<?xml version="1.0" encoding="UTF-8"?>
<!DOCTYPE article
PUBLIC "-//NLM//DTD JATS (Z39.96) Journal Publishing DTD v1.4 20190208//EN"
       "JATS-journalpublishing1.dtd">
<article xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" xmlns:xlink="http://www.w3.org/1999/xlink" xmlns:xsi="http://www.w3.org/2001/XMLSchema-instance" article-type="research-article" dtd-version="1.4" xml:lang="en">
 <front>
  <journal-meta>
   <journal-id journal-id-type="publisher-id">Izvestia Vuzov. Geodesy and Aerophotosurveying</journal-id>
   <journal-title-group>
    <journal-title xml:lang="en">Izvestia Vuzov. Geodesy and Aerophotosurveying</journal-title>
    <trans-title-group xml:lang="ru">
     <trans-title>Известия высших учебных заведений «Геодезия и аэрофотосъемка»</trans-title>
    </trans-title-group>
   </journal-title-group>
   <issn publication-format="print">0536-101X</issn>
   <issn publication-format="online">2618-7299</issn>
  </journal-meta>
  <article-meta>
   <article-id pub-id-type="publisher-id">6a9c15f432807fdbab86f873</article-id>
   <article-id pub-id-type="doi">10.30533/GiA-2026-013</article-id>
   <article-categories>
    <subj-group subj-group-type="toc-heading" xml:lang="ru">
     <subject>Геодезия</subject>
    </subj-group>
    <subj-group subj-group-type="toc-heading" xml:lang="en">
     <subject>Geodesy</subject>
    </subj-group>
    <subj-group>
     <subject>Геодезия</subject>
    </subj-group>
   </article-categories>
   <title-group>
    <article-title xml:lang="en">Distance Estimation Based on Laser Beam Divergence in Geodetic Monitoring Systems</article-title>
    <trans-title-group xml:lang="ru">
     <trans-title>Оценка точности определения расстояний по расходимости лазерного луча в системах геодезического мониторинга</trans-title>
    </trans-title-group>
   </title-group>
   <contrib-group content-type="authors">
    <contrib contrib-type="author">
     <name-alternatives>
      <name xml:lang="ru">
       <surname>Мареев</surname>
       <given-names>Артём Владимирович</given-names>
      </name>
      <name xml:lang="en">
       <surname>Mareev</surname>
       <given-names>Artem Vladimirovich</given-names>
      </name>
     </name-alternatives>
     <email>a.v.mareev@sgugit.ru</email>
     <xref ref-type="aff" rid="aff-1"/>
     <xref ref-type="aff" rid="aff-1"/>
    </contrib>
    <contrib contrib-type="author">
     <name-alternatives>
      <name xml:lang="ru">
       <surname>Макеев</surname>
       <given-names>Александр Викторович</given-names>
      </name>
      <name xml:lang="en">
       <surname>Makeev</surname>
       <given-names>Aleksandr Viktorovich</given-names>
      </name>
     </name-alternatives>
     <xref ref-type="aff" rid="aff-1"/>
    </contrib>
    <contrib contrib-type="author">
     <name-alternatives>
      <name xml:lang="ru">
       <surname>Каргина</surname>
       <given-names>Лидия Александровна</given-names>
      </name>
      <name xml:lang="en">
       <surname>Kargina</surname>
       <given-names>Lidiya Aleksandrovna</given-names>
      </name>
     </name-alternatives>
     <xref ref-type="aff" rid="aff-1"/>
    </contrib>
    <contrib contrib-type="author">
     <name-alternatives>
      <name xml:lang="ru">
       <surname>Янгалышев</surname>
       <given-names>Валентин Рамильевич</given-names>
      </name>
      <name xml:lang="en">
       <surname>Yangalyshev</surname>
       <given-names>Valentin Ramil'evich</given-names>
      </name>
     </name-alternatives>
