Назначение КРЕДО 3D СКАН

Системы мобильного лазерного сканирования, а также воздушные лазерные сканеры позволяют в кратчайшие сроки собирать огромные массивы информации о местности в виде облака точек. Ее преобразование в цифровую модель местности (ЦММ) инженерного назначения является трудоемкой рутинной задачей. Автоматизация этого процесса позволит существенно сократить временные затраты на обработку данных лазерного сканирования.

Что нового в КРЕДО 3D СКАН 1.9

• Добавлена возможность переключения между сегментами ломаной линии в режиме продольного профиля в окне Динамический 3D поперечник.
• Добавлен режим перемещения между точками ломаной линии в режиме поперечника в окне Динамический 3D поперечник.
• Добавлена возможность закрытия тулбаров.
• Добавлен режим навигации в 3D «Вид сверху»
• Добавлена возможность интерактивной трансформации облаков точек.
• Добавлена возможность произвольной линейной трансформации облаков точек через задание матрицы трансформации.
• Добавлена трансформация DEM при смене системы высот.
• Добавлена загрузка фотоизображений с геотегами.
• Добавлен импорт фото с ручного сканера GoSlam RS100S.
• Добавлен импорт фотопанорам Insta 360 pro 2.
• Добавлена поддержка импорта и экспорта в las произвольных данных точек облака.
• Добавлен опциональный фильтр шума для выделения рельефа BPA (катящийся шар).
• Добавлен интерактив получения информации о точках облака.
• Добавлена настройка сглаживания (anti-aliasing) для растров в окне План.
• Добавлено сохранение настроек экспорта за новыми проектами.
• Добавлена поддержка плоских марок при создании точек привязки по облаку.
• Добавлена возможность выпуска чертежей из графических окон Динамический 3D поперечник и 3D вид.
• Добавлено автоматическое распознавание свай.

Возможности КРЕДО 3D

Общие доработки:

• Фильтр видимости 3D – теперь можно отдельно отключать через фильтр имена и отметки точек, теперь они находятся в отдельных сроках;
• Выполнена оптимизация отрисовки текстов в 3D (уменьшено использование ОЗУ за счет оптимизированных текстур);
• В строку состояния добавлены сведения об установленной модели рельефа;
• Добавлена функциональная возможность работы в окне Дерево проекта с матрицами высот и растрами в закладке Фрагменты;
• Доработаны функциональные возможности Геодезической библиотеки, добавлена возможность экспорта нескольких выбранных элементов из Геодезической библиотеки или выбранной папки;
• Улучшился сценарий добавления веб-карт в проект;
• Добавлена возможность импорта и создания 3D триангуляционных сеток.

Дорожная функциональность:

• Добавлен элемент Группа знаков для визуализации в Плане и экспорта в проект КРЕДО ОРГАНИЗАЦИЯ ДОРОЖНОГО ДВИЖЕНИЯ;
• В графическом окне 3D-вид распознанные и нанесенные дорожные знаки отображаются текстурой с изображением типа знака;
• Добавлен предпросмотр параметров для сценариев расчета колейности, обочины, распознавания бровок, разметки;
• Переработаны и оптимизированы алгоритмы распознавания бордюров и кромок, поиска профиля бордюра;
• Добавлен сценарий одновременного создания нескольких линий в графическом окне Динамический 3D поперечник;
• Добавлена сетка высот в графическом окне Динамический 3D поперечник.
• Для трассы дороги добавлена визуализация пикетажа с отображением текущего положения в окнах Динамический 3D поперечник, План и 3D вид, с возможностью экспорта трассы с пикетажем в форматах TopoXML и DXF;
• Возможность подписи произвольного пикета трассы дороги через команду подпись объекта.

Создание ЦММ:

• Добавлена возможность работы с классификатором текущей версии программ КРЕДО III;
• Добавлена возможность перемещения сегмента линии при редактировании линейного тематического объекта (ЛТО);
• В свойствах проекта появилась настройка структурных линий. Теперь можно выбирать, какие коды либо значения используются при построении поверхности, и какие линейные тематические объекты экспортируются со структурными линиями;
• Улучшена функциональная возможность импорта поверхности из TopoХML/DXF;
• Появилась возможность построения поверхностей в разных слоях;
• Появилась возможность создания поверхности с учетом данных слоев: настройка слоя с точками и со структурными линиями;
• В информационном окне свойства, после построения поверхности, можно просмотреть площадь поверхности на плоскости и площадь 3D поверхности.

