Методичні засади вибору технології 3D-вимірювань для визначення об’єму блоків природного каменю в умовах діючого кар’єру
DOI:
https://doi.org/10.26642/ten-2026-1(97)-507-517Ключові слова:
блоки природного каменю, облицювальний камінь, визначення об’єму, 3D-вимірювання, дистанційне зондування, фотограмметрія, аерофотозйомка БПЛА, метод SfM/MVS, мобільне лазерне сканування, SLAM, LiDAR, 3D-модель, цифровізація кар’єрівАнотація
У статті наведено основні результати експериментального порівняння сучасних дистанційних технологій визначення об’ємів блоків природного облицювального каменю в умовах складського майданчика кар’єру. Метою дослідження є оцінювання точності, часової ефективності та технологічних обмежень трьох основних сучасних підходів: аерофотограмметрії з використанням БПЛА (UAV, SfM/MVS), мобільного лазерного сканування на основі SLAM та наземної фотограмметрії зі смартфона. Випробування виконано на майданчику розмірами 22×17 м, що містив 57 блоків, із застосуванням опорних і контрольних точок для метричної прив’язки та контролю якості. Обробку фотограмметричних даних було здійснено з використанням програми Pix4DMatic, SLAM-даних – при використанні Lixel Studio; точність результатів оцінювали за показниками RMSE.
В результаті аналізу даних вимірювань було встановлено, що UAV-знімання з малої висоти (6,5 м) і кутом нахилу камери 35–45° забезпечує найвищу метричну стабільність (RMSE ≈ 6 мм), однак характеризується найбільшими витратами камерального часу (77 хв на обробку 488 знімків) та суттєво залежить як від погодних, так і регуляторних обмежень. SLAM-метод продемонстрував найкращу оперативність (сукупно приблизно 46 хв на збір та обробку даних) при цьому було досягнуто достатню для інвентаризації точність (RMSE у плані 19 мм, за висотою 5 мм), що робить його використання перспективним як для періодичного, так і регулярного моніторингу складів блочної сировини. Фотограмметрія з використанням смартфонів (iPhone 13 Pro + Pix4Dcatch) виявила обмежену масштабованість: при збільшенні площі та кількості об’єктів (до 2196 знімків) спостерігалися так звані артефакти типу «подвоєння площин» і зростання шуму, що суттєво знижує придатність методу для великих однотипних виробничих площ. Отримані результати дозволяють обґрунтувати вибір сучасної технології 3D-вимірювань залежно від вимог до точності та продуктивності, а також формують передумови для розробки комплексу рекомендацій щодо інвентаризації об’ємів блоків природного каменю у реальних виробничих умовах.
Посилання
Kin, D.O., Lazorenko, N.Yu., Karpinskyi, Yu.O. et al. (2025), «Metodyka zastosuvannia slam-tekhnolohii u topohrafichnomu kartohrafuvanni», Heodeziia ta zemlevporiadkuvannia, рр. 610–62, doi: 10.32347/2786-7269.2025.15.610-626.
Sammartano, G. and Spanò, A. (2018), «Point clouds by SLAM-based mobile mapping systems: accuracy and geometric content validation in multisensor survey and stand-alone acquisition», Applied geomatics, Vol. 10 (4), рр. 317–339, doi: 10.1007/s12518-018-0221-7.
Chrbolková, A., Štroner, M., Urban, R. et al. (2025), «A Comparative Study of Indoor Accuracies Between SLAM and Static Scanners», Applied Sciences, doi: 10.3390/app15148053.
Chudá, J., Hunčaga, M., Tuček, J. and Mokroš, M. (2020), «The handheld mobile laser scanners as a tool for accurate positioning under forest canopy», The International Archives of the Photogrammetry, Remote Sensing and Spatial Information Sciences, Vol. 43, рр. 211–218, doi: 10.5194/isprs-archives-XLIII-B1-2020-211-2020.
Kotenko, V., Dorosh, L., Kovtun, V. et al. (2025), «Zastosuvannia nazemnoho lazernoho skanuvannia (SLAM R100) v umovakh vidkrytykh hirnychykh vyrobok», Cuchasni dosiahnennia heodezychnoi nauky ta vyrobnytstva, Issue II (50), рр. 135–143, doi: 10.33841/1819-1339-2-50-135-143.
Dolhikh, L.V., Dikhtiar, S.V. and Tomashevska, A.O. (2021), «Vykorystannia metodiv tsyfrovoi fotohrammetrii v umovakh pidzemnykh hirnychykh vyrobok», Visnyk Kryvorizkoho natsionalnoho universytetu, Issue 52, рр. 85–89, doi: 10.31721/2306-5451-2021-1-52-85-90.
Martino, A., Breggion, E., Balletti, C. et al. (2023), «Digitization approaches for urban cultural heritage: last generation mms within venice outdoor scenarios», The International Archives of the Photogrammetry, Remote Sensing and Spatial Information Sciences, Vol. 48, рр. 265–272.