     <xref ref-type="aff" rid="aff-1"/>
    </contrib>
   </contrib-group>
   <aff-alternatives id="aff-1">
    <aff>
     <institution xml:lang="ru">Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования Сибирский государственный университет геосистем и технологий</institution>
     <city xml:lang="ru">Novosibirsk</city>
     <country country="RU" xml:lang="ru">RU</country>
    </aff>
    <aff>
     <institution xml:lang="en">Siberian State University Geosystems and Technology</institution>
     <city xml:lang="en">Novosibirsk</city>
     <country country="RU" xml:lang="en">RU</country>
    </aff>
   </aff-alternatives>
   <pub-date publication-format="print" date-type="pub" iso-8601-date="2026-04-30T00:00:00+03:00">
    <day>30</day>
    <month>04</month>
    <year>2026</year>
   </pub-date>
   <pub-date publication-format="electronic" date-type="pub" iso-8601-date="2026-04-30T00:00:00+03:00">
    <day>30</day>
    <month>04</month>
    <year>2026</year>
   </pub-date>
   <volume>70</volume>
   <issue>2</issue>
   <elocation-id>2</elocation-id>
   <history>
    <date date-type="received" iso-8601-date="2025-10-02T00:00:00+03:00">
     <day>02</day>
     <month>10</month>
     <year>2025</year>
    </date>
    <date date-type="accepted" iso-8601-date="2026-04-24T00:00:00+03:00">
     <day>24</day>
     <month>04</month>
     <year>2026</year>
    </date>
   </history>
   <permissions>
    <copyright-statement xml:lang="ru">© 2026 Мареев А.В., Макеев А.В., Каргина Л.А., Янгалышев В.Р. Все права защищены.</copyright-statement>
    <copyright-statement xml:lang="en">© 2026 Mareev A.V., Makeev A.V., Kargina L.A., Yangalyshev V.R. All rights reserved.</copyright-statement>
    <copyright-year>2026</copyright-year>
    <copyright-holder xml:lang="ru">Мареев Артём Владимирович, Макеев Александр Викторович, Каргина Лидия Александровна, Янгалышев Валентин Рамильевич</copyright-holder>
    <copyright-holder xml:lang="en">Mareev Artem Vladimirovich, Makeev Aleksandr Viktorovich, Kargina Lidiya Aleksandrovna, Yangalyshev Valentin Ramil'evich</copyright-holder>
   </permissions>
   <self-uri xlink:href="https://itv.unitech-mo.ru/en/nauka/publications/6a9c15f432807fdbab86f873/view">https://itv.unitech-mo.ru/en/nauka/publications/6a9c15f432807fdbab86f873/view</self-uri>
   <abstract xml:lang="ru">
    <p>Представлена оценка применимости алгоритмов и программ технического зрения в системах наблюдений геодезического мониторинга. Рассмотрена методика определения линейных смещений по эффекту расходимости лазерного луча при формировании измерительного узла автоматизированной системы наблюдений. Измерительный узел включает полупроводниковый лазер, микроконтроллерный модуль ESP32 CAM с цифровой видеокамерой OV2640 и матовый экран.&#13;
&#13;
Экспериментально подтверждена возможность определения изменений расстояния между источником лазерного излучения и экраном с ошибкой 2 мм в диапазоне от 30 до 50 м. Обработка видеоизображений осуществляется с использованием открытого программного обеспечения, реализующего алгоритмы обнаружения и анализа положения лазерного пятна на матрице камеры. Представлены экспериментальные данные, полученные в контролируемых условиях, предназначенные для верификации и усовершенствования алгоритмов технического зрения.&#13;