Работа в 3D:

• Добавлен стек положений камеры в графическом окне 3D вид;
• Доработан режим навигации: ограничена возможность случайного перемещения камеры на большое расстояние от облака точек;
• Добавлено отображение координатных осей в 3D;
• Гизмо-трансформации: добавлено точное изменение параметров;
• В режим перемещения добавлена возможность ввода значений dx, dy.

Облака точек:

• Добавлен режим BLH в импорт по шаблону точек и облаков точек;
• Появилась возможность изменения размеров окна импорта облаков точек;
• Появилась возможность интерактивной модификации облака через указание кластера;
• Реализовано автоматическое позиционирование ЛТО по точкам облака и заданному сечению (произвольное сечение, окружность с заданным радиусом);
• Улучшены возможности чтения параметра Номер отражения в облаке точек, появилась визуализация и учет в алгоритмах;
• Появилась возможность выполнения предварительного расчета алгоритмов с возможностью отмены, что повышает производительность команд;
• В параметры команд обработки облаков точек добавлена опция «добавить в блок видимости» по результатам расчета алгоритмов;
• Реализовано древовидное представление параметров алгоритмов в интерактивах;
• Добавлена команда Удаление данных из структуры точки, с возможностью добавления в пользовательские алгоритмы;
• Добавлена команда Поменять слои;
• Доработана команда Изменить точки вдоль геометрии. Теперь выбор части облака точек вдоль линейного объекта можно выполнять с указанием значения расстояний вправо-влево и вверх-вниз;
• Добавлена настройка градиента с назначением цветов по высотам;
• Доработана трансформация облаков точек по относительным опорным точкам;
• Автоматическое нанесение опорных точек на облако по высоте;
• Чтение панорам CHC: добавлен новый формат, не требуется жесткая структура каталогов с фото.

Задачи, решаемые в КРЕДО 3D СКАН

• загрузка облаков точек в различных форматах;
• отображение облаков точек в трехмерном виде (3D) и на плоскости (2D);
• загрузка и отображение фотоизображения с геопространственной привязкой в формате KML совместно с облаком точек;
• фильтрация «шума» в облаке точек;
• распознавание точечных и линейных объектов ситуации и создание по ним топографических объектов в трехмерном виде и на плоскости;
• выделение рельефа и области с заданными параметрами уклона;
• адаптивное прореживание облака точек и построение цифровой модели рельефа (ЦМР);
• создание и редактирование топографических объектов для подготовки топографических планов при выполнении небольших проектов;
• экспорт данных в удобных форматах для последующего создания ЦММ инженерного назначения.

Подготовка исходных данных

Работа в программе начинается со сбора исходных данных. Информация по облаку точек может быть получена в различных форматах: текстовом (TХT) или в формате лазерного сканера (LAS). Кроме того, можно загружать фотоизображения с геопространственной привязкой на область, покрытую облаком точек. Это позволяет перемещаться по облаку точек в 3D-окне, а в соседнем окне просматривать соответствующие изображения местности.

В программе КРЕДО 3D СКАН поддерживается работа с растровыми картами, планами, аэрофотоснимками в различных форматах (CRF, BMP, TIFF, JPEG, PNG, TMD и т. д.), с веб-картами картографических Интернет-сервисов Google Maps и Bing, а также с космическими снимками ресурса «Экспресс Космоснимки» (рис. 1).

Рис. 1. Работа с облаком точек, веб-картами, фотоматериалами в системе КРЕДО 3D СКАН.

Настройка проекта. Работа с облаком точек в трехмерном виде. Фильтрация облака точек

Перед импортом данных в программу КРЕДО 3D СКАН можно задать все настройки проекта в режиме одного окна. Доступна настройка параметров классификатора топографических объектов, выбор системы координат, выбор варианта отображения объектов на плоскости и единиц измерения. Также можно определить вид эллипсоида, датумы, систему полевого кодирования, т. е. изменять уже существующие, создавать новые, импортировать или экспортировать параметры в формате XML. Система координат необходима для работы с веб-картами и фотоизображениями с геопространственной привязкой.

После импорта облако точек отображается в двухмерном виде в 2D-окне, где на плоскости можно оценить загруженные данные. Для полноты восприятия и удобства можно перейти к трехмерному виду в 3D-окне и продолжить работу (рис. 2). Перемещение в 3D-окне выполняется интерактивно по всем направлениям с помощью нажатия колесика, правой или левой клавиш мыши.

Рис. 2. Работа с облаком точек в 3D-окне.

