Бесплатный автореферат и диссертация по наукам о земле на тему

Разработка геоинформационной технологии построения 3D-моделей объектов по данным лазерной локации

ВАК РФ 25.00.35, Геоинформатика

Автореферат диссертации по теме "Разработка геоинформационной технологии построения 3D-моделей объектов по данным лазерной локации"

На правах рукописи

003464844

МАСЛАКОВ АЛЕКСЕЙ АЛЕКСАНДРОВИЧ

РАЗРАБОТКА ГЕОИНФОРМАЦИОННОЙ ТЕХНОЛОГИИ ПОСТРОЕНИЯ ЗБ-МОДЕЛЕЙ ОБЪЕКТОВ ПО ДАННЫМ ЛАЗЕРНОЙ ЛОКАЦИИ

Специальность 25.00.35 - Геоинформатика

Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

/ и Ы.-п

Москва 2009

003464844

Работа выполнена на кафедре Вычислительной техники и автоматизированной обработки аэрокосмической информации Московского государственного университета геодезии и картографии

Научный руководитель: доктор технических наук, профессор

Журкин И. Г.

Официальные оппоненты: доктор технических наук, профессор

Троицкий В.И._

кандидат технических наук, Баклыков М.А.

Ведущая организация: Сибирская Государственная

Геодезическая Академия (СГТА)

Защита состоится «ХЗ» 2009 года в часов на

заседании диссертационного совета Д.212.143.03 при Московском государственном университете геодезии и картографии по адресу: 105064, Москва К-64, Гороховский пер. д. 4, МИИГАиК, Зал заседаний учёного совета.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке МИИГАиК Автореферат разослан «¿¿7» .АА^ОаУу^л 2009 г. Ученый секретарь

диссертационного совета Л» __ КлимковЮ.М.

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ Актуальность. Лазерное сканирование, появившись на российском рынке около 10 лет назад, постепенно находит применение при решении всё большего круга задач. Это - оперативный контроль строительства инженерных сооружений и мониторинг их состояния при эксплуатации, создание или восстановление чертежей, ЗО-моделирование сложных архитектурных объектов. Всё это может быть использовано для создания трёхмерного информационного наполнения геоинформационных систем.

На основе данных лазерного сканирования могут строиться чертежи зданий и сооружений, горизонтали рельефа местности, цифровые TIN- и GRID-модели рельефа местности, полигональные ЗО-модели антропогенных объектов. Причём к настоящему времени, несмотря на ведущиеся успешные исследования в данных областях, как в России, так и за рубежом, не разработано универсальных, эффективных технологий, позволяющих решать эти задачи в автоматическом режиме и с высокой степенью надёжности. К одной из таких технологий относится и векторизация данных лазерной локации. При этом часто обработке подлежит участок местности с большим количеством объектов или объект с большим количеством деталей, что сильно усложняет процесс векторизации объектов. Причём в некоторых участках плотность сканирования может являться явно избыточной, а в других - явно недостаточной. Поэтому для создания выходных материалов могут быть использованы и дополнительные данные, например, получаемые с чертежей и планов, фотографии, данные тахеометрической съёмки, космических изображений или иные трудноструктурируемые материалы.

В итоге, обработку данных лазерного сканирования продолжают осуществлять в полуавтоматическом режиме, причём с использованием сразу нескольких программных пакетов, каждый из которых может иметь высокую коммерческую стоимость. В частности, для построения полигональных моделей в геоинформационных системах требуется, чтобы ПО имело возможность работать с большим количеством точек лазерной локации

(ТЛЛ), осуществлять их взаимную привязку в единую координатную систему, а также иметь удобный интерфейс и возможности расширения функциональности, позволяющие сэкономить время работы над проектами за счёт адаптации ПО под каждую конкретную задачу, причём создание трёхмерных полигональных моделей должно удовлетворять следующим критериям:

- точности определения пространственного положения объектов съёмки;

- высокой степени дешифрируемое™ объектов съёмки конечным пользователем;

- поддержке распространённых форматов передачи пространственных данных.

Кроме того, немаловажным фактором является возможность освоения данного прикладного ПО за ограниченное время и возможность оперативной интеграции получаемых моделей в распространённые ГИС, поддерживающие ЗБ-данные. В частности, важно наличие поддержки основных форматов экспорта данных и возможности создания программных модулей для экспорта в непредусмотренные изначально форматы.

Отсутствие готового программного решения, удовлетворяющего всем вышеперечисленным требованиям, и вызывает необходимость разработки технологии, обеспечивающей наиболее полное решение поставленных задач.

Данная диссертационная работа посвящена разработке технологии построения полигональных ЗО-моделей для ГИС по данным ЛЛ, с учётом всё возрастающих требований ГИС к их качеству, точности, стоимости и срокам создания.

Цель и задачи. Разработка технологии построения трёхмерных моделей для геоинформационных систем по данным лазерной локации.

Для достижения поставленной цели решены следующие задачи:

1. Организация программной среды, позволяющей работать как с данными лазерной локации, так и со сложными полигональными моделями.

2. Разработка технологии импорта и экспорта данных в заданную программную среду с сохранением всей необходимой информации.

3. Обеспечение возможности обработки полученной информации с учётом её специфики (сравнительно большие объёмы данных, необходимость редактирования массива точек по различным алгоритмам, наличие широких возможностей полигонального моделирования и текстурирования объектов).

Научная новизна выполненной работы:

1) Предложена новая методика, позволяющая работать с данными JIJ1 в специализированном программном пакете для ЗБ-моделирования - Autodesk 3ds Max;

2) Модернизированы методы построения полигональных 3D моделей по данным наземного лазерного сканирования в среде для ЗО-моделирования Autodesk 3ds Max;

3) Предложены новые алгоритмы для чтения и записи пространственных данных в ПО при 3 D-моделировании с сохранением фотометрических характеристик изображений, полученных при J1J1;

4) Предложена методика обработки данных JIJI, позволяющая повысить эффективность процесса ЗО-моделирования за счёт повышения его производительности и учёта визуальных особенностей исходного объекта съёмки.

Практическое значение работы.

Разработанная технология позволяет оптимизировать и уменьшить стоимость процесса векторизации и интеграции в ГИС данных наземного лазерного сканирования. Разработаны алгоритмы передачи точек лазерного сканирования между различными программными пакетами, их прореживания и дальнейшей обработки. Разработаны алгоритмы импорта ЗО-модслей в различные ГИС, а также экспорта их из ГИС для обновления.

Разработанный набор программных сценариев для пакета ЗО-моделирования 3ds Мах позволяет организовать универсальную среду 3D-

моделирования, полноценно использующую в процессе работы данные лазерного сканирования.

Защищаемая методика, алгоритмы и сопутствующее программное обеспечение внедрены в практическое использование на кафедре ВТиАОАИ Московского Государственного Университета Геодезии и Картографии (МИИГАиК), также использовались при выполнении проектов по обработке данных ЛЛ ЗАО НПП «Навгеоком .

Апробирование работы.