Разработанное решение обеспечивает непрерывный режим регистрации смещений и может применяться в составе системы мониторинга за деформациями инженерных сооружений. Использование малобюджетных компонентов и открытого программного обеспечения делает систему доступной для широкого внедрения. Результаты исследования направлены на повышение точности и автономности систем геодезического мониторинга. Предложенная архитектура измерительного узла позволяет исключить применение импульсного дальномера при определении полного вектора смещений, что снижает стоимость и энергопотребление системы. Методика может быть востребована в условиях удалённых территорий, где затруднён регулярный доступ к объектам наблюдения.</p>
   </abstract>
   <trans-abstract xml:lang="en">
    <p>An assessment is presented of the applicability of computer vision algorithms and software in observation systems for continuously operating geodetic monitoring. A method for determining linear displacements based on the divergence effect of a laser beam is considered, implemented within a measurement unit comprising a semiconductor laser, an ESP32 CAM microcontroller module with an OV2640 digital camera, and a matte screen. Experimental results confirm the capability to estimate distance variations between the laser source and the screen with an error of 2 mm over a range of 30 to 50 m. Video processing is performed using open-source software designed to detect and analyze the position of the laser spot on the camera matrix. Experimental data obtained under controlled conditions are provided for the verification and refinement of technical vision algorithms. The proposed solution enables continuous displacement monitoring and can be integrated into structural deformation monitoring systems. The use of low-cost components and open software enhances the system’s accessibility for widespread deployment. The results contribute to improving the accuracy and autonomy of geodetic monitoring systems.</p>
   </trans-abstract>
   <kwd-group xml:lang="ru">
    <kwd>компьютерное зрение</kwd>
    <kwd>геодезический мониторинг</kwd>
    <kwd>створные системы наблюдений</kwd>
    <kwd>мониторинг лазерного пятна</kwd>
    <kwd>открытый код</kwd>
    <kwd>расходимость лазерного пучка</kwd>
   </kwd-group>
   <kwd-group xml:lang="en">
    <kwd>computer vision</kwd>
    <kwd>geodetic monitoring</kwd>
    <kwd>alignment monitoring systems</kwd>
    <kwd>laser spot tracking</kwd>
    <kwd>open source</kwd>
    <kwd>laser beam divergence</kwd>
   </kwd-group>
   <funding-group>
    <funding-statement xml:lang="ru">Исследование выполнено в рамках государственного задания НИР «Автоматический геодезический мониторинг природной среды и инженерных сооружений средствами малобюджетных высокоточных датчиков вертикальных перемещений в условиях Крайнего Севера» (FEFS-2023-0003)</funding-statement>
    <funding-statement xml:lang="en">The research was performed within the framework of the state assignment of the Ministry of Education ‘Automatic geodetic monitoring of the natural environment and engineering structures by means of low-budget high-precision sensors of vertical movements in the Far North’ (FEFS-2023-0003).</funding-statement>
   </funding-group>
  </article-meta>
 </front>
 <body>
  <p></p>
 </body>
 <back>
  <ref-list>
   <ref id="B1">
    <label>1.</label>
    <citation-alternatives>
     <mixed-citation xml:lang="ru">Melnikov V.P., Osipov V.I., Brouchkov A.V., et al. Climate Warming and Permafrost Thaw in the Russian Arctic: Potential Economic Impacts on Public Infrastructure by 2050 // Natural Hazards. 2022. Vol. 112. P. 231–251. DOI:10.1007/s11069-021-05179-6. https://doi.org/10.1007/s11069-021-05179-6</mixed-citation>