Tanduo, B., Teppati Losè, L. and Chiabrando, F. (2023), «Documentation of complex environments in cultural heritage sites. a slam-based survey in the castello del valentino basement», The International Archives of the Photogrammetry, Remote Sensing and Spatial Information Sciences, Vol. 48, рр. 489–496.
Vivat, A., Horb, O., Pashkevych, Ye. et al. (2023), «Doslidzhennia mobilnoi systemy lazernoho skanuvannia STONEX X120GO», Suchasni dosiahnennia heodezychnoi nauky ta vyrobnytstva, Issue 2 (46), рр. 28–35, [Online], available at: http://nbuv.gov.ua/UJRN/sdgn_2023_2_7
Kotenko, V.V., Skoryk, M.A., Hnitetskyi, O.M. and Piskun, I.A. (2026) «Avtomatyzatsiia vyznachennia heometrychnykh parametriv blokiv pryrodnoho kameniu na osnovi fotohrammetrychnoho analizu za dopomohoiu viDoc RTK Rover», MINERALNI RESURSY UKRAINY, No. 1, рр. 59–65, doi: 10.31996/mru.2026.1.59-65.
Список використаної літератури:
Методика застосування slam-технології у топографічному картографуванні / Д.О. Кінь, Н.Ю. Лазоренко, Ю.О. Карпінський та ін. // Геодезія та землевпорядкування. – 2025. – С. 610–626. DOI: 10.32347/2786-7269.2025.15.610-626.
Sammartano G. Point clouds by SLAM-based mobile mapping systems: accuracy and geometric content validation in multisensor survey and stand-alone acquisition / G.Sammartano, A.Spanò // Applied geomatics. – 2018. – Vol. 10 (4). – Р. 317–339. DOI: 10.1007/s12518-018-0221-7.
A Comparative Study of Indoor Accuracies Between SLAM and Static Scanners / A.Chrbolková, M.Štroner, R.Urban and other // Applied Sciences. – 2025. DOI: 10.3390/app15148053.
The handheld mobile laser scanners as a tool for accurate positioning under forest canopy / J.Chudá, M.Hunčaga, J.Tuček, M.Mokroš // The International Archives of the Photogrammetry, Remote Sensing and Spatial Information Sciences. – 2020. – Vol. 43. – Р. 211–218. DOI: 10.5194/isprs-archives-XLIII-B1-2020-211-2020.
Застосування наземного лазерного сканування (SLAM R100) в умовах відкритих гірничих виробок / В.Котенко, Л.Дорош, В.Ковтун та ін. // Cучасні досягнення геодезичної науки та виробництва. – 2025. – Вип. ІI (50). – С. 135–143. DOI: 10.33841/1819-1339-2-50-135-143.
Долгіх Л.В. Використання методів цифрової фотограмметрії в умовах підземних гірничих виробок / Л.В. Долгіх, С.В. Діхтяр, А.О. Томашевська // Вісник Криворізького національного університету. – 2021. – Вип. 52. – С. 85–89. DOI: 10.31721/2306-5451-2021-1-52-85-90.
Digitization approaches for urban cultural heritage: last generation mms within venice outdoor scenarios / A.Martino, E.Breggion, C.Balletti and other // The International Archives of the Photogrammetry, Remote Sensing and Spatial Information Sciences. – 2023. – Vol. 48. – Р. 265–272.
Tanduo B. Documentation of complex environments in cultural heritage sites. a slam-based survey in the castello del valentino basement / B.Tanduo, L.Teppati Losè, F.Chiabrando // The International Archives of the Photogrammetry, Remote Sensing and Spatial Information Sciences. – 2023. – Vol. 48. – Р. 489–496.
Дослідження мобільної системи лазерного сканування STONEX X120GO / А.Віват, О.Горб, Є.Пашкевич та ін. // Сучасні досягнення геодезичної науки та виробництва. – 2023. – Вип. 2 (46). – С. 28–35 [Електронний ресурс]. – Режим доступу : http://nbuv.gov.ua/UJRN/sdgn_2023_2_7.
Автоматизація визначення геометричних параметрів блоків природного каменю на основі фотограмметричного аналізу за допомогою viDoc RTK Rover / В.В. Котенко, М.А. Скорик, О.М. Гнітецький, І.А. Піскун // МІНЕРАЛЬНІ РЕСУРСИ УКРАЇНИ. – 2026. – № 1. – С. 59–65. DOI: 10.31996/mru.2026.1.59-65.
##submission.downloads##
Опубліковано
Як цитувати
Номер
Розділ
Ліцензія
Авторське право (c) 2026 Микола Анатолійович Скорик, Олександр Миколайович Гнітецький
Ця робота ліцензується відповідно до Creative Commons Attribution-NonCommercial 4.0 International License.
Автор, який подає матеріали до друку, зберігає за собою всі авторські права та надає відповідному виданню право першої публікації, дозволяючи розповсюджувати даний матеріал із зазначенням авторства та джерела первинної публікації, а також погоджується на розміщення її електронної версії на сайті Національної бібліотеки ім. В.І. Вернадського.
