Skaning laserowy satelitarny

Zostaliśmy przyzwyczajeni do występowania w geodezyjnym zasobie, danych wywodzących się ze skanowania laserowego lotniczego. Zmieniły te dane geodezyjne, jakość wysokościowego modelu numerycznego na terenie całego kraju, między innymi jeśli mowa o modelu terenu, jak również o modelu pokrycia terenu. Dane pochodzące z tych pomiarów geodezyjnych są źródłem utworzonych przez Główny Urząd Geodezji i Kartografii modeli budynków. Technika laserowego skaningu lotniczego obiera różne kierunki. Naziemne skanowanie na dobre zagościło w dużych firmach, które obsługują różne inwestycje oraz realizujące projekty trójwymiarowego modelowania różnego rodzaju zabytków i obiektów. Bardzo szybką metodą dostarcza chmurę punktów zapisaną jako rzeczywisty obraz naokoło instrumentu.

Zastosowanie w środowisku

Skanowanie satelitarne, laserowe ma związek z umieszczonymi na pokładzie satelitów sensorami laserowymi. Dane pochodzące z satelitów są udostępniane na zasadach wolnej licencji i mogą zostać wykorzystane w zamierzeniach związanych z monitoringiem środowiska.

Misje i projekty lidar

Najciekawszym z projektów była misja Vegetation Canopy Lidar z roku 1996. Stanowiła część programu Earth System Science Pathfinder. Misja miała zadanie dostarczyć po raz pierwszy globalnej inwentaryzacji struktury pionowej lasów w zasięgu Ziemi, za pomocą wielowiązkowego laserowego wysokościomierza o nazwie Multi Beam Laser Altimeter o plamce wielkości rzędu 25 metrów. Gdzie wiązki były oddalone od siebie o 2 kilometry. Jednak projekt, mimo realizacji wielu koncepcyjnych prac oraz stworzeniu sensorów był opóźniony. W 2000 roku został ostatecznie anulowany ze względu na niewielką w ocenie badaczy, przydatności dla naukowych rezultatów projektu.

Niezwykłe możliwości skanera laserowego

Przykład może stanowić zrealizowany z ogromnym sukcesem projekt laserowego satelitarnego skanowania poprzez dwie misje takie jak Ice, Cloud and Land Elevation Satellite. Zadaniem misji było między innymi obserwowanie lodowców w obszarze polarnym. Cel pomiaru obejmował też pomiary topograficznych wysokości terenu, roślinności oraz rozmieszczenia pionowego chmur. Był to element Systemu Obserwacji Ziemi . W styczniu 2000 roku zostały wyniesiony w przestrzeń kosmiczną satelita ICESat. 600 kilometrów na Ziemią znajdowała się jego orbita. Była niemalże polarna i prawie kołowa, co dało możliwość obserwacji Ziemi między szerokością geograficzną 86 stopni N i 86 stopni S. Czujnik wysokościowy był wysokościomierzem laserowym nazwany Geoscience Laser Altimeter System. Rejestrował fale odbitej wiązki laserowej. Generalnie składał się z trzech laserów. A wielkość jego plamki wynosiła 70 metrów. Dawało to możliwość zapisu punktów pomiarowych co 175 metrów na obszarze Ziemi. W 2010 roku rozpoczęła się druga misja ICEsat-2. Początek dało wystrzelenie drugiego satelity w 2015 roku. Pierwsze dane zostały otrzymane w październiku 2018 roku. Pomiarem laserowym w tej misji zajmuje się Advanced Topographic Altimeter System. Skaner, który korzysta z fal o długości 532 nanometrów. Wysyła 6 wiązek laserowych w 3 parach względem siebie oddalonych o 2,5 kilometra, ukierunkowanych w poprzek wobec orbity satelity. Co sekundę emituje 10 000 impulsów, co daje rezultat próbkowania pomiaru co 70 cm. Każdy z tych impulsów emituje fotony w ilości 200 bilionów. Niestety tylko kilkanaście z nich powraca z powrotem do urządzenia. Zapisywane są poprzez berylowy teleskop o wielkości 79 centymetrów.