     <mixed-citation xml:lang="en">Melnikov V.P., Osipov V.I., Brouchkov A.V., et al. Climate Warming and Permafrost Thaw in the Russian Arctic: Potential Economic Impacts on Public Infrastructure by 2050 // Natural Hazards. 2022. Vol. 112. P. 231–251. DOI:10.1007/s11069-021-05179-6. https://doi.org/10.1007/s11069-021-05179-6</mixed-citation>
    </citation-alternatives>
   </ref>
   <ref id="B2">
    <label>2.</label>
    <citation-alternatives>
     <mixed-citation xml:lang="ru">Curone D., Savarese G., Antonini M., et al. An Innovative Low-Power, Low-Cost, Multi-Constellation Geodetic-Grade Global Navigation Satellite System Reference Station for the Densification of Permanent Networks: The GREAT Project // Sensors. 2023. Vol. 23. Iss. 13. P. 6032. DOI:10.3390/s23136032. https://doi.org/10.3390/s23136032</mixed-citation>
     <mixed-citation xml:lang="en">Curone D., Savarese G., Antonini M., et al. An Innovative Low-Power, Low-Cost, Multi-Constellation Geodetic-Grade Global Navigation Satellite System Reference Station for the Densification of Permanent Networks: The GREAT Project // Sensors. 2023. Vol. 23. Iss. 13. P. 6032. DOI:10.3390/s23136032. https://doi.org/10.3390/s23136032</mixed-citation>
    </citation-alternatives>
   </ref>
   <ref id="B3">
    <label>3.</label>
    <citation-alternatives>
     <mixed-citation xml:lang="ru">Blanch X., Guinau M., Eltner A., et al. Fixed Photogrammetric Systems for Natural Hazard Monitoring with High Spatio-Temporal Resolution // Natural Hazards and Earth System Sciences. 2023. Vol. 23. Iss. 10. P. 3285–3303. DOI:10.5194/nhess-23-3285-2023. https://nhess.copernicus.org/articles/23/3285/2023/nhess-23-3285-2023.pdf</mixed-citation>
     <mixed-citation xml:lang="en">Blanch X., Guinau M., Eltner A., et al. Fixed Photogrammetric Systems for Natural Hazard Monitoring with High Spatio-Temporal Resolution // Natural Hazards and Earth System Sciences. 2023. Vol. 23. Iss. 10. P. 3285–3303. DOI:10.5194/nhess-23-3285-2023. https://nhess.copernicus.org/articles/23/3285/2023/nhess-23-3285-2023.pdf</mixed-citation>
    </citation-alternatives>
   </ref>
   <ref id="B4">
    <label>4.</label>
    <citation-alternatives>
     <mixed-citation xml:lang="ru">Zhuang Y., Chen W., Jin T., et al. A Review of Computer Vision-Based Structural Deformation Monitoring in Field Environments // Sensors. 2022. Vol. 22. Iss. 10. P. 3789. DOI:10.3390/s22103789. https://doi.org/10.3390/s22103789</mixed-citation>
     <mixed-citation xml:lang="en">Zhuang Y., Chen W., Jin T., et al. A Review of Computer Vision-Based Structural Deformation Monitoring in Field Environments // Sensors. 2022. Vol. 22. Iss. 10. P. 3789. DOI:10.3390/s22103789. https://doi.org/10.3390/s22103789</mixed-citation>
    </citation-alternatives>
   </ref>
   <ref id="B5">
    <label>5.</label>
    <citation-alternatives>
     <mixed-citation xml:lang="ru">Ferraris C., Amprimo G., Pettiti G. Computer Vision and Image Processing in Structural Health Monitoring: Overview of Recent Applications // Signals. 2023. Vol. 4. Iss. 3. P. 539–574. DOI:10.3390/signals4030029. https://doi.org/10.3390/signals4030029</mixed-citation>
     <mixed-citation xml:lang="en">Ferraris C., Amprimo G., Pettiti G. Computer Vision and Image Processing in Structural Health Monitoring: Overview of Recent Applications // Signals. 2023. Vol. 4. Iss. 3. P. 539–574. DOI:10.3390/signals4030029. https://doi.org/10.3390/signals4030029</mixed-citation>
    </citation-alternatives>
   </ref>
   <ref id="B6">