Результаты работы докладывались на международном промышленном форуме "GEOFORM+" в 2005 и в 2006 годах; на научном конгрессе «ГЕОСибирь (направление «Геодезия, картография, маркшейдерия ) в 2006г. в Новосибирске; на конференциях студентов, аспирантов и молодых ученых в МИИГАиК в 2008 г.; на всероссийской выставке научно-технического творчества молодежи «НТТМ-2005» и «НТТМ-2006» в Москве.

Публикации. По материалам диссертации опубликовано 3 работы, две из которых в журнале, включенном в перечень ВАК.

Структура и объем работы. Диссертация написана на русском языке, включает 102 страницы текста, содержит 30 рисунков, 2 таблицы; состоит из введения, четырёх разделов, заключения, 1 приложения и библиографии из 37 наименований, в том числе 17 зарубежных.

Содержание работы.

Во введении обоснована актуальность темы диссертационной работы, сформулированы цель и задачи исследований, отмечена научная новизна работы.

В первой главе рассматриваются возможность и особенности применения наземного лазерного сканирования для создания различных типов компьютерных трёхмерных моделей местности и моделей зданий и сооружений. Для этого приводятся области использования основных систем наземного лазерного сканирования, применяющихся в настоящее время, принципы проведения лазерно-локационных измерений. Также

6

рассматриваются форматы хранения и передачи данных JIJI и трёхмерных полигональных моделей, особенности работы с ними, типы хранимых данных. Приведены основные методы построения ЗЭ-моделей, а также обзор основных программных средств для построения ЗО-моделей и обработки данных JIJI.

В работе приводится следующая классификация полигональных трёхмерных моделей, подходящих для применения в ГИС, по типам использующих их приложений.

1) Для нужд геоинформационных систем используются модели в виде триангуляционных сетей mesh-типа. Применяемые к ним требования следующие:

- малый объём памяти, что особенно важно для получающих всё большее распространение сетевых геоинформационных систем;

- назначение моделям текстур - растровых изображений, служащих для закраски (shading) объекта - с описанием метода проецирования;

- возможность удобного добавления атрибутивной информации.

В ГИС также используются цифровые модели рельефа (ЦМР), для получения которых лазерное сканирование оправдывает себя как на небольших участках в несколько гектар (наземное сканирование технологических узлов предприятия с учётом особенностей рельефа), так и на более крупных территориях (воздушное сканирование рельефа). Рельеф может задаваться не только в виде нерегулярных триангуляционных сетей (TIN), но и как регулярные (Grid) 2,50-модсли, формируемые на основе растрового изображения.

2) Для САПР требуется не просто высокоточные трехмерные модели. В ряде случаев они должны быть представлены как твердотельные объекты, что предоставляет ряд дополнительных возможностей для работы с ними. Это, например, удобство мониторинга и прогнозирования деформаций, удобное получение сечений и разрезов, расчет масс и объёмов, определение нагрузок на фундамент и многое другое. Именно благодаря высокой

точности и возможности проведения сплошной съёмки лазерное сканирование используется для моделирования, что потом задействуется в САПР, особенно на сложных технологических узлах предприятий: эстакадах, участках с большим количеством трубопроводов, располагающихся на поверхности земли в несколько ярусов. В таких случаях трёхмерные модели являются более удобными в использовании, чем традиционные плоские чертежи.

Требования САПР, касающиеся записи трёхмерных пространственных данных в твердотельном формате, необходимо принимать в расчёт при работе над некоторыми проектами, относящимися к области ГИС, в связи с особенностями технологических цепочек ПО, используемого на предприятиях. Как правило, это связано с контролем топологической корректности моделей, а также с задачей экспорта-импорта данных между различными приложениями.

3) В заключение можно упомянуть высокополигональные модели. Часто это модели памятников и сложных сооружений, имеющих культурное значение, создаваемые в рамках проектов по сохранению культурного наследия. Данный тип моделей выделяется в отдельную группу, так как не всегда требует сохранения твердотельного формата записи моделей, необходимого для САПР, но при этом является намного более детализированным, чем модели, обычно использующиеся в ГИС. Для удешевления процесса создания высокополигональных моделей технология ЛЛ является востребованной за счёт возможности проведения съёмки с повышенной детализацией.

Представление данных ЛЛ в цифровой форме является не менее важным процессом, чем непосредственно сканирование. Правильный выбор цифрового формата хранения данных позволяет не только сократить объём занимаемой области памяти (как оперативной, так и постоянной), но и часто обуславливает выбор ПО для обработки данных ЛЛ. Если в базовом варианте

обработки, предлагаемом производителем любого отдельно взятого наземного лазерного сканера, уже предоставляется некая технологическая цепочка используемого ПО и форматов передачи и хранения данных, то при расширении функциональности изначально предлагаемой методики пользователь неизбежно сталкивается со множеством технологических ограничений, а также незначительных на первый взгляд особенностей форматов, которые в дальнейшем могут приводить к существенному пересмотру процесса обработки пространственной информации.

Поэтому автором был проведён анализ форматов хранения и передачи трёхмерных полигональных моделей и данных JIJ1. В работе приведены характеристики и особенности использования форматов, отобранных для использования в работе, в частности:

1) Данные JIJ1 в виде точек или триангуляционных сетей:

*.IMP, *.MSH, *.PTS, *.RWP, ♦.TXT, *.ASC и другие ASCII (текстовые) форматы;

2) 30-модели:

- *.МАХ, *.3DS, *.OBJ, *.WRL (VRML), *.DWG, *.DXF, ».SAT, *.KML (*.KMZ), *.SKP.

Выбор программной платформы. Создание ЗО-моделей для ГИС в ПО

для обработки данных JTJI, а не в ПО, изначально ориентированном на моделирование, зачастую является нерациональным подходом. Сравнение этих классов ПО можно провести на примере типичных программ каждого класса: Leica Cyclone и Autodesk 3ds Мах. При создании полигональных моделей высокой и средней сложности Cyclone часто проигрывает 3ds Мах в точности моделирования из-за сложности редактирования в Cyclone моделей, выходящих за рамки предоставленных программой примитивов. Данный факт определяет выбор ПО для создания и редактирования ЗО-моделей в сторону пакетов, изначально ориентированных на это.

Рассмотрим один из стандартных вариантов структурной схемы обработки данных JIJI с указанием названий используемого программного обеспечения. За основу возьмём решение на базе ПО компании Leica Geosystems (рис. 1).

Сканирование_ Обрабо!ка

объекта ' данных ЛЛ

C\diiiw-Sc.m 1

Передачо ' данных

г • ■

j CpC.'ICIBUMIl НО

, Создание _Текаурировзиис__Экспорт

' моделей I полелей ' в ГИС

[.....1 !

» >,!••«.• Vt.nlct AuM'AD I J i,4.j

1 ..................(.щиипом! I ...............

Рис. 1 Стандартная схема обработки данных ЛЛ на основе ПО от Leica Geosystems и Autodesk

В данной схеме для обработки используются дополнительные модули Cyclone: Cyclone Model, предназначенный для операций с точками лазерной локации и моделирования, и CloudWorx, предназначенный для передачи данных и отображения точек лазерной локации (TJIJI) в среде AutoCAD. При этом CloudWorx не предоставляет пользователю возможностей расширения методов обработки точек сверх реализованных в программе, так как облако точек импортируется и обрабатывается в закрытом формате. При попытке загрузить в AutoCAD точки по отдельности, скорость работы с ними резко падает, и пропадают все преимущества использования CloudWorx.

Текстурирование получаемых моделей в рассматриваемом случае является простым процессом с минимумом опций и подходит только для работы с примитивными параметрическими моделями. Экспорт моделей в ГИС возможен всего через несколько форматов: *.DXF, *.STL, *.SAT, *.DGN

и несколько других. То есть, упор сделан на САПР-форматы. В данном случае, это оказывается минусом, так как в список доступных для сохранения типов файлов не входят такие распространённые файлы как, например, *.3DS и *.OBJ.

Сканирован«?_. Передача _. Обработка

объекта ' данных данных ЛЛ '

(.'vclmio-SiMii

3cls Max + Разработка

Со.чдяиио модопо(<

7с».С1ури[>ог,лн1^С' МСЛОЛСИ

Экспорт

в гис

3ds Мах -ь Разработка

Рис. 2 Предлагаемая схема обработки данных ЛЛ на основе ПО от Leica Geosystems и Autodesk

В разработанной автором схеме обработки данных ЛЛ и построения ЗО-моделсй для ГИС на их основе (рис. 2) из программ для работы с данными ЛЛ используются только модули, отвечающие непосредственно за сканирование и передачу данных. В случае использования ПО от Leica Geosystems - это Cyclone Scan. Применение из всего пакета Cyclone только программного модуля управления сканированием позволяет уменьшить финансовые затраты за счёт отказа от приобретения коммерческих лицензий на модули. Экономическая выгода технологии, предлагаемой автором, становится более очевидной, если сравнить стоимость полных лицензий на ПО Leica Cyclone и Autodesk 3ds Мах. Их стоимость составляет около 20000$ и 4000$ соответственно (осень 2008г.).

Предлагаемая схема обработки данных ЛЛ помимо упомянутого снижения стоимости работ позволяет ускорить моделирование за счёт более совершенного и настраиваемого инструментария, а также добиться более точного соответствия построенных моделей реальным объектам за счёт меньшей генерализации и более подробной проработки.

Предлагаемая схема, по сравнению со стандартной, предоставляет большее количество вариантов экспорта данных, адаптируя их непосредственно для применения в ГИС.

В качестве основы для разработки был выбран продукт Autodesk 3ds Max - универсальный программный пакет с широкими возможностями построения 3D моделей. От программ аналогичного класса данный пакет отличает большое количество русскоязычных учебных материалов, созданных сформировавшимся сообществом специалистов. Критически важной для поставленной задачи возможностью данной программы, не являющейся при этом уникальной только для неё, является встроенный язык написания программных сценариев (скриптов) - MaxScript.

Именно за счёт возможностей MaxScript автором и предлагается, на основе расширяемого пакета для ЗО-моделирования, создать универсальный инструмент, позволяющий решать сложные задачи в области создания 3D-моделей по данным HJ1JI.

Во второй главе рассматривается первый этап работы с данными ЛЛ -выбор формата представления данных ЛЛ в программной среде и загрузка массива точек в память. Для этого необходимо наличие в ПО алгоритма чтения используемого формата данных, и реализация метода представления их в памяти в требуемом виде. Существует всего несколько возможных способов представления в 3ds Мах данных лазерной локации, в то время как количество возможных форматов записи трёхмерных пространственных данных превышает сотню. В работе рассмотрены

достоинства и недостатки различных способов работы с данными НЛЛ в среде Зек Мах.

По результатам обзора, автором созданы несколько программ, реализующих загрузку в среду 3(1з Мах данных ЛЛ из ряда стандартных АБСИ-файлов. Автором преодолены ограничения, связанные с импортом яркостной составляющей точек. Возможно даже задание одной вершине несколько цветов, разделение их по цветовым каналам. Использование в работе информации о яркости отражённого сигнала (или цветовой информации, полученной по данным цифровой съёмки объекта) позволяет повысить скорость моделирования, причём для отдельных проектов экономия времени достигает 20-30%. Также автором преодолены ограничения, связанные с отсутствием простой возможности импорта только точек без триангуляционной сети, и проведён анализ методов хранения точек в памяти программы и отображения на экране.

Упомянутые сценарии интегрированы автором в интерфейс ЗсЬ Мах и являются частью комплексного программного решения для работы с данными НЛЛ в среде Зек Мах. Представленное решение расширяет область применения этого программного пакета для точностного моделирования по данным НЛЛ, что уже нашло своё применение при выполнении целого ряда проектов.

Исходная сетка

треугольников Сетка + м°Дель

Рис. 3 Процесс построения модели здания по триангуляционной сети, полученной по облаку точек

т

В третьей главе рассматриваются возможности разрабатываемой программной среды непосредственно создавать модели по облаку точек (рис. 3) - осуществлять векторизацию данных НЛЛ. Несмотря на то, что ЗсЬ Мах обладает большими возможностями для моделирования, необходимо дать описание возможностей добавления программного инструментария для работы со специфичными данными, которые представляют собой массивы точек лазерной локации. Для этого на Мах8спр1 автором реализованы наиболее типичные алгоритмы разного уровня сложности для работы с массивом точек.

1) Выбор точек по различным алгоритмам и создания на их основе отдельных массивов точек.

В работе в качестве примера приводится базовый алгоритм фильтрации точек. Его дальнейшие несложные модификации позволяют реализовывать в

среде Зс1з Мах такие классические алгоритмы для программ обработки данных НЛЛ как следующие:

- выбор точек с интенсивностью отраженного сигнала темнее/светлее, чем заданное пороговое значение;

- прореживание облака точек с заданной пространственной плотностью;

- сплошное прореживание облака точек с заданным коэффициентом прореживания;

- другие операции.

2) Триангуляция массива точек. Технология создания горизонталей рельефа местности по триангуляционным моделям.

Следующей обязательной для реализации операцией над облаком точек является построение триангуляционной сети. Это важная ступень проверки встроенного языка написания сценариев на соответствие поставленным задачам. Как один из методов построения триангуляционной сети рассмотрим построение триангуляции Делоне.

Автором был написан средствами Мах8спр1 тестовый алгоритм двумерной триангуляции Делоне - триангуляции, удовлетворяющей условию, что описанная вокруг каждого треугольника окружность будет свободна от заданных точек триангуляции (рис. 4). При этом получаемые треугольники будут стремиться к равноугольное™.

