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技术快讯
蜂鸟仿地飞行,挑战700米落差高精地形测绘
时间:2021-10-29来源:点击:3898分享:

项目背景

常常被客户问到,我这边有一个小测区,需要获取高精度激光点云数据,测区落差有几百米;之前我们总是推荐我们的长测程激光雷达方案云雀和云莺,因为其最大测程可以达到1500m,无惧大落差;但是因为项目本身规模不大,调用长测程的设备成本有点


蜂鸟Genius最大的优势就是轻巧灵活便捷,机动性强,但是因为其最大测程只有250m,平飞作业无法适用于大落差区域数据获取,亟需一种能够支持仿地飞行的作业方案,用于小面积,大落差高精度激光扫描数据的获取。


蜂鸟Genius+大疆M300 RTK+WayPoint Master就是解决此问题的最佳CP。g2.jpg

声明:以下案例由贵州云图瞰景地理信息技术有限公司提供支撑。 

测区概况

  • 测区位置:中国西南,北盘江畔;

  • 测区面积:长4公里,宽2公里,面积8平方公里;

  • 地形:山区,最低海拔596m,最高海拔1304m,落差708m;

  • 地貌:西南山区;

  • g3.jpg


数据成果要求

  • 成果要求:点云数据、数字高程模型、等高线;

  • 成果精度:高程精度优于20cm;

    g4.jpg


项目难点

落差大,宽2公里的范围内,落差达到了700m;

g6.jpg测区落差700m


  作业方案


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  • 激光设备:蜂鸟Genius;

  • 搭载飞行平台:大疆M300 RTK;

  • 航线规划软件:WayPoint Master;

  • 作业模式:仿地飞行,保持净空高度120m;

  • 数据结算模式:PP-RTX免基站;

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WP Master航线规划界面


外场数据获取

一、航线规划

根据测区范围线,使用配套的仿地飞行航线规划软件WayPoint Master加载测区DEM模型,选择蜂鸟机载激光雷达的飞行参数,设置相对航高120米,航带间距100米,飞行速度10 m/s;软件自动生成仿地飞行航线,同时计算输出飞行时长和飞行总公里数。导出的航线可以直接导入大疆M300无人机飞行平台。g10.jpgp11.jpg

仿地飞行规划航线

二、飞行作业

本次飞行作业采用PP-RTX数据后处理模式,现场无需架设基站;将蜂鸟设备和无人机进行安装,上传航线检测设备状态正常,直接起飞作业。

p12.jpg由于蜂鸟净重只有1056g,搭载在M300上尽管应对高落差仿地飞行任务,单架次有效续航时间依然高达30分钟


2.gif


三、夜航数据采集

考虑到合作伙伴的激动心情和工期的紧张程度,夜航当然不能缺席;p13.jpg截止当晚8点半,十个架次,整个测区约8平方公里的激光雷达数据获取工作正式宣告结束。


数据预处理检查

一、轨迹及点云数据结算

原始数据备份留档,利用系统配套的数据预处理软件结算轨迹和点云数据,输出标准格式的LAS点云文件。

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点云数据预处理

二、点云数据检查

按照项目要求,输出点云成果为CGCS2000坐标系,高程为大地高;点密度:112点/平方米;

g15.jpg原始点云点密度

g16.jpg
点云横切面显示落差


数据后处理

点云分类

g17.jpg

数字高程模型DEM

g18.jpgg19.jpgg20.jpg

等高线

g21.jpg

g22.jpg

精度检核

一、检核方式

激光雷达测量属于主动地理参考定位测量,依靠高精度组合惯导直接获取地物目标的空间坐标,不需要做控制点。为了验证点云数据成果精度,在测区裸露平坦区域利用RTK测量了部分检核点,检核点分布在不同架次区域,将该检核点的坐标值作为真值与激光点云数据进行对比,统计高程中误差作为检核结果。


二、检核结果

将RTK测量坐标与激光点云数据进行检核,检核的高程中误差在10.6cm,满足项目需求。

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【项目总结】

一、仿地飞行

测区落差达到了700m,蜂鸟最大测距虽然只有250m,但是通过仿地飞行作业模式,可以适用于大落差区域地形数据获取。


二、免基站

蜂鸟数据后差分处理可以通过PP-RTX模式进行结算,免去现场架设基站步骤,实现单人单兵航飞作业。


三、高效率

蜂鸟Genius+M300 RTK单架次作业效率优于0.8平方公里,一天作业8~10架次可以完成近10平方公里的数据采集。


四、高精度

蜂鸟Genius+M300 RTK免基站作业模式,地形测绘成果高程精度可以达到10cm,优于1:1000地形测绘的高程精度要求,实际满足山地1:500的激光雷达数据获取规范关于激光点云的高程精度要求(CH/T 8024-2011)。