт, могут применять эти цифровые данные для планирования и управления городским хозяйством, при выполнении инженерно-геодезических изысканий в целях проектирования различных объектов. Кроме того, эти данные будут необходимы для мониторинга и реконструкции существующих магистралей и объектов инфраструктуры, объектов топливного и энергетического комплекса, создания картографической основы для проведения кадастровых и археологических работ, а также для наполнения информацией Геопортала городов, промышленных площадок и территорий.

При выполнении ВЛС и ЦАФС неотъемлемой частью является проведение сопутствующих геодезических работ и создание единого координатного пространства (создание спутниковой геодезической сети) на территорию работ, что дает поле, однородное по точности и истинному положению объектов на местности.

Проведение воздушного лазерного сканирования и цифровой аэрофотосъемки, как говорилось ранее, - незаменимый процесс для сбора геоинформационных данных в цифровом виде. Полученные материалы в процессе работ дают единый координатный массив однородных по точности данных, которые можно преобразовать либо в 2D вид, как в классической картографии, либо в цифровую трехмерную модель.

С Leica и самолетом всю страну прошли…

Каким же образом компания «АЛАНС» проводит все эти работы?

Методы и технологии ВЛС и ЦАФС для создания топографических планов в рамках проведения инженерно-изыскательских работ мы применяем уже более 14 лет. Для этих целей используются собственный самолет С-44Ф и БПЛА «Геоскан-401», которые оснащены специальными высокотехнологичными четырехканальными аэрофотокамерами и лазерными сканерами Leica и Optech.

Данная техника и оборудование позволяют снимать и создавать топопланы масштабом от 1:500 до 1:1000 и до 1:5000. Высота полета самолета зависит от требуемого качества и масштаба съемки, которые определяются заказчиком и согласовываются в виде технического задания и полетного плана.

При стандартной высоте полета 1100 метров ширина охвата сканера составляет 1000 метров поверхности. За один день полетов можно отснять и отсканировать в среднем от 200 до 350 кв. км рельефа. Ни один альтернативный вид съемки не позволяет так быстро отснять такие огромные территории.

Понятно, что аэрофотокамера снимает поверхность земли, над которой летит самолет, и формирует цифровые снимки высокой точности. А вот воздушный лазерный сканер считывает точки лазерных отражений поверхности, которые формируют данные в виде цифрового облака точек, где каждая точка имеет свою трехмерную координату. Таких точек может быть от 3 миллионов на 1 кв. км. Таким образом, объем первичной продукции, т.е. точек сканирования и цифровых фотоснимков, может составить от 1 до 2 Тб, а после камеральной обработки - более 10 Тб. Для того чтобы обрабатывать этот огромный объем информации, мы используем специализированные серверы и рабочие станции с высокопроизводительными процессорами, картами памяти и мощными графическими видеокартами. Так как многие картографические данные являются секретными, вся информация хранится у нас на собственных серверах, никакие облачные сервисы хранения здесь не допустимы. Для работы с информацией, составляющей государственную тайну, и с секретной информацией компанией получены все необходимые лицензии ФСБ.

Фронт работ – от Архангельска до Хабаровска

В 2022 году специалистами компании «АЛАНС» выполнены работы и созданы материалы ВЛС для целей и решения геофизических задач одной из крупнейших горнорудных компаний на территориях Красноярского и Забайкальского краев на общей площади 436 кв. км. Основным направлением работы было получение детальной цифровой модели рельефа, которая в последующем совмещалась с данными геофизических работ для оценки залегания полезных ископаемых на потенциальных месторождениях.

Кроме того, по заказу одного из лесных проектных институтов мы выполняли ВЛС и ЦАФС для целей учета лесного фонда (оценка технических характеристик лесных насаждений, определение их возраста, запаса древесины, прироста и объема отдельных деревьев и их частей) в Пермском крае, Республике Коми, Архангельской области на общей площади 8 000 кв. км. По материалам сканирования мы создали данные о рельефе местности, о высоте полога лесного покрова, а по материалам цифровой аэрофотосъемки сформировали спектрозональные ортофотопланы для дешифрирования породного состава леса на местности. Полеты и съемка обширных лесных территорий заняла у нас почти месяц, а камеральные работы - около 2 месяцев.

На территории Республики Саха (Якутия) и Хабаровского края мы выполняли аэросъемочные работы объектов газовой промышленности протяженностью 1400 км. По данным материалам съемки созданы цифровые инженерные топографические планы для последующего проектирования газопроводной системы и промышленных площадок.

Хочу рассказать подробнее про знаковый проект, который мы выполняли для целей городской инфраструктуры города Якутска, где ставилась задача провести инвентаризацию земельных участков по результатам аэрофотосъемки и воздушного лазерного сканирования. В данном проекте мы выполняли ВЛС и ЦАФС на территории Якутска площадью 153 кв. км с получением плотного облака сканирования не менее 5 точек на один квадратный метр и разрешением снимка 5 см на один пиксель с большим перекрытием внутри маршрута и между маршрутами.

Также было создано единое координатное пространство города с привязкой к пунктам государственной сети и расчетов параметров перехода в местные системы координат. Как результат работ, мы передали заказчику цифровые ортофотопланы с разрешением на местности 5 см на пиксель, детализированную матрицу рельефа, провели векторизацию участков местности с оценкой данных ЕГРН и создали различные векторные слои для Геопортала города, такие как незарегистрированные участки, участки с противоправным завладением земли, участки нецелевого использования и другие. Мы предложили городской администрации использовать данные материалы для решения и других задач, например, проектирования жилых и хозяйственных объектов, городской инфраструктуры, проведения межевания, оценки зон затопления и т.д. Такая масштабная работа для Якутска заняла у нас почти 6 месяцев, из которых только 4 месяца заняло определение правильности границ городских земельных участков, так как были значительные отличия между данными, полученными ВЛС и ЦФАС, и старой «бумажной» информацией у администрации города.

Дополнительно к проектам, которые упомянуты выше, компания «АЛАНС» участвовала в работах по сбору данных для проектирования объектов газовой, энергетической промышленности с выполнением ВЛС и ЦАФС на территории России и Монголии - для этого нами было отснято более 2750 км местности.

Подводя итог, можно с уверенностью сказать, что ВЛС и ЦАФС являются лучшим способом для оперативного сбора геоинформационных данных поверхности земли на больших территориях (от 100 кв. км) с высоким качеством, в цифровом формате, и в удобном для последующей обработки и формирования требуемого конечного продукта для целей заказчика. А это в конечном итоге экономит два главных ресурса любого проекта - деньги и время.

Роман Калинин, 
руководитель отдела воздушного лазерного сканирования (ВЛС) и цифровой аэрофотосъемки (ЦАФС)