    <label>6.</label>
    <citation-alternatives>
     <mixed-citation xml:lang="ru">Авхадеев В.Г., Можаров Г.А., Савостин П.И. и др. Лазерная измерительная сканирующая система для определения критических деформаций линейных объектов // Известия вузов «Геодезия и аэрофотосъемка». 2019. Т. 63. № 6. С. 636–644. DOI:10.30533/0536-101X-2019-63-6-636-644. https://elibrary.ru/download/elibrary_41572234_85724313.pdf</mixed-citation>
     <mixed-citation xml:lang="en">Avhadeev V.G., Mozharov G.A., Savostin P.I. i dr. Lazernaya izmeritel'naya skaniruyuschaya sistema dlya opredeleniya kriticheskih deformaciy lineynyh ob'ektov // Izvestiya vuzov «Geodeziya i aerofotos'emka». 2019. T. 63. № 6. S. 636–644. DOI:10.30533/0536-101X-2019-63-6-636-644. https://elibrary.ru/download/elibrary_41572234_85724313.pdf</mixed-citation>
    </citation-alternatives>
   </ref>
   <ref id="B7">
    <label>7.</label>
    <citation-alternatives>
     <mixed-citation xml:lang="ru">Cao J., Chen Y., Yu D., et al. Real-Time Laser Spot Detection and Tracking System Based on Parallel Multi-Target Detection and Determination Algorithm // Review of Scientific Instruments. 2023. Vol. 94. P. 095007. DOI:10.1063/5.0157141. https://doi.org/10.1063/5.0157141</mixed-citation>
     <mixed-citation xml:lang="en">Cao J., Chen Y., Yu D., et al. Real-Time Laser Spot Detection and Tracking System Based on Parallel Multi-Target Detection and Determination Algorithm // Review of Scientific Instruments. 2023. Vol. 94. P. 095007. DOI:10.1063/5.0157141. https://doi.org/10.1063/5.0157141</mixed-citation>
    </citation-alternatives>
   </ref>
   <ref id="B8">
    <label>8.</label>
    <citation-alternatives>
     <mixed-citation xml:lang="ru">Zhou Y., Wagner A., Wunderlich T., et al. Calibration Method for IATS and Application in Multi-Target Monitoring Using Coded Targets // Journal of Applied Geodesy. 2017. Vol. 11. Iss. 2. P. 99–106. DOI:10.1515/jag-2016-0021. https://doi.org/10.1515/jag-2016-0021</mixed-citation>
     <mixed-citation xml:lang="en">Zhou Y., Wagner A., Wunderlich T., et al. Calibration Method for IATS and Application in Multi-Target Monitoring Using Coded Targets // Journal of Applied Geodesy. 2017. Vol. 11. Iss. 2. P. 99–106. DOI:10.1515/jag-2016-0021. https://doi.org/10.1515/jag-2016-0021</mixed-citation>
    </citation-alternatives>
   </ref>
   <ref id="B9">
    <label>9.</label>
    <citation-alternatives>
     <mixed-citation xml:lang="ru">Zschiesche K., Schlüter M. Classification and Object Detection with Image Assisted Total Station and Machine Learning // Journal of Applied Geodesy. 2023. Vol. 17. Iss. 4. P. 381–389. DOI:10.1515/jag-2023-0011. https://doi.org/10.1515/jag-2023-0011</mixed-citation>
     <mixed-citation xml:lang="en">Zschiesche K., Schlüter M. Classification and Object Detection with Image Assisted Total Station and Machine Learning // Journal of Applied Geodesy. 2023. Vol. 17. Iss. 4. P. 381–389. DOI:10.1515/jag-2023-0011. https://doi.org/10.1515/jag-2023-0011</mixed-citation>
    </citation-alternatives>
   </ref>
   <ref id="B10">
    <label>10.</label>
    <citation-alternatives>
     <mixed-citation xml:lang="ru">Wierzbicki S., Pióro Z., Osiniak M. Laser-Inclinometric Method for Displacement Measurements in Structural Health Monitoring // Archives of Civil Engineering. 2022. Vol. 68. Iss. 4. P. 607–616. DOI:10.24425/ace.2022.143057. https://doi.org/10.24425/ace.2022.143057</mixed-citation>