Прежде чем переходить к созданию топографических объектов и распознаванию точечных, линейных и площадных объектов ситуации по имеющимся данным, можно осуществить фильтрацию загруженного облака точек. В процессе фильтрации уменьшается плотность точек в облаке, удаляются точки, которые являются «шумом» (пыль, движущиеся объекты и т. д.). При необходимости можно удалить часть облака точек или наоборот объединить несколько облаков точек в одно.

Создание и распознавание точечных и линейных объектов ситуации по облаку точек с использованием фотоизображений в формате KML

Создание топографических объектов выполняется вручную в 3D-окне. После выбора в облаке точек объекта ситуации открывается классификатор топографических объектов, в котором выбирается нужный объект. Затем он отображается и в 3D-окне, и в 2D-окне (на плоскости).

Важным этапом работы является распознавание объектов ситуации в облаке точек, которое выполняется в полуавтоматическом режиме. Для удобства работы в 3D-окне можно воспользоваться параллельно открытым окном с фотоизображением, т. е. загрузить фотоизображение в формате KML на область, покрывающую облако точек (рис. 3).

Рис. 3. Окно 3D-вида и окно фотографий.

Поскольку фотоизображение имеет геопространственную привязку, облако точек в 3D-окно синхронизировано с ним, что позволяет быстро распознать сложные объекты.

Если распознается точечный объект, например столб или дорожный знак, то в облаке нужно указать точку этого объекта. Затем откроется классификатор. Далее выбираем в нем нужный объект, после чего у этой точки отобразится отметка земли.

Распознавание линейных объектов ситуации, например, проводов ЛЭП, бордюрных камней, подпорных стенок, ограждений, перил мостов, стен зданий и т. д., выполняется также в полуавтоматическом режиме. Необходимо указать точку на линейном объекте, задать его параметры или выбрать их из классификатора, а затем программа самостоятельно (автоматически) распознает линейный объект и создаст его по всей длине.

Распознавание объектов ситуации возможно как в 3D-окне, так и в 2D-окне (рис. 4).

Рис. 4. Отображение в окне 2D распознанных топографических объектов.

Для работы в 2D-окне можно «разрезать» облако точек на слои, параллельные рельефу. В этих слоях отображаются линии пересечения слоя с объектами ситуации, например, со стеной дома или ограждением. Поэтому такие объекты распознаются достаточно четко.

Преобразование облака точек в ЦМР

Программа позволяет в полуавтоматическом режиме создавать цифровую модель рельефа. Для этого необходимо выполнить несколько действий:

1. Выделить рельеф, указав параметры, подходящие для данного типа местности. В результате будет создано облако, содержащее точки, которые относятся только к рельефу местности.
2. Провести прореживание полученного облака точек в зависимости от требований к цифровой модели рельефа (максимальное расстояние между точками на плоских участках, минимальный отображаемый размер микроформ рельефа). В результате будет создано облако, содержащее число точек, сопоставимое с числом пикетов при инструментальной топографической съемке.
3. Преобразовать точки прореженного облака в точки модели.
4. По точкам модели построить поверхность и, при необходимости, настроить параметры (шаг горизонталей, подписи и т. п.).

Выделение рельефа и областей с заданными параметрами уклона

Если на объекте присутствуют ярко выраженные откосы, то их также можно выделить в отдельное облако точек. Перед этим доступно назначение параметров среднего и максимального отклонения, минимальной области аппроксимации, минимального и максимального угла уклона.

Создание чертежей, экспорт данных

Неотъемлемой частью работы на любом объекте является подготовка чертежей. Они могут потребоваться как в виде отчетных документов, так и для решения других задач. Выбирается область, покрываемая чертежом произвольной конфигурации или с заданным размером листа. После этого чертеж отправляется на печать или сохраняется в файле нужного формата.

Результаты обработки данных лазерного сканирования можно экспортировать в файлы следующих форматов: TXT, LAS, GDS (программа КРЕДО_DAT), а также в MIF/MID или DXF.

Преимущества обработки данных лазерного сканировании в КРЕДО 3D СКАН

Программа КРЕДО 3D СКАН позволяет автоматизировать процесс обработки данных лазерного сканирования и создать ЦММ, предназначенную для решения различных прикладных инженерных задач.

Поскольку программа КРЕДО 3D СКАН входит в состав технологической линии геодезического направления комплекса КРЕДО, она обеспечивает максимальную производительность и качество конечной ЦММ за счет совместной обработки в единой информационной среде данных инженерно-геодезических изысканий, полученных различными методами, включая лазерное сканирование и топографическую съемку, с использованием растровых картографических материалов.