2. Аэрофотосъемка со спутниковой навигацией и лазерным сканированием городской территории.

Аэросъемка городов, как правило, выполняется с целью оптимизации затрат (цена – качество) при создании и обновлении топографических планов крупных масштабов и ближних к ним средних по масштабному ряду карт. Съёмка наземными геодезическими методами больших территорий в крупных масштабах требует в 1,5-2 раза больших затрат и средств и времени по сравнению с современными аэрофотогеодезическими методами.

А эросъемка выполняется современными аэросъемочными системами, например на базе аэрофотоаппарата RC-30 (фирма Leica, Швейцария, рис. 13.5) со спутниковой навигацией и спутниковыми определениями координат центров фотографирования с использованием двухчастотных приемников 9500 фирмы Leica или цифровыми камерами с определением всех шести элементов внешнего ориентирования интегрированной системой прямого геопозиционирования GPS/IMU.

На рисунке 13.5 показаны:

• Компьютер с монитором и визуализацией проекта АФС.

• Визир, одна из функций которого позволяет реализовать компенсацию линейного сдвига изображения, вызванного скоростью носителя.

• АФА с гироскопической установкой, с помощью которой осуществляется горизонтирование снимков и компенсация угловых сдвигов изображения.

Аэрофотоаппарат RC-30 имеет высококачественную оптику с дисторсией не более 3 мкм и с разрешением по всему полю изображения более 100 лин/мм, компенсацию линейного и угловых сдвигов изображения. Качество материалов аэрофотосъемки позволяет обрабатывать аэрофотоснимки с коэффициентами увеличения R = 8-10 крат, что значительно уменьшает количество обрабатываемых снимков (стереопар) по сравнению с традиционной аэрофотосъёмкой (R<2-4). Отсюда сокращение затрат и более производительное выполнение комплекса работ с заданной точностью, в соответствии с требованиями «Инструкции по фотограмметрическим работам при создании цифровых топографических карт и планов, ГКИНП (ГНТА)-02-036-02, Москва, ЦНИИГАиК, 2002». Инструкция подготовлена с учётом достижений науки и техники в области фотограмметрии. В новой инструкции регламентировано создание топографических карт и планов масштабов от 1:25000 до 1:500 по материалам аэрофотосъёмки в цифровой форме с использованием аналитических и цифровых фотограмметрических приборов.

Двухчастотные приемники и программы обработки обеспечивают необходимую точность координат центров фотографирования, которые являются геодезическим съемочным обоснованием, полученным практически одновременно с материалами аэрофотосъемки. Это значительно сокращает объем полевых геодезических работ по созданию съемочного обоснования и сокращает сроки выпуска готовой продукции.

Спутниковая навигация в реальном масштабе времени позволяет высококачественно выполнять аэрофотосъемку по компьютерной технологии и заданному проекту, то есть практически получать фотографии в заданных координатах и надежно контролировать во время фотосъемки положение носителя.

Одним из современных методов сбора и обработки данных о местоположении объектов и рельефе местности, а также их качественных и количественных характеристиках, является метод на основе лазерной локации и цифровой аэрофотосъёмки. В основе технологии лежит выполнение синхронного маршрутного лазерно-локационного сканирования местности и цифровой аэрофотосъемки в составе следующего комплекта оборудования:

• Лазерного сканера. На основании данных этой подсистемы можно вычислить расстояние между излучателем и объектом отражения, а также угол (фазу) в плоскости сканирования, куда был направлен луч в момент излучения.

• Инерциальная система. На основании данных этой подсистемы можно вычислить параметры ориентации летательного аппарата (датчиков инерциальной системы, лазерного сканера и фотоаппарата) относительно определенной системы координат.

• GPS-приемник. На основе данных которого, осуществляется синхронизация времени работы всех подсистем, а также вводится единая система координат и совместно с данными инерциальной системы рассчитывается траектория полета летательного аппарата.

Д ля определения траектории летательного аппарата и уточнения угловых данных инерциальной системы, применяется метод совместной обработки GPS-данных и данных инерциальной системы. Применение такого метода расчета повышает как точность определения угловых параметров, так и координат местоположения сканера.

Кроме прибора, выполняющего лазерно-локационное сканирование местности, на борту летательного аппарата устанавливается цифровая фотокамера для получения цветных аэрофотоснимков (рис.13.6). Поскольку в составе комплекса, выполняющего лазерно-локационную съемку и цифровое картографирование, входит инерциальная подсистема, то геодезическая привязка фотографий осуществляется программным способом автоматически, учитывая траекторию полёта и угловую ориентацию фотоаппарата и летательного аппарата в момент экспозиции снимка. То есть, в конечном счёте, вычисляются линейные - X, Y, Z и угловые - , ,  элементы внешнего ориентирования снимка, необходимые для трансформирования изображений в заданный масштаб.

В передовых странах, например США, проекты аэрофотосъёмки с одновременным получением данных с помощью лидара становятся общепринятой практикой. Россия занимает третье место в мире по объёму рынка услуг воздушного лазерного сканирования, а также по количеству сканеров.

Лазерное сканирование как средство получения цифровых моделей рельефа для аэрогеодезического производства является наиболее быстро развивающейся областью приложения.