Рис. 4 Прореживание тестового облака точек с последующим построением триангуляционной сети На основе построенной триангуляционной сети уже могут быть созданы горизонтали рельефа местности. Для этого автором был создан ещё один скрипт[»21, результаты работы которого на тестовом участке представлены ниже, на рис. 5 и 6. Помимо основных операторов для работы вершинами сплайнов, Мах8спр1 содержит операторы, облегчающие решение поставленных задач, например функцию, автоматически расставляющую вершины сплайна на заданном интервале. Эта функция также была использована в программе.

\Щ> Make_Contours

Reset irs LomI Coord*

Рис. 5 Интерфейс программы Рис. 6 Результат работы

построения горизонталей программы построения горизонталей

Несмотря на то, что предлагаемое решение задачи построения горизонталей по данным ЛЛ является, строго говоря, далеко не первым, достоинство решения, предлагаемого автором, состоит в создании единой программной среды оперирующей как с данными ЛЛ, так и с ЗО-моделями и сплайнами. Подробно экспорт трёхмерных моделей в ГИС рассматривается далее, здесь же следует упомянуть о реализации возможности экспорта получаемых сплайнов в ГИС "МарМо". Интерфейс соответствующей программы и результаты её работы показаны на рисунках 7 и 8.

Spline Export XI

KASpline.mit

К \Spline.rnid

Browse

Export Selected

Рис. 7 Интерфейс программы построения горизонталей

Рис. 8 Результаты экспорта горизонталей в ГИС "Map Info "

Также в работе приводится алгоритм расчёта площади участка местности.

3) Технология автоматизированной корректировки топологической структуры триангуляционных моделей с проверкой их пространственного положения.

При выполнении обработки данных HJIJI встречаются случаи, когда возможностей одной программы оказывается недостаточно для успешного выполнения работ. Поэтому нередко применяют технологическую цепочку программ, дополняющих друг друга на различных этапах работ. Однако, в связи с тем, что лазерное сканирование является достаточно молодой технологией, и методы обработки получаемых данных продолжают совершенствоваться, в ряде случаев может возникнуть необходимость автоматизированной обработки моделей, которую не позволяет провести ПО, выбранное для моделирования изначально. Таким образом, появляются задачи, для решения которых требуется последовательное применение к создаваемым триангуляционным моделям некоего фиксированного набора специфических операций:

- топологических модификаций;

- автоматизированное наложение текстуры на объект по заданному типу проецирования;

- проверки модели на соответствие неким условиям;

- проверка взаимного пространственного положения;

- расчёт геометрических характеристик объектов с записью результатов в базу данных;

- другие операции.

Автором предлагается технология обработки моделей технологических объектов, созданных в программной среде Trimble RealWorks Survey (RWS), включающая в себя автоматизированную корректировку топологической структуры триангуляционных моделей, проверку моделей на дубликаты по пространственному положению, а также осуществление конвертирования указанных моделей в твердотельный формат, пригодный для импорта в AutoCAD и Microstation.

Приведенный алгоритм позволяет автоматически исправлять топологию объектов класса Cylinder в ПО Trimble RealWorks Station. При возникновении на этапе экспорта моделей других похожих ошибок, возможна простая модификация алгоритма и под исправление других ошибок. Полученные модели уже могут быть экспортированы в ГИС-системы. Также автором реализована проверка на ещё один тип часто встречающихся ошибок -дубликаты моделей.

В заключительной, четвёртой, главе приведено описание экспорта полученных моделей в различные ГИС, поддерживающие работу с трёхмерными триангуляционными моделями. В ней рассматривается обмен 31>моделями с геоинформационными системами. Причём, важной деталью является именно двусторонний обмен моделями, а не просто односторонний экспорт, так как одним из фундаментальных свойств пространственной

информации, описывающей реальные объекты местности, является её постоянное устаревание с необходимостью периодического обновления.

Глава содержит подробные описания ^процесса экспорта ЗО-моделей в ГИС Google Earth через формат *.3DS, используя для дальнейшей передачи программу Google SketchUp и в ГИС ESRI Arclnfo как точечный объект, визуализируемый в виде объекта 3D Marker Symbol.

Также в данной главе приведены ограничения формата *.3DS на технологии описания полигональных сетей, применимые и в более общих случаях работы с переносом данных между ПО по созданию и обработке ЗО-моделей.

Ввиду необходимости периодического обновления геоинформационных систем требуется иметь возможность обратной загрузки ЗО-моделей для последующего редактирования. Это часто требуется для обновления, так как в этом случае часто нужно не создавать модели «с нуля , а только исправить или дополнить существующие модели рельефа, зданий, сооружений и тому подобные.

Автором приведена реализация обратного импорта моделей из рассмотренных ГИС (Google Earth и ESRI Arclnfo) в системы 3D-моделирования с целью обновления и использования в качестве вспомогательных материалов для дальнейшего развития ГИС. Также приведены выводы по решению задачи обратного импорта моделей для других ГИС.

Заключение

По результатам выполненных исследований в диссертации решены следующие основные задачи:

1. Организована программная среда, позволяющая работать как с данными лазерной локации, так и со сложными триангуляционными моделями объектов.

Задача была решена на базе расширяемой программной среды для 3D-моделирования и визуализации Autodesk 3ds Max.

2. Разработана технология импорта данных J1J1 в предложенную программную среду Autodesk 3ds Мах, позволяющая осуществлять передачу и яркостей отраженных сигналов J1J1. Это дало возможность повысить скорость при моделировании объектов съёмки до 20-30%.

3. Написаны программные модули, обеспечивающие возможность обработки полученной информации с учётом её специфики, в частности: программы прореживания данных JIJI по различным алгоритмам, программа построения триангуляционных сетей, программа построения горизонталей объектов местности и экспорта результатов в ГИС Maplnfo и другие.

4. Программные модули, созданные автором в процессе разработки, нашли своё практическое применение в ряде проектов по моделированию объектов:

• архитектурная композиция «Золотые комнаты МИИГАиК ;

• станция метро «Проспект Мира (-радиальная и переход);

• скульптурная композиция «Рабочий и Колхозница ;

• модель УКПГ (Установки Комплексной Подготовки Газа), г. Новый Уренгой.

Результаты исследования нашли свое применение, в учебном процессе на кафедре ВТиАОАИ.

ПУБЛИКАЦИИ ПО ТЕМЕ ДИССЕРТАЦИИ

1. Маслаков A.A., Моделирование сложных объектов на основе данных лазерной локации // Изв. вузов. Геодезия и аэрофотосъёмка. - 2007. -№6.-С. 140-147.

2. Кавешников М.Б., Маслаков A.A., Герасимова Н.В., Методика нанесения горизонталей на топографические карты по материалам воздушного лазерного сканирования // Изв. вузов. Геодезия и аэрофотосъёмка. -2009. -№ 1. - С. 28-33.

3. Маслаков A.A., Расширение возможностей Autodesk 3ds Мах для импорта данных лазерной локации // ВИНИТИ, Москва, 2009г.; Деп. в ВИНИТИ 26.02.09, N102- В 2009г.

