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解决方案
云雀水利施工勘测解决方案

1. 项目背景

项目位于广东省某市工业园区,工业园区建设在山区脚下,每逢多雨季节,山体雨水下流容易形成工业园区的雨水倒灌,因此有关部门决定在山脚与园区交界的位置修建泄水渠,来导流山体雨水。

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测区示意图(蓝色区域为测区)

2. 工作内容

本项目工作内容包括以下几点:

1)测量笔架山拟建截洪沟线路沿线带状平面图及横断面、纵断面图,具体范围及线路见附图。

2)平面图比例为1:500;横断面间距为50m,比例为1:200;纵断面顺拟建截洪沟线路,比例为1:500。

3)提交成果形式:DWG格式测绘图、蓝图、可编辑测量数据、测量手簿、测量工作照片。

3. 项目难点

测区长度大约18公里,宽度要求从200m到1500m不等;通过测区实地踏勘,发现本项目有以下难点:

1)项目工期要求比较紧张,工期只有10天;

2)测区植被覆盖比较茂密;

3)测区形状极其不规则。

4. 使用设备

通过对项目的充分了解,决定采用北科天绘云雀(Skylark)无人机雷达系统执行本次飞行;云雀是北科天绘自主研发的轻型机载雷达系统,系统集成光学相机,同时能够获取影像数据。

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5. 外业实施

5.1 航线规划

通过系统标配的SS-NAV飞行规划管理软件,对测区进行航线规划,如下图所示,共划分为七个区域,预计8个架次完成作业。


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测区航测规划(绿色飞机标识为起降位置)


5.2 飞行作业

地面架设基站采集静态GNSS数据用于轨迹后差分处理;


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基站架设


云雀(Skylark)系统调试完成后,开始扫描作业。其中第一天飞行5个架次,第二天上午飞行3个架次,合计飞行8个架次,完成数据采集工作,经过检查数据质量完好。


5.3 检核点测量

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检核点测量


6. 数据处理

6.1 数据预处理

将基站数据与飞行轨迹数据在SS-GINS软件中进行后差分融合处理,生成高精度的飞行轨迹数据.OUT,然后在利用点云解码软件结算输出LAS格式点云数据。经过统计数据量如下所示:

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原始点云数据


6.2 数据后处理

6.2.1 点云分类

对点云数据利用TerraSolid软件进行分类,分类包括地面点、植被点、道路、房屋、电力设施等。分类时首先进行自动化分类,然后再进行人机交互的精细分类。分类后的点云数据与下图所示:

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分类后的点云数据


6.2.2 DEM、等高线等成果制作

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DEM数字高程模型


6.2.3 线画图绘制

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 DOM数字正射影像


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DLG数字线画图

6.2.4 断面生成

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断面图


7. 精度检核

作业结束后,在测区内人工测量了100个高程检核点,用来检核点云成果的精度;将检核点的坐标导入TerraSolid软件,与点云中最近激光脚点进行比对,生成点云高程精度报告,如下图所示:

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精度检核报告


经过检核,最终成果的高程中误差为5.7 cm,满足项目要求的高程中误差优于10 cm的要求。


8. 项目总结

通过利用Skylark云雀无人机雷达系统实施本次勘测项目,无人机载激光雷达与其他传统手段相比的优势有以下几点:

1)作业便捷、灵活,适用于小范围不规则测区的测绘;

2)倾斜椭圆的扫描方式,点频100%有效,极高的点密度保证了数据的质量;

3)高程精度高,在无控制情况下可以满足高程精度优于5cm的效果,适用于高精度的工程勘测;

4)多脉冲的回波模式,能够透过茂密的植被,获取高精度的地形坐标数据;

5)国产自主研发的激光雷达设备,极高的性价比及时有效的售后团队保障,让客户能够买得起用的好。

设备核心指标

最大测距:800m@20%反射率,1300m@60%反射率;

典型作业高度:50 ~ 600 m;

扫描点频:60 万点每秒;

有效点频:60 万点每秒;

扫描方式:转镜倾斜椭圆扫描方式;

测距精度:5 ~ 10mm @100 m;

定位精度:0.05~0.35 m;

姿态精度:俯仰/侧滚:0.01度,航向:0.03度;

影像分辨率:4200万像素;

系统重量:7.0kg(包含所有设备);

点密度:优于 100pts/m²(H=200m);

精度:高程优于5cm,平面优于15cm;

数据存储:可插拔U盘;