Фіксація наслідків військових дій методами наземного лазерного сканування
Автор: Герецький Богдан Ігорович
Кваліфікаційний рівень: магістр
Спеціальність: Космічна геодезія
Інститут: Інститут геодезії
Форма навчання: денна
Навчальний рік: 2023-2024 н.р.
Мова захисту: українська
Анотація: Війна, що триває в Україні, призвела до масштабних руйнувань інфраструктури та місцевості [2]. Всебічне документування цих руйнувань є необхідним як для: збереження доказів агресії Російської федерації проти України, та розробки планів відновлення держави. Наземне лазерне сканування (TLS) дозволяє створити високоточне тривимірне картографування структур і топографії, що значно перевищує можливості повітряних або орбітальних платформ. Це дослідження демонструє ефективну методологію використання систем TLS для ретельної фіксації пошкоджень внаслідок бойових дій. Масштабні обстріли ракетами, реактивними снарядами та артилерійськими снарядами по всій Україні завдали серйозної шкоди - від окремих будівель до цілих громад. Проте ризики залишаються постійними через наявність боєприпасів, що не вибухнули, які забруднюють ці місця. Ретельне обстеження місць знищення боєприпасів залишається необхідним для визначення інженерних завдань з відновлення, а також для потенційної юридичної відповідальності. Геопросторові методи виявляються незамінними для такого типу широкомасштабної кількісної оцінки пошкоджень, в тому числі супутникові знімки, аерофотознімання з дронів і наземні методи обстеження. TLS вирізняється своєю винятковою точністю аж до міліметрової роздільної здатності в поєднанні зі здатністю повністю охоплювати геометрично складні структури[3]. Це можливо завдяки розташуванню лазерного сканера в лічених метрах від пошкоджених об’єктів, що дозволяє сканувати мільйони точних вимірювань висоти поверхні за секунду. Значна кількість прикладів демонструють ефективне використання TLS для документування руйнувань в умовах війни. Як приклад Національна поліція використовує сучасні 3D-сканери для оцифрування доказів російських воєнних злочинів[2]. ЮНЕСКО також покладалася на комплексне картографування TLS для оцінки ракетного удару по цивільному житлу посеред Львова [1]. Широкі можливості моделювання TLS також дозволяють проводити прогнозні оцінки структурної цілісності, моделювати фізику вибуху і планувати необхідні ресурси для потенційної реконструкції. Такі можливості виявляються життєво важливими з огляду на постійну нестабільність, коли культурні об’єкти, що витримують удари, можуть зазнати повторних бомбардувань[4]. Таким чином, терміновість кампаній зі швидкого сканування переважає під час таких кризових ситуацій, коли активне відстеження змін у стані об’єктів є першочерговим пріоритетом. Мета дослідження: Показати, як наземне лазерне сканування ефективно фіксує, документує та аналізує вплив військових операцій. Об’єкт дослідження: Наземне 3D лазерне сканування для оцінки пошкоджень на полі бою та документування фізичних наслідків військових дій. Використання сканування та візуалізації для цифрового моделювання післябойових пошкоджень інфраструктури та змін у навколишньому середовищі. Предмет дослідження: Розробка ефективного робочого процесу та методології використання наземних лазерних сканерів для документування наслідків військових операцій. Це включає вибір відповідних інструментів і програмного забезпечення для сканування, створення точних 3D-зображень пошкоджень і аналіз наслідків бойових дій на основі даних сканування. Це дослідження застосування методів TLS для документування бойових пошкоджень зосереджене на дослідженні, проведеному в актовій залі Національного університету "Львівська політехніка". Експериментальна методика використовує інструмент Leica ScanStation C10 для створення хмари точок високої щільності в поєднанні з тахеометром Leica TCR 405 для допоміжних вимірювань відстаней і кутів. Камера Canon EOS 5D Mark III забезпечує додаткову цифрове фотографування з високою роздільною здатністю у видимому спектрі. Спеціалізоване програмне забезпечення інтегрує шари даних у консолідовані 3D-моделі. Робочий процес включає реєстрацію та зшивання сканів на основі спільних архітектурних особливостей, що використовуються як візуальні опорні точки. Подальша географічна прив’язка прив’язує моделі до фактичних координат наземних контрольних точок для точного геопросторового представлення. Багатокомпонентне об’єднання з надійними алгоритмами оптимізації вирівнювання дає змогу отримати моделі з точними реальними масштабами вимірювань. В результаті застосування методу TLS було створено інтегровану хмару точок, що складається з понад 20 об’єднаних станцій сканування із сумарною похибкою 5 мм. Подальші камеральні роботи складаються із накладання фотографічних текстур на профілі конструкцій для передачі фотореалістичних кольорів і деталей у фінальній 3D-сцені. Обґрунтовуючи TLS як оптимальне сучасне рішення для фіксації різноманітних наслідків військових операцій, ця методологія є найраціональнішою для прискорення інженерного реагування в умовах загострення ситуації.