Подписано в печать 19.03.2009. Гарнитура Тайме Формат 60x90/16. Бумага офсетная. Печать офсетная. Печ. л. 1,5 Тираж 80 экз. Заказ № 88 Цена договорная

Отпечатано в УПП «Репрография» МИИГАиК 105064, Москва, Гороховский пер., 4

Содержание диссертации, кандидата технических наук, Маслаков, Алексей Александрович

Основные обозначения и сокращения.

Введение.

Глава Г. Анализ методов и аппаратно-программных средств при 3Dмоделировании по данным JTJT.

1. Г Возможности использования лазерного сканирования для построения ЗБ-моделей различного назначения.

1.2 Принципы получения и представления пространствен-ных данных методом J1J1.

1.3 Методы полуавтоматической векторизации данных наземной лазерной локации.

1.4 Форматы хранения и передачи данных JIJI и трёхмерных полигональных моделей, особенности работыс ними

1.5 Выбор программно-аппаратной платформы для ЗО-моделирования.

1.5.1 Обзор и анализ программных средств, применяемых для 3D-моделирования.

1.5.2 Описание программной платформы для ЗО-моделирования.

1.6 Возможности системы ЗВ-моделирования 3ds Мах.

Выводы.

2. Разработка методов и технологии представления и импорта данных НДС в программную среду для ЗО-моделирования.

2.1 Представление данных HJIJI как массива точек, составленных из объектов Point Helper класса Helpers.

2.2 Представление данных HJIJI как триангуляционной ЗБ-модели типа Editable Mesh (Редактируемая Триангуляционная Сеть).

2.3 Представление данных HJIJI в виде «облака точек».

Выводы.

3. Разработка технологий создания и обработки ЗО-моделей с использованием данных HJIJI.

3.1 Выбор точек по различным алгоритмам и создания на их основе отдельных массивов точек.

3.2 Триангуляция массива точек. Технология создания горизоналей рельефа местности по триангуляционным моделям.

3.3 Технология автоматизированной корректировки топологической структуры триангуляционных моделей с проверкой их пространственного положения.

Выводы.

4. Обмен ЗБ-моделями с ГИС.

4.1 Экспорт ЗБ-моделей.

4.1.1 Экспорт ЗБ-моделей в Google Earth.

4.1.2 Экспорт ЗБ-моделей в Arclnfo.

4.2 Возможности импорта ЗБ-моделей из ГИС в системы 3Dмоделирования.

Выводы.

Введение Диссертация по наукам о земле, на тему "Разработка геоинформационной технологии построения 3D-моделей объектов по данным лазерной локации"

Актуальность. Лазерное сканирование, появившись на российском рынке менее 10 лет назад, постепенно находит применение при решении всё большего круга задач. Это — оперативный . контроль строительства инженерных сооружений и мониторинг их состояния при эксплуатации, создание или восстановление чертежей, и ЗБ-моделирование сложных архитектурных объектов: скульптурных групп, барельефов, детализированных сооружений, и оперативный мониторинг состояния подземных тоннелей; определение объемов складов, подземных выработок, и получение топопланов различного масштаба, назначения, детализации, и многое другое. Всё это может быть использовано для создания трёхмерного информационного наполнения геоинформационных систем [29].

На основе данных лазерного сканирования могут строиться чертежи зданий и сооружений, горизонтали рельефа местности, цифровые TEST- и GRID-модели рельефа местности, полигональные ЗБ-модели антропогенных объектов. Причём к настоящему времени, несмотря- на ведущиеся успешные исследования в данных областях как в России [8], [21], [4] так и за рубежом [6], [7], [16] не разработано универсальных и эффективных технологий, позволяющих решать эти задачи в автоматическом режиме и с высокой степенью надёжности. Автоматическая векторизация является задачей интеллектуального распознавания отсканированных объектов. При этом часто обработке подлежит участок местности с большим количеством объектов или объект с большим количеством деталей, что сильно усложняет процесс распознавания. Причём в некоторых участках плотность сканирования может являться явно избыточной, а в других — явно недостаточной. Поэтому для создания выходных материалов могут быть использованы и дополнительные данные, например, получаемые с чертежей и планов, фотографии, данные тахеометрической съёмки, космических изображений или иные трудноструктурируемые материалы.

В итоге, обработку данных лазерного сканирования продолжают осуществлять в полуавтоматическом режиме, причём с использованием сразу нескольких программных пакетов [8], каждый из которых может иметь высокую коммерческую стоимость. В частности, для построения полигональных моделей в геоинформационных системах требуется, чтобы ПО имело возможность работать с большим количеством точек лазерной локации (ТЛЯ), осуществлять их взаимную привязку в единую координатную систему, а также иметь удобный интерфейс и возможности расширения функциональности, позволяющие сэкономить время работы над проектами за счёт адаптации ПО под каждую конкретную задачу, причём создание трёхмерных полигональных моделей должно удовлетворять следующим критериям:

- точность определения пространственного положения объектов съёмки;

- высокой степенью дешифрируемости объектов съёмки конечным пользователем;

- поддержки распространённых форматов передачи пространственных данных.

Кроме того, немаловажным фактором является возможность освоения данного прикладного ПО за ограниченное время и возможность оперативной интеграции получаемых моделей в распространённые ГИС, поддерживающие ЗО-данные. В частности, важно наличие поддержки основных форматов экспорта данных и возможности создания программных модулей для экспорта в непредусмотренные изначально форматы.

Отсутствие готового программного решения, удовлетворяющего всем вышеперечисленным требованиям, и вызывает необходимость разработки технологии, обеспечивающей наиболее полное решение поставленных задач.

Данная диссертационная работа посвящена разработке технологии построения полигональных ЗБ-моделей для ГИС с использованием данных JIJI, с учётом всё возрастающих требований ГИС к их качеству, точности, стоимости и срокам создания.

Целью работы является разработка технологии построения трёхмерных моделей для геоинформационных систем по данным лазерной локации.

Для достижения поставленной цели- требуется решить следующие задачи:

1. Организация программной, среды, позволяющей работать как с данными лазерной локации, так и со сложными полигональными моделями.

2. Разработка технологии импорта данных JIJI в заданную программную среду с сохранением всей необходимой информации, а также экспорта создаваемых в ней триангуляционных моделей объектов в ГИС.

3. Обеспечение возможности обработки полученной информации с учётом её специфики (сравнительно большие объёмы данных, необходимость редактирования массива точек по различным алгоритмам, наличие широких возможностей полигонального моделирования и текстурирования объектов).

Методы исследования.

С целью экспериментального подтверждения теоретических выводов о возможности создания моделей по технологии, предлагаемой в настоящей диссертационной работе, были проведены эксперименты по импорту дискретных данных, полученных с использованием технологии лазерной локации, из нескольких программных сред (Leica Cyclone, Trimble RealWorks и др.) в среду для ЗО-моделирования 3ds Мах. Исследованы возможности перечисленного ПО на основе официальных обучающих материалов и в процессе решения задач по сканированию и моделированию промышленных и гражданских объектов. Изучены и сопоставлены существующие технологии работы с пространственными данными. Разработаны и апробированы на практике программные средства по импорту, экспорту и обработке пространственных данных.

