ЛАЗЕРНОЕ СКАНИРОВАНИЕ ПОДЗЕМЕЛЬЯ ГОСТИНОГО ДВОРА

ХАРЬКОВСКИЙ ОБЛАСТНОЙ БЛАГОТВОРИТЕЛЬНЫЙ ФОНД

СОДЕЙСТВИЯ ИСТОРИКО-КУЛЬТУРНЫМ ИССЛЕДОВАНИЯМ

«ДЕТИ ПОДЗЕМЕЛЬЯ»

МАТЕРИАЛЫ

VI Научно-практической конференции «Освоение подземного пространства Харьковщины»

А.В. Клешнин, С.Е. Вишняков

ЛАЗЕРНОЕ СКАНИРОВАНИЕ ПОДЗЕМЕЛЬЯ

ГОСТИНОГО ДВОРА

Технология лазерного сканирования

Лазерное сканирование – это самый современный и производительный способ получения точной и полной информации о пространственных объектах. Суть технологии заключается в определении пространственных координат точек поверхности объекта. По отношению к традиционным оптическим и спутниковым геодезическим методам лазерное сканирование характеризуется высокой детальностью, скоростью и точностью измерений. Лазерное сканирование применяется в архитектуре, промышленности, строительстве дорожной инфраструктуры, геодезии и маркшейдерии, криминалистике, археологии.

         Результатом работы лазерного сканера является облако точек (Point Cloud) лазерных отражений от объектов, находящихся в поле зрения сканера. Каждая точка помимо координат x, y, z может иметь параметр интенсивности и реального цвета. Данный вид продукции является полностью трехмерным отражением реального состояния объекта на момент выполнения съемочных работ, что позволяет использовать его для решения следующих прикладных задач:

- определения любых геометрических параметров технологических элементов и инженерных конструкций (расстояний, размеров, высот, объемов и т.п.);

- построения профилей, сечений и разрезов;

- построения планов;

- проведения проектно-изыскательских работ;

- мониторинга состояния объектов и технологического оборудования.

Сканирование подземелья Гостиного двора

20 июля 2017 г. специалистом ООО НПП «Навигационно-геодезический центр» ^[1]Сергеем Вишняковым было выполнено лазерное сканирование подземелья Гостиного двора – фрагментов старинных харьковских подземных сооружений, расположенных на пересечении ул. Квитки-Основьяненко и 2-го Университетского переулка.

Работы по лазерному сканированию выполнялись лазерной сканирующей системой Leica ScanStation P30 ^[2], позволяющей получатьдо одного миллиона точек в секунду.

В результате выполнения лазерной съемки было получено 12 сканов, покрывающих пять сообщающихся между собой подвальных помещений (два из них ранее занимало кафе, в остальных трех размещены элементы систем водоснабжения и отопления Харьковского колледжа строительства, архитектуры и дизайна) и систему из шести подземных галерей.

Камеральная обработка результатов лазерного сканирования

В ходе камеральной обработки, используя модуль Cyclone-REGISTER программного комплекса Leica Cyclone ^[3], все сканы были увязаны в единую систему координат для получения единого облака точек. Общее количество полученных координатных точек от лазерного сканера составило 340 миллионов (файл размером 10.3Gb в формате .xyz).

Для обработки данных облака точек использовалось открытое программное обеспечение CloudCompare ^[4]. В данном программном обеспечении было выполнено уменьшение количества точек из исходного файла облака точек, используя инструмент ‘Subsample a point cloud’ для получения нового файла облака точек (с меньшим размером), с которым можно производить дальнейшую работу.

Далее визуализация и анализ Point Cloud данных выполнялись в веб-приложении, созданном на базе библиотеки с открытым исходным кодом – Potree ^[5]. Для этого, используя утилиту PotreeConverter ^[6], были получены данные в Potree формате и HTML страница для их визуализации. Использование Potree библиотеки позволило просматривать данные облака точек в браузере на мобильных, настольных устройствах без необходимости установки дополнительного программного обеспечения.

Potree библиотека позволяет следующее:

         - удобная навигация по облаку точек с помощью мыши или с помощью сенсорного экрана;

         - выполнение измерений: углов, координат точек, линейные измерения длин и высоты, измерение площадей и объемов, построение профилей;

         - экспорт измерений в JSON и DXF форматы.

Полученные в результате обработки данные лазерного сканирования играют важную роль в сохранении историко-культурного наследия и в дальнейшем могут служить основой для создания трехмерной цифровой модели.

Ссылки

1. ООО НПП «Навигационно-геодезический центр». Адрес: г. Харьков, ул. Балакирева,  23-A, к. 1. Сайт: http://ngc.com.ua,  телефон: +38 (057) 728-2250, почта: [email protected]

2. ЛазерныйсканерLeica ScanStation P30. Описание и характеристики: http://ngc.com.ua/p/705-leica-scanstation_p30.html

3. Программный комплекс Leica Cyclone. Описание: http://ngc.com.ua/p/41-leica-cyclone.html

4. CloudCompare – программное обеспечение для обработки Point Cloud и 3D Mesh данных. Сайт: http://www.cloudcompare.org

5. Potree – web-based библиотека для визуализации Point Cloud данных. Сайт: http://www.potree.org

6. PotreeConverter – утилита для конвертации данных облака точек в Potree формат. Репозиторий: https://github.com/potree/PotreeConverter