Technologia odgrywa coraz większą rolę w naszym życiu. Jest niezastąpiona w wielu dziedzinach – za doskonały przykład może tu posłużyć skanowanie 3D wykorzystywane m.in. w procesie projektowania, realizowania inwestycji budowlanych oraz tworzenia planów zagospodarowania przestrzennego.

Naziemne skanowanie laserowe

Naziemny skaning laserowy 3D jest technologią służącą pozyskiwaniu informacji o kształcie obiektu. Stosowne pomiary są wykonywane za pomocą laserowego promienia, który pulsuje z dużą częstością. Nowoczesne skanery naziemne są oparte na innowacyjnej technologii teledetekcji. Podczas pomiaru emitowana jest wiązka światła odbijająca się od danego obiektu i powracająca do urządzenia. Pozwala to obliczyć przestrzenne współrzędne każdego punktu. Efektywność skanowania zależy w głównej mierze od tego, jaki konkretnie skaner 3D został zastosowany oraz od możliwości specjalistycznego oprogramowania, w jakie wyposażony jest komputer pomiarowy. Omawiany proces, którego podstawę stanowią echo digitalizacja i analiza fal online, odznacza się bardzo wysokim stopniem precyzji. Najważniejszymi jego zastosowaniami są m.in.:

  • skanowanie budynków,
  • prowadzenie dokumentacji archeologicznej i z zakresu dziedzictwa kulturowego,
  • pomiary tuneli,
  • kryminalistyka,
  • inżynieria drogowa,
  • geologia.

Lotniczy skaning laserowy

Jedną z fotogrametrycznych metod pomiarowych opartych na skaningu laserowym jest lotniczy skaning laserowy, który funkcjonuje na takich samych zasadach jak skaning naziemny. Tego typu pomiar daje niezwykle precyzyjny model powierzchni. System ALS (z języka angielskiego: ALS – Airborne Laser Scanning) jest zbudowany z segmentu lotniczego oraz naziemnego. W skład segmentu lotniczego określanego też mianem pokładowego (aparatura pomiarowa znajduje się na pokładzie samolotu) wchodzą: dalmierz laserowy, skaner 3D, system pozycjonowania trajektorii lotu oparty na GPS, system nawigacyjny INS, blok rejestracji danych, kamera wideo oraz system planowania i zarządzania lotem. Z kolei elementami tworzącymi segment naziemny są referencyjna stacja GPS oraz stacja robocza, która służy do obróbki i przetwarzania danych, a także do generowania Numerycznego Modelu Pokrycia Terenu (NMPT) i Numerycznego Modelu Terenu (NMT). Przeprowadzane w ten sposób mapowanie terenu charakteryzuje się ogromną dokładnością i rzetelnością, przy czym duże znaczenie w tym kontekście mają parametry lotu, wysokość i liczba nalotów, które można przeprowadzać w nocy oraz przy sporym zachmurzeniu. Standardowa szczegółowość opracowań lotniczego skaningu laserowego jest szacowana na ok. 0.10-0.15 m sytuacyjnie i 0.15 m wysokościowo.

Czytaj także: Makiety osiedli z drukarki 3D. To możliwe!

Zalety skanowania laserowego

Obecnie nie jest znana lepsza i bardziej precyzyjna metoda pomiarowa niż skanowanie laserowe 3D. Lista zalet jest w tym przypadku długa. Zarówno naziemny skaning laserowy, jak i lotniczy, wyróżnia się wysoką dokładnością, szerokim polem widzenia oraz możliwością przeprowadzania pomiarów w niekorzystnych warunkach środowiskowych. Ponadto skanowanie laserowe jest niezastąpione przy mapowaniu nawet ogromnych obiektów – używa się do tego skanerów laserowe dalekiego zasięgu, które są w stanie pozyskać wszystkie widoczne dane w odległości do 350 m. Co więcej, nie ma przy tym konieczności sięgania po dodatkowe urządzenia. Natężenie wiązki lasera dobierane jest przez skaner 3D pod konkretny obiekt, w związku z czym da się bez problemu skanować elementy czarne, białe, błyszczące oraz przezroczyste. Skanowanie laserowe jest dynamicznie rozwijającą się technologią, która wytycza zupełnie nowe kierunki w prowadzeniu badań nad deformacjami w czasie i deformacjami terenu.

Powody skanowania budynków

Kluczowym powodem, dla którego prowadzona jest inwentaryzacja architektoniczna budynków z wykorzystaniem skanera 3D, jest znacznie krótszy czas w porównaniu z tradycyjnymi pomiarami. Przykładowo na zeskanowanie kościoła potrzebny jest zaledwie jeden dzień. Współczesne skanery 3D osiągają precyzję 1 mm, a pobierane przez nie kolory są mocno zbliżone do naturalnych barw. Poza tym zapisują one też faktury skanowanych obiektów, ukazując przy tym pęknięcia, szczeliny itd. Istotną przesłanką przemawiającą za skanowaniem budynków 3D jest też możliwość pracy w trudnych warunkach, np. podczas opadów atmosferycznych czy przy dużym zapyleniu. Uzyskane skany 3D pozwalają m.in. tworzyć modele 3D budynków, analizować stan budynków, dostarczać cennych informacji do celów inwentaryzacyjnych oraz obliczać objętości i pola powierzchni dla różnego rodzaju zbiorników, wykopów etc.

Skanowanie laserowe jest praktyczną i precyzyjną technologią o szerokim zastosowaniu, czego przykładem jest np. inżynieria odwrotna idealnie odzwierciedlająca rzeczywiste obiekty. To najlepsza alternatywa dla standardowych pomiarów, których przeprowadzenie czasami jest utrudnione z uwagi na rozmaite ograniczenia, np. w sytuacji, kiedy nie wolno dotykać mierzonych obiektów. Skaner 3D zdaje egzamin wszędzie tam, gdzie tradycyjne urządzenia pomiarowe nie zawsze zdają egzamin.

Czytaj także: Druk 3D w branży architektonicznej