Naloty wykonywane wiosną i jesienią

Aby zachować ciągłe zbieranie danych z obu misji, NASA realizuje misję IceBrige. W tejże misji radary oraz grawimetry zbierają informacje o topografii terenów polarnych oraz grubości lodu. Loty misji są wykonywane w marcu i maju nad Grenlandią. W październiku nad rejonem Antarktydy.

Kto skorzysta?

Zasób geodezyjny wzbogacony o dane pochodzące ze skaningu geodeci będą mogli wykorzystywać w celu wykonywania swoich prac i zadań geodezyjnych. Geodeta Poznań wykorzysta nie tylko dane z lotniczego ale także z satelitarnego skanowania, aby wykonywać zaawansowane usługi geodezyjne i pomiary.

Rodzaje map

Ważnym elementem geodezji i jednym z produktów finalnych wytwarzanym przez geodetów są mapy geodezyjne. Nie każda praca geodezyjna kończy się sporządzeniem i uwierzytelnieniem map. Są różne rodzaje map.

Do czego służą?

Między innymi: mapa do celów projektowych służy projektantowi do wykonania projektu. Zawiera niezbędne informacje o terenie niezbędne do właściwego zlokalizowania projektowanego obiektu. Mapa z projektem podziału nieruchomości zawiera projektowane numery działek powstałe w wyniku podziału oraz projektowane linie granice. Jest potrzebna do przeprowadzenia postępowania w sprawie podziału nieruchomości. Mapa z inwentaryzacji zawiera informacje o przestrzennym usytuowaniu obiektu budowlanego po zakończeniu jego budowy. Niezbędny dokument do uzyskania pozwolenia na użytkowanie.

Wspólne cechy map

Cechami charakterystycznymi dla map i je łączącymi jest opis pozaramkowy zawierający informacje ogólne o mapie. Powinny się tam znaleźć informacje dotyczące skali w jakiej mapa została sporządzona. Powinien widnieć geodeta uprawniony, który sporządził mapę i wykonawca pracy geodezyjnej. Mało istotne dla treści opisu pozaramkowego stanowią sekcje i arkusze map. Znajduje się w nim lokalizacja obiektu i data wykonania mapy.

Co stanowi treść mapy?

Mapa do celów projektowych powinna bazować na mapie zasadniczej z właściwego ośrodka dokumentacji geodezyjnej i kartograficznej. W swej treści zawiera nowe zaktualizowane dane pozyskane przez geodetę poprzez pomiary geodezyjne. Przedstawieniu na mapach podlegają obiekty przestrzenne. Budynki, drogi, drzewa, sieci uzbrojenia terenu, latarnie, lasy, zakrzewienia, punkty i linie graniczne oraz opisy tych obiektów. A wszystko powinno być zredagowane zgodnie z Rozporządzeniem w sprawie bazy danych obiektów topograficznych oraz mapy zasadniczej.

Układy współrzędnych

Mapy geodezyjne stanowiące rezultat przetwarzania pomiarów geodezyjnych mają określony układ współrzędnych. Obowiązującym układem jest układ współrzędnych prostokątnych płaskich 2000, natomiast obowiązującym geodetów w Poznaniu jest układ wysokościowy Amsterdam. W przeciwieństwie do wszech-otaczający obowiązujący układ Kronsztadt’86. Oznaczenia miejscowości znajdujących się w nazwach układów, pochodzą od miast u których brzegu pływają mareografy wyznaczające średni poziom morza. W niektórych opracowaniach kartograficznych niezbędne jest wkreślenia zasięgu, wówczas geodeta aktualizuje obszar znajdujący się w zakreślonym obszarze.

Mapa jako dokument

Mapki są uwierzytelniane przez urzędy geodezyjne. Mapy geodezyjne stanowią bardzo ważne dokumenty urzędowe. Niekoniecznie służą tylko i wyłącznie do odszukania drogi do celu czy zlokalizowania się w przestrzeni, ale również do celów projektowych czy wydawania decyzji administracyjnych.