     <mixed-citation xml:lang="en">Wierzbicki S., Pióro Z., Osiniak M. Laser-Inclinometric Method for Displacement Measurements in Structural Health Monitoring // Archives of Civil Engineering. 2022. Vol. 68. Iss. 4. P. 607–616. DOI:10.24425/ace.2022.143057. https://doi.org/10.24425/ace.2022.143057</mixed-citation>
    </citation-alternatives>
   </ref>
   <ref id="B11">
    <label>11.</label>
    <citation-alternatives>
     <mixed-citation xml:lang="ru">Vicente M., Gonzalez D., Minguez J., et al. A Novel Laser and Video-Based Displacement Transducer to Monitor Bridge Deflections // Sensors. 2018. Vol. 18. Iss. 4. P. 970. DOI:10.3390/s18040970. https://doi.org/10.3390/s18040970</mixed-citation>
     <mixed-citation xml:lang="en">Vicente M., Gonzalez D., Minguez J., et al. A Novel Laser and Video-Based Displacement Transducer to Monitor Bridge Deflections // Sensors. 2018. Vol. 18. Iss. 4. P. 970. DOI:10.3390/s18040970. https://doi.org/10.3390/s18040970</mixed-citation>
    </citation-alternatives>
   </ref>
   <ref id="B12">
    <label>12.</label>
    <citation-alternatives>
     <mixed-citation xml:lang="ru">Zhao X., Liu H., Yu Y., et al. Bridge Displacement Monitoring Method Based on Laser Projection-Sensing Technology // Sensors. 2015. Vol. 15. Iss. 4. P. 8444–8463. DOI:10.3390/s150408444. https://doi.org/10.3390/s150408444</mixed-citation>
     <mixed-citation xml:lang="en">Zhao X., Liu H., Yu Y., et al. Bridge Displacement Monitoring Method Based on Laser Projection-Sensing Technology // Sensors. 2015. Vol. 15. Iss. 4. P. 8444–8463. DOI:10.3390/s150408444. https://doi.org/10.3390/s150408444</mixed-citation>
    </citation-alternatives>
   </ref>
   <ref id="B13">
    <label>13.</label>
    <citation-alternatives>
     <mixed-citation xml:lang="ru">Portugal-Zambrano C.E., Mena-Chalco J.P. Robust Range Finder Through a Laser Pointer and a Webcam // Electronic Notes in Theoretical Computer Science. 2011. Vol. 281. P. 143–157. DOI:10.1016/j.entcs.2011.11.031. https://doi.org/10.1016/j.entcs.2011.11.031</mixed-citation>
     <mixed-citation xml:lang="en">Portugal-Zambrano C.E., Mena-Chalco J.P. Robust Range Finder Through a Laser Pointer and a Webcam // Electronic Notes in Theoretical Computer Science. 2011. Vol. 281. P. 143–157. DOI:10.1016/j.entcs.2011.11.031. https://doi.org/10.1016/j.entcs.2011.11.031</mixed-citation>
    </citation-alternatives>
   </ref>
   <ref id="B14">
    <label>14.</label>
    <citation-alternatives>
     <mixed-citation xml:lang="ru">Сорокин М.И. Лазерный дальномер и 2D сканирование помещения // Аллея Науки. 2017. Т. 2, № 9. С. 877–888.</mixed-citation>
     <mixed-citation xml:lang="en">Sorokin M.I. Lazernyy dal'nomer i 2D skanirovanie pomescheniya // Alleya Nauki. 2017. T. 2, № 9. S. 877–888.</mixed-citation>
    </citation-alternatives>
   </ref>
   <ref id="B15">
    <label>15.</label>
    <citation-alternatives>
     <mixed-citation xml:lang="ru">Янгалышев В.Р., Попков М.А., Наумов В.Ю. Программа для калибровки малобюджетных высокоточных цифровых видеоинклинометров // Нефть и газ: технологии и инновации: материалы Международной научно-практической конференции. Тюмень: ТИУ, 2024. С. 182–186.</mixed-citation>
     <mixed-citation xml:lang="en">Yangalyshev V.R., Popkov M.A., Naumov V.Yu. Programma dlya kalibrovki malobyudzhetnyh vysokotochnyh cifrovyh videoinklinometrov // Neft' i gaz: tehnologii i innovacii: materialy Mezhdunarodnoy nauchno-prakticheskoy konferencii. Tyumen': TIU, 2024. S. 182–186.</mixed-citation>
    </citation-alternatives>
   </ref>
  </ref-list>
 </back>
</article>