Положения, выносимые на защиту:

1) Методика работы с данными JIJI в специализированном программном пакете для BD-моделирования — Autodesk 3ds Max;

2) Методы построения полигональных 3d моделей по данным наземного лазерного сканирования в среде для ЗЭ-моделирования Autodesk 3ds Max;

3) Алгоритмы для чтения и записи пространственных данных в ПО при ЗЭ-моделировании с сохранением фотометрических характеристик изображений, полученных при JIJI;

4) Методика обработки данных JIJI, позволяющая повысить эффективность процесса ЗЭ-моделирования за счёт повышения его производительности и учёта визуальных особенностей исходного объекта съёмки.

Достоверность научных результатов, выводов и рекомендаций подтверждается положительным опытом внедрения предложенной разработки в производственные процессы на каф. ВТиАОАИ МИИГАиК и НПП «Навгеоком».

Результаты работы докладывались на международном промышленном форуме "GEOFORM+" в 2005 и в 2006 годах; на научном конгрессе «ГЕОСибирь» (направление «Геодезия, картография, маркшейдерия») в 2006г. в Новосибирске; на конференциях студентов, аспирантов и молодых ученых в МИИГАиК в 2008г.; на всероссийской выставке научно-технического творчества молодежи «НТТМ-2005» и «НТТМ-2006» в Москве.

1. Анализ методов и аппаратно-программных средств при Зй-моделировании по данным ЛЛ

В настоящей главе рассматриваются возможность и особенности применения наземного и воздушного лазерного сканирования для создания различных типов компьютерных трёхмерных моделей местности и моделей зданий и сооружений. Для этого приводятся области использования основных систем наземного лазерного сканирования, применяющихся в настоящее время, принципы проведения лазерно-локационных измерений. Также рассматриваются форматы хранения и передачи данных JTJI и трёхмерных полигональных моделей, особенности работы с ними, типы хранимых данных. Приведены основные методы построения ЗБ-моделей, а также обзор основных программных средств для построения ЗБ-моделей и обработки данных ЛЛ.

1.1 Возможности использования лазерного сканирования для построения Зй-моделей различного назначения

В связи с бурным развитием компьютерных технологий для нужд различных информационных систем, таких как ГИС и САПР требуются технологии, позволяющие создавать трёхмерные компьютерные модели объектов, обладающие определёнными свойствами [10]. Эти свойства задаются целями и задачами проектов, а также конкретными особенностями применяемых операционных систем. Введём классификацию полигональных трёхмерных моделей, подходящих для применения в ГИС, по типам использующих их приложений.

1) а) Для нужд геоинформационных систем используются модели в виде триангуляционных сетей mesh-типа. Причём, строго теоретически, нет прямой необходимости в соблюдении топологической корректности моделей. Однако здесь принимаются в расчёт другие требования:

- малый объём памяти, что особенно важно для получающих всё большее распространение сетевых геоинформационных систем, обычно называемых веб-ГИС;

- назначение моделям текстур — растровых изображений, служащих для закраски (shading) объекта — с описанием метода проецирования;

- возможность удобного добавления атрибутивной информации.

В рассматриваемой области, например для задачи создания трёхмерных моделей городов, лазерное сканирование позволяет существенно упростить процесс моделирования. Достигается это за счёт особенностей технологии JIJI, позволяющей осуществлять сплошную детальную пространственную съёмку территории с разрешением, заведомо превышающим минимально необходимое для построения подробных моделей городской территории, в отличие от традиционных методов получения пространственных данных, таких как тахеометрическая съёмка, не являющаяся сплошной, или получение пространственных координат фотограмметрическим методом, дающим меньшее разрешение [15]. Причём процесс съёмки осуществляется в полуавтоматическом режиме, что ещё более сокращает время выполнения работ. Особо следует отметить, что новые, более эффективные методы получения трёхмерных объектов, развиваются, в том числе, и в направлении автоматизации поставленной задачи. б) В ГИС также используются цифровые модели рельефа [14] (ЦМР), для получения которых лазерное сканирование оправдывает себя как на небольших участках в несколько гектар (наземное сканирование технологических узлов предприятия с учётом особенностей рельефа), так и на более крупных территориях (воздушное сканирование рельефа [12]). Рельеф может задаваться не только в виде нерегулярных триангуляционных сетей (TIN), но и как регулярные (Grid) 2,5D модели, формируемые на основе растрового изображения (Рис. 1.1).

Рис. 1.1 Пример рельефа, задаваемого регулярной сеткой

При совершенствовании методов автоматизации получения 3D-моделей, включающих применение наземного и воздушного лазерного сканирования, необходимо тесно интегрировать в единой программной среде все имеющиеся исходные данные для моделирования. При этом работа с данными лазерной локации, как наиболее новым типом информации, требует более внимательного изучения.

2) Для САПР требуется не просто высокоточные трехмерные модели. В ряде случаев они должны быть представлены как твердотельные объекты, что предоставляет ряд дополнительных возможностей для работы с ними. Это, например, удобство мониторинга и прогнозирования деформаций [11], удобное получение сечений и разрезов [32], расчет масс и объёмов, определение нагрузок на фундамент и многое другое. Именно благодаря высокой точности и возможности проведения сплошной съёмки лазерное сканирование используется для моделирования, что потом задействуется в САПР, особенно на сложных технологических узлах предприятий: эстакадах, участках с большим количеством трубопроводов, располагающихся на поверхности земли в несколько ярусов. В таких случаях трёхмерные модели являются удобнее в использовании, чем традиционные плоские чертежи.

Требования САПР, касающиеся записи трёхмерных пространственных данных в твердотельном формате, необходимо принимать в расчёт при работе над некоторыми проектами, относящимися к области ГИС, в связи с особенностями технологических цепочек ПО, используемого на предприятиях. Как правило, это связано с контролем топологической корректности моделей, а также с задачей экспорта-импорта данных между различными приложениями.

3) В заключение можно упомянуть высокополигональные модели. Часто это модели памятников и сложных сооружений, имеющих культурное значение, создаваемые в рамках проектов по сохранению культурного наследия. Данный тип моделей выделяется в отдельную группу, так как не всегда требует сохранения твердотельного формата записи моделей, необходимого для САПР, но при этом является намного более детализированным, чем модели, обычно использующиеся в ГИС. Для удешевления процесса создания высокополигональных моделей технология JIJI является востребованной за счёт возможности проведения съёмки с повышенной детализацией.

Несмотря на тот факт, что типов моделей для ГИС насчитывается немного, технологии лазерного сканирования, использующие вышеуказанные модели, охватывают широкие области человеческой деятельности:

1) строительство, архитектура, нефтегазовая промышленность [2], [13]:

- создание цифровых моделей технологических объектов и оборудования для целей контроля строительства;

- мониторинг существующих жилых, технологических [16] и культурных объектов;

- создание геоинформационных систем для повышения качества контроля, учёта и проектирования;

- восстановление чертежей, планов технологических объектов, архитектурных чертежей фасадов зданий [4];

- реставрация памятников и сооружений, имеющих культурное и историческое значение [3];

2) выполнение топографической съёмки

- построение топографических карт и планов территорий [2], особенно с плотной застройкой;

- построение рельефа местности повышенной точности;

3) горная промышленность:

- маркшейдерское сопровождение буровых и взрывных работ;

- определение объемов выработок и складов сыпучих материалов;

- мониторинг как подземных выработок, так и открытых карьеров.

Существуют также и факторы, затрудняющие применение JIJL К ним относятся: во-первых, большой объём получаемой информации, требующий значительных вычислительных ресурсов и объёмов памяти для обработки и дальнейшей интерпретации, а во-вторых, высокая стоимость соответствующей аппаратуры и программного обеспечения. Первая проблема решается правильным выбором рабочего разрешения сканирования, а также применением алгоритмов фильтрации данных уже на начальных этапах (вплоть до этапа съёмки). Вторая проблема — стоимость — снизится по мере более широкого распространения технологий JIJI. Причём если стоимость аппаратуры регулируется количеством покупателей и производителей, конкурирующих на рынке, то стоимость ПО будет падать по мере появления новых, более совершенных приложений, в т.ч. и создаваемых самими пользователями. Под «пользователями» могут пониматься и компании, занимающимися лазерным сканированием и стремящимися уменьшить трудозатраты путём разработки более эффективных рабочих инструментов и алгоритмов своими силами. Разработке таких инструментов и посвящена настоящая работа.

Заключение Диссертация по теме "Геоинформатика", Маслаков, Алексей Александрович

Выводы

Эффективный обмен данными между ГИС и программами для создания ЗЭ-моделей также является важным звеном и должен быть отработан с учётом как особенностей используемых форматов хранения и передачи данных, так и особенностей применяемого ПО. В настоящей главе подробно расматриваются особенности взаимодействия с геоинформационными системами: ESRI Arclnfo и Google Earth. Причём, внимание уделено не только прямой (в ГИС), но - и обратной (из ГИС) передаче данных.

Заключение

Целью данной диссертационной работы была разработка технологического процесса построения ЗО-моделей для ГИС по данным лазерной локации. При этом решались следующие задачи:

1. Организация программной среды, позволяющей работать как с данными лазерной локации, так и со сложными триангуляционными моделями объектов.

Задача была решена на базе расширяемой программной среды для 3D-моделирования и визуализации Autodesk 3ds Мах. Выбран и исследован формат представления данных JIJI в указанной среде. Экономическая выгода технологии, предлагаемой автором, становится более очевидной, если сравнить стоимость полных лицензий на ПО Leica Cyclone и Autodesk 3ds Мах. Их стоимость составляет около 20 ООО $ и 4 ООО $ соответственно.

2. Разработка технологии импорта данных JIJI в заданную программную среду с сохранением всей необходимой информации, а также экспорта создаваемых в ней триангуляционных моделей объектов в ГИС.

При решении этой задачи был проведён анализ форматов хранения и передачи трёхмерных полигональных моделей и данных JIJI. По результатам исследования, на языке написания программных сценариев MaxScript, были созданы программы прямого импорта данных JIJI в Autodesk 3ds Max. Важным отличием от существующих решений является реализованная передача яркости отражённого сигнала (и цвета, получаемого с фотоизображений) точек JIJI. Дополнительная информация о цвете позволяет повысить скорость моделирования, причём для отдельных проектов экономия времени достигает 20-30%. Исследованы и подробно описаны схемы экспорта ЗО-моделей из 3ds Мах в геоинформационные системы Google Earth и ESRI Arclnfo, включая обратный перенос информации.

3. Обеспечение возможности обработки полученной информации с учётом её специфики (сравнительно большие объёмы данных, необходимость редактирования массива точек по различным алгоритмам, наличие широких возможностей полигонального моделирования и текстурирования объектов).

Для решения этой задачи были исследованы возможности Autodesk 3ds Мах в области работы с данными JIJI и моделирования на их основе. По итогам, найдены подходящие решения и написаны программы для реализации отсутствующих функций, в частности: программы прореживания данных JIJI по различным алгоритмам, программа построения триангуляционных сетей, программа построения горизонталей объектов местности и экспорта результатов в ГИС Maplnfo, и другие. Суммарно, разработанная технология моделирования существенно повышает скорость выполнения работ, в частности, программа проверки топологической коррекции и пространственного положения ЗО-моделей при сравнительно большом общем числе объектов позволяет сократить время проверки выполняемого проекта на несколько дней.

При написании данной работы проводилось изучение отечественных и зарубежных научно-технологических материалов, посвященных исследованной теме. Был изучен рынок наиболее популярных и часто использующихся программных пакетов для обработки данных JIJI, подходящих описываемым целям, а также проведен их анализ с точки зрения возможностей моделирования.

Предложенный автором метод представления и обработки «облаков точек» как узлов триангуляционных сетей посредством встроенного языка написания сценариев, без необходимости построения треугольников, является универсальным для программ ЗО-моделирования и может использоваться практически во всех подобных программных пакетах. Однако в качестве основы для разработки был выбран продукт Autodesk 3ds Max -универсальный программный пакет с широкими возможностями для

86 построения 3D моделей. От программ аналогичного класса данный пакет отличает большое количество русскоязычных учебных материалов, созданных сформировавшимся сообществом специалистов. Критически важной для поставленной задачи возможностью данной программы, не являющейся при этом уникальной, является встроенный язык написания программных сценариев - MaxScript. Он позволил существенно расширить её функциональность в области импорта и обработки данных JIJI, что дало возможность решить поставленные задачи.

Проблема построения моделей, помимо непосредственно моделирования, также связана с проблемами передачи данных лазерной локации между ПО (импорт и экспорт), а также их первичной обработки. Автором эти поставленные задачи были решены при помощи MaxScript. Данный метод также нашёл своё применение в автоматизированной обработке по задаваемым алгоритмам моделей, созданных по данным JIJI вне пакета 3ds Мах. Созданные разработки хорошо себя зарекомендовали при выполнении работ, поэтому планируется дальнейшая унификация данного процесса, прежде чем речь пойдет о широком использовании его в производственных целях.

Была доказана принципиальная возможность выбранной программной среды успешно оперировать с данными JIJI при использовании разработок созданных автором. При этом от конечного пользователя не требуется высокой квалификации ввиду возможности существенной модификации интерфейса программной среды под конкретную задачу, вплоть до создания собственного. Созданная программная среда остаётся открытой для модернизации, и это востребовано в случае появления новых специфических задач из области JIJI и ГИС.

Подход, используемый автором при решении поставленных задач, позволил решать вопросы, связанные с экспортом получаемых моделей в ГИС, такие как Google Earth и ESRI Arclnfo. С нарастанием популярности сервисов, аналогичных Google Earth и с появлением ЗО-моделей городов, именно публикация данных в рамках подобных сетевых ГИС может стать наиболее актуальна.

Итоговые разработки нашли своё воплощение в виде технологических схем и проверенных методик по обработке данных JIJI, построению 3D-моделей на их основе и импорту в различные ГИС. Программные модули, созданные автором в процессе разработки нашли своё применение в успешно выполненных проектах по моделированию объектов, среди которых можно перечислить:

• архитектурная композиция «Золотые комнаты МИИГАиК»;

• станция метро «Проспект Мира» (-радиальная и переход);

• скульптурная композиция «Рабочий и Колхозница»;

• модель УКПГ (Установки Комплексной Подготовки Газа), г. Новый Уренгой.

Использование приведённых разработок позволило повысить точность моделирования за счёт более корректной генерализации объектов. Сокращение времени выполнения работ достигало 20% масштабах проекта и 90% для этапов конвертации и проверки полученных результатов.

Учитывая все написанное выше, можно утверждать, что работа носит законченный характер, результаты исследования нашли свое применение, а так же внедрены на кафедре ВТиАОАИ в ГИС-лаборатории МИИГАиК, а также НИН «Навгеоком».

Библиография Диссертация по наукам о земле, кандидата технических наук, Маслаков, Алексей Александрович, Москва

1. Аникушкин М.Н., Наземные системы лазерного сканирования. Опыт работ Текст./ М.Н. Аникушкин// Геопрофи. 2005. - №1. - С. 49-50.

2. Журкин И.Г., Жигалов К.Ю., Волкович Е.В. Применение лазерных технологий для создания ЗБ-модели архитектурной композиции «Золотые комнаты МИИГАиК // Материалы всероссийской выставки научно-технического творчества молодежи Москва, 2005 — с. 115-116.

3. Комиссаров А.В., Получение метрической информации об объектах архитектурного наследия по данным наземного лазерного сканирования Текст./ А.В. Комиссаров, Д.В. Комиссаров// Изв. вузов. Стр-во. 2006. — №5. С. 112-115.

4. Autodesk 3ds Max 2008 MaxScript Reference.

5. Impyeong Lee, Fusion of Terrestrial Laser Scanner Data and Images for Building Reconstruction // Impyeong Lee, Yunsoo Choi // XXth ISPRS Congress, 2004.

6. Friso Penninga, Towards 3D Topography using a Feature-based Integrated TIN/TEN Model // Friso Penninga. 8th AGILE Conference on GIScience, Estoril, May 2005, 9 p.

7. Использование высокоточного лазерного сканирования для изготовления бронзовой скульптуры. Электронный ресурс.: сайт ЗАО HI И1 «НАВГЕОКОМ» Режим доступа: http://www.navgeocom.ru/projects/statue/index.htm

8. Медведев Е.М., Григорьев А.В. С лазерным сканированием на вечные времена. Геопрофи Г2003, С. 5-10.

9. Мельников С.Р., Инновации в создании цифровых моделей — трехмерные лазерные безотражательные сканирующие системы Текст./ С.Р. Мельников, О.В. Дроздов// Нефтяное хозяйство. 2001. - №6. - С. 26-27.

10. Мониторинг деформаций сооружений в сочетании с технологией трехмерного моделирования Текст./ А.В. Комиссаров и др.// Геодезия и картография. 2006. - №6. - С. 12-14.

11. Некоторые области применения лазерного сканирования Электронный ресурс.: офиц. сайт компании НЛП «Геокосмос». — Режим доступа: http://www.geokosmos.ru.

12. Фрейдин А., Лазерное ЗО-сканирование в геодезии для строительства Текст./ А. Фрейдин// Строительная инженерия. -2005. №1. - С. 40-43.

13. Terrestrial laser scanning for deformation monitoring — load tests on the Felsenau viaduct (CH) Текст./ H.-M. Zogg и др.// XXIth ISPRS Congress, Beijing, CHINA, 3-11 Jul 2008.

14. MeshLab Электронный ресурс.: официальный сайт ПО MeshLab, Italian National Research Council Режим доступа:http ://meshlab. sourceforge .net/.

15. ScriptSpot Электронный ресурс.: 3d Script Community Режим доступа: http ://www. scriptspot. com.

16. Наземные сканирующие системы Riegl Электронный ресурс.: Официальный сайт на русском языке фирмы Riegl Community Режим доступа:http:// www.riegl.ru/riscanpro.html.

17. Trimble® RealWorks Survey™ User Guide, Version 2006, July 2006.

18. HDS Data & Spec Sheets Электронный ресурс.: сайт Leica Geosystems HDS Режим доступа:http://www.leica-geosystems.com/corporate/en/products/lgs42304.htm.

19. Cyclone 3.1 User's Manual, Cyra Technologies, 2001.

20. I-Site Studio 3D laser imaging software Электронный ресурс.: сайт I-Site Pty Ltd Режим доступа:http://www.isite3d.com/pdf/MaptekI-SiteStudio.pdf.

21. Laser scanning for geotechnical engineering, Kohousek Ivo, материал конференции 3rd IAG / 12th FIG Symposium, Baden, May 22-24, 2006.

22. Лазерный сканер FARO LS 880. Сканирование промышленных предприятий от FARO Электронный ресурс.: сайт ООО "Йена Инструмент" Режим доступа:http://www.jena.ru/cgi/content/contentTT.pl?tmpl=about&list=laser&id=10863474 62.

23. Программное обеспечение RapidForm Электронный ресурс.: сайт ЗАО НЛП «НАВГЕОКОМ» Режим доступа:http://www.navgeocom.ru/scan/software/rapidform/index.htm.

24. Жигалов К.Ю., Векторизация и конвертация данных лазерной локации в ГИС-технологиях, диссертация на соискание ученой степени кандидата технических наук, Москва, 2007.

25. Волкович Е.В., Разработка технологии получения электронных крупномасштабных планов сложных инженерных сооружений по результатам наземной лазерной съемки, автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук, Москва, 2007.

26. Плагин чтения формата Collada *.DAE в Autodesk 3ds Мах Электронный ресурс.: J.R.Donohue Homepage Режим доступа: http://jrdonohue.eom/colladamax305b2009.zip.

27. Weisensee M., Registration and integration of point clouds using intensity information Текст./ M. Weisensee, A. Wendt// Procs. 6th Conference on Optical 3-D Measurement Techniques, PP. 290-297, Zurich, Switzerland, September 2225,2003.

28. Kang Z., Zlatanova S., Gorte В., Automatic Registration of Terrestrial Scanning Data Based on Registered Imagery, Proceedings FIG Working Week, May, Hong Kong, pp. 11, 2007.

29. Скворцов, A.B., Обзор алгоритмов построения триангуляции Делоне Текст./ А.В. Скворцов// Вычислительные методы и программирование — 2002. Т. 3.-С. 14-39.

30. Середович Александр Владимирович., Методика создания цифровых моделей объектов нефтегазопромыслов средствами наземного лазерного сканирования: автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук: 25.00.32, Новосибирск, 2007.