Цифровая модель местности: создание и применение

Главная - Наши услуги - Цифровая модель местности: создание и применение

Цифровая модель местности (ЦММ) представляет собой цифровое представление рельефа поверхности Земли и сопутствующих объектов. ЦММ является базовой геопространственной информацией для проектирования, инжиниринга, градостроительства, гидрологии, экологии, телекоммуникаций и многих других сфер.

Современные методы сбора данных и алгоритмы обработки позволяют получать точные и подробные модели, интегрируемые в GIS, CAD и BIM-системы.

Классификация цифровых моделей местности

ЦММ различают по назначению, формату и методам представления данных

По назначению

— топографические для картографирования и планирования
— инжиниринговые с высокой точностью для строительства и проектирования
— гидрологические и экологические для анализа стоков и ерозии

По формату представления

— растровые цифровые модели (DEM, DTED) — регулярная сетка высотных точек
— векторные модели — изолинии, контуры высот
— триангуляционные сетки (TIN) — набор треугольников, адаптивно описывающих рельеф

По источникам данных

— аэросъемка с БПЛА, фотограмметрия
— лазерное сканирование (LiDAR)
— спутниковые данные (радиометрия, радары)
— наземные съемки GNSS и тахеометрия

Этапы создания цифровой модели местности

Подготовительный анализ

изучение исходных топографических материалов, карт, ортофотопланов и требований заказчика
определение требуемой точности, масштаба и формата выходной модели
планирование съёмки и выбор методов сбора данных

Сбор данных

воздушная фотосъемка с БПЛА для мелкомасштабных и средних участков для геодезических изысканий
LiDAR-облеты для плотной трехмерной облачной модели и сквозной детализации растительности и построек
спутниковая съемка для больших территорий и предварительного анализа
наземные замеры GNSS и тахеометрия для контроля и привязки опорных пунктов

Предобработка данных

геопривязка и калибровка снимков и облаков точек
очистка облака точек: фильтрация шумов, классификация точек (земля, растительность, здания)
выравнивание и объединение многократных съемок

Построение модели

создание TIN из облака точек или векторных данных
генерация регулярной сетки DEM с указанным шагом
создание ортофотопланов и текстурирование модели

Проверка качества и валидация

контрольные точки с точными GNSS-измерениями для оценки погрешности
статистический анализ отклонений, карта ошибок
исправление и переобработка при несоответствии требованиям

Подготовка и передача данных

экспорт в требуемые форматы (GeoTIFF, LAS/LAZ, Shapefile, DXF, IFC)
подготовка метаданных, описаний методик, протоколов качества
интеграция в ГИС, CAD или BIM-проекты

Технологии и инструменты сбора данных

БПЛА и фотограмметрия

— преимущества: высокая детализация, быстрый сбор, экономичность на малых и средних площадях
— ограничения: метеоусловия, ограничения ПДР и зонами полета

LiDAR (аэрозондирование и наземное сканирование)

— преимущества: точное выделение поверхности земли под растительностью, высокая плотность облака точек
— ограничения: стоимость оборудования и обработки больших массивов данных

Спутниковые данные

— преимущества: покрытие больших территорий, доступность в облачных сервисах
— ограничения: ограниченная пространственная детализация в бесплатных источниках

Наземные съемки GNSS, тотальные станции

— преимущества: контрольная привязка, высокая точность опорных точек
— ограничения: трудоемкость на больших площадях

Программное обеспечение

— профессиональные пакеты для обработки облаков точек и фотограмметрии (Pix4D, Agisoft Metashape, RealityCapture)
— GIS и CAD-системы для анализа и интеграции (QGIS, ArcGIS, AutoCAD, MicroStation)
— специализированные инструменты для LiDAR (LAStools, CloudCompare)

Методы постобработки и анализа

Классификация облака точек

выделение земли, растительности, сооружений, линий электропередач, водных объектов

Фильтрация и упрощение

удаление шумовых точек, алгоритмы сэмплинга для уменьшения объема данных

Интерполяция и ресемплинг

выбор алгоритмов интерполяции (ближайший, билинейный, kriging) для получения DEM с заданным шагом

Выделение гидрологической сети

анализ направлений стока, цифровые карты бассейнов, моделирование затоплений

Извлечение профилей и сечений

создание поперечных и продольных профилей для проектирования дорог, трубопроводов, насыпей

Анализ видимости и сертификация линий обзора

расчёт зоны визуального восприятия для ландшафтного планирования и размещения объектов

Применение цифровых моделей местности

Градостроительство и планирование

оценка пригодности площадок, ландшафтное моделирование, оптимизация трасс коммуникаций

Строительство и инженерные изыскания

проектирование земляных работ, расчёт объемов выемки и насыпи, контроль строительства по цифровому двойнику

Геоморфологический и гидрологический анализ

моделирование поверхностного стока, эрозии, оценки риска затопления и проседания

Сельское хозяйство и агромониторинг

расчёт уклонов, локального дренажа, планирование орошения

Телекоммуникации и энергетика

расчёт линий связи, анализ препятствий для радиолиний, выбор оптимальных местоположений антенн

Охрана природы и управление ресурсами

мониторинг изменений рельефа, оценка последствий разработки карьеров, лесоустройство

VR/AR и визуализация

создание реалистичных 3D-сцен для презентаций, симуляций и обучения

Требования к точности и стандарты

— Выбор точности зависит от задачи: для инжиниринговых работ обычно требуется точность по высоте до сантиметров, для картографических задач достаточно метровой точности
— Основные форматы и стандарты: LAS/LAZ для облаков точек, GeoTIFF для растровых DEM, поддерживаемые CRS (системы координат) и метаданные по ISO 19115
— Документирование методик съёмки, калибровок, погрешностей и процедур контроля качества

Проблемы, риски и рекомендации

Проблемы

— большие объёмы данных требуют мощной инфраструктуры хранения и обработки
— ошибки геопривязки и несоответствие систем координат
— затенение сигналов при БПЛА под густой растительностью

Риски

— недополучение точности при плохих погодных условиях
— несовпадение форматов при передаче между подрядчиками

Экономический эффект и перспективы развития

— ЦММ повышают скорость проектирования, снижают ошибки и затраты на полеизмерения
— Тренды: интеграция в BIM- и цифровые двойники, облачные платформы для совместной работы, автоматизированная обработка облаков точек с применением ИИ, рост использования многоспектральных и гиперспектральных данных для дополнительной аналитики

Почему выбирают нас

Нашей компании более 10 лет

Нам доверяют более 80 компаний России

Доверие ведущих застройщиков республики Татарстан

Свой автопарк от ведущих производителей России.

Своя автоматизированная Геотехническая лаборатория

Применение в работе современных, передовых программных продуктов.

Экономия Вашего времени и средств, данные, полученные от нас, подтверждаются этапом строительства.

ВЫБИРАЯ ГеоАльянс ВЫ ВЫБИРАЕТЕ НАДЕЖНОЕ БУДУЩЕЕ.

Часто задаваемые вопросы

На территории каких субъектов РФ вы работаете?

Мы работаем по всей России и во всех климатических зонах. Головной офис находится в городе Казань.

Вы надежный партнер для реализации проектов?

Работаем с 2014 года, и за это время не было ни одного судебного разбирательства, что можно проверить в любом открытом реестре.
Нам доверяют: ООО «ИТЦ СОЮЗ», ООО «Группа Компаний «Связь Инфо Проект», ООО «Гипроспецпроект», ООО ИЦ «ВСТ», ЗАО «КРОК инкорпорейтед», специализированный застройщик «АК ТАШ-ИНВЕСТСТРОЙ», ГБУ «Центр культурного наследия Татарстана», ООО специализированный застройщик «ДОМКОР», АО ЦНИИТС, ООО «АВАН ПРОЕКТ» и многие другие крупные компании.
У нас имеются все необходимые лицензии, допуски, сертификаты для выполнения изысканий и собственная лаборатория.
Ценный конечный продукт нашей компании: профессионально выполненные инженерные изыскания в соответствии с документацией и гарантией прохождения экспертизы.

Какую технику и оборудование вы используете?

Наша компания пользуется собственным современным оборудованием. Ежегодно мы проводим техническую поверку и обновление рабочего инструмента и техники. Перечень оборудования в эксплуатации:

Тахеометр электронный Leica TS02 power 5″
Тахеометр электронный Leica FlexLine TS09 plus R500 3″
Тахеометр электронный Sokkia CX-105L
Тахеометр электронный Leica MS50 (3D лазерный сканер)
Геодезический GPS приемник PrinCe i50
Геодезический GPS приемник JAVAD TRIUMPH-1
Нивелир электронный Leica Sprinter 150 M
Сейсмостанция Лаколит Х-М2
Портативный контроллер цифровых датчиков ПКЦД-1/100
Дозиметр-радиометр МКС-02СА1М
Различные виды принтеров, плоттер
Буровая установка ПБУ-2 на базе машины Камаз
Установка статического зондирования ТЕСТ-к4М
Трассоискатель RD2000-8000
Комплект Геодезического БПЛА коптерного типа

Какие гарантии даёте?

Гарантия на услуги: наши исследования 100% пройдут экспертизу.

Что включает слово «качество» в изысканиях и в чем оно выражается?

Под словом “качество” в инженерных изысканиях мы имеем ввиду достоверность, полноценность результатов и их соответствие стандартам. Запланированный объем работ будет фактически выполнен в соответствии с нормативной документацией, техническим заданием и программой работ по инженерным изысканиям.

Почему стоимость работ у разных поставщиков отличается?

Стоимость работ может отличаться в несколько раз по разным причинам, но заказчику надо понимать, к чему приведут “скидки”:

технические отчеты очень низкого качества, буквально «нарисованные» изыскания или выполненные только в камеральных условиях, без выполнения полевых исследований;
отсутствие оперативной коммуникации между заказчиком и исполнителем;
уменьшение объемов исследований исполнителем, в нарушении требований нормативно-технической документации в области инженерных изысканий;
проблемы и риски в прохождении разного рода экспертиз материалов инженерных изысканий;
дополнительные исследования из-за недостоверных или неполных данных;
неподтверждение результатов исследований в процессе строительства.

Лучше выполнить инженерные изыскания в полном объеме при достаточном финансировании, чем тратить несопоставимые денежные средства на этапе строительства. Так обычно происходит, если принятые проектные решения по результатам инженерных изысканий оказываются ошибочными. Начинаются простои строительной техники и оборудования, за которые платит заказчик.

Занимаетесь ли вы благотворительностью?

Различные организации показывают успешные результаты в работе, — этим никого не удивить. Любая структура старается трудиться «на отлично» – ради выполнения миссии компании и получения прибыли, ради формирования круга постоянных клиентов и привлечения новых.

Однако в послужном списке нашей компании есть то, что отличает нас от других и действительно удивляет. Это добрые дела. Да-да, добрые дела, которые коллектив совершает регулярно. ГеоАльянс – постоянный участник различных благотворительных акций в Татарстане. Кроме того, ребятам с ограниченными физическими возможностями, учащимся специальных школ, наша организация тоже хорошо знакома. Так что, компания не только закладывает основу для строительства объектов, но и для будущего города и республики. А это значит, и страны в целом.