項(xiàng)目背景

本次道路縱橫斷面測(cè)量項(xiàng)目位于地點(diǎn)在安徽省，需要測(cè)量一段4.8公里長(zhǎng)、4米寬的防汛大堤，高程精度要求誤差小于10厘米，根據(jù)設(shè)計(jì)斷面圖進(jìn)行縱橫斷面測(cè)量。

痛點(diǎn)分析

道路縱橫斷面的測(cè)量，通常使用全站儀、RTK、水準(zhǔn)儀等傳統(tǒng)測(cè)量方法，都是單點(diǎn)接觸測(cè)量，工作效率低，天氣炎熱，白天工作時(shí)間短。因此，采用傳統(tǒng)的測(cè)量方法需要5天的工作時(shí)間，難以滿足業(yè)主高效完成測(cè)量的需要。同時(shí)，項(xiàng)目測(cè)量區(qū)位于河流旁，測(cè)量區(qū)有植被覆蓋，測(cè)量人員難以實(shí)地采集，覆蓋區(qū)域有不明水面，傳統(tǒng)測(cè)量方法難以保證安全。

實(shí)施方案

根據(jù)測(cè)量區(qū)域的實(shí)際情況，客戶采用機(jī)載激光雷達(dá)技術(shù)進(jìn)行斷面測(cè)量，硬件為智喙PM-1500機(jī)載激光測(cè)量系統(tǒng)+Long150六旋翼無(wú)人機(jī)，配備中海達(dá)RTK、地面工作站，安徽省CORS賬號(hào)，以及幾組電池。

本項(xiàng)目使用的智喙PM-1500機(jī)載激光測(cè)量系統(tǒng)具有1500m的遠(yuǎn)距離測(cè)量能力。通過配備無(wú)人機(jī)平臺(tái)，可以保證測(cè)量人員的安全，同時(shí)實(shí)現(xiàn)大面積快速作業(yè)。此外，智喙PM-1500機(jī)載激光測(cè)量系統(tǒng)有4次回波，可穿透植被反饋表面信息，解決了測(cè)區(qū)域植被覆蓋的表面信息測(cè)量問題。

作業(yè)流程

1.外部數(shù)據(jù)采集

根據(jù)測(cè)量區(qū)域的地形起伏，按照航線規(guī)劃、飛行前準(zhǔn)備、飛行過程、回收過程等步驟進(jìn)行測(cè)量。操作人員控制Long150六旋翼無(wú)人機(jī)配備智喙PM-1500機(jī)載激光測(cè)量系統(tǒng)，完成外部數(shù)據(jù)采集，只需要30分鐘，獲得防洪堤高精度激光雷達(dá)點(diǎn)云和高分辨率圖像數(shù)據(jù)。

2.內(nèi)業(yè)數(shù)據(jù)處理

①激光點(diǎn)云數(shù)據(jù)預(yù)處理

利用中海達(dá)數(shù)據(jù)集成軟件對(duì)激光點(diǎn)云進(jìn)行數(shù)據(jù)解算，流程如下：

1)原始數(shù)據(jù)下載到本地。通過網(wǎng)線將激光原始數(shù)據(jù)、GNSS衛(wèi)星數(shù)據(jù)和基準(zhǔn)站GNSS衛(wèi)星數(shù)據(jù)下載到本地計(jì)算機(jī)。

2)基站GNSS數(shù)據(jù)、移動(dòng)站GNSS數(shù)據(jù)和慣導(dǎo)IMU數(shù)據(jù)聯(lián)合結(jié)算。通過飛機(jī)上衛(wèi)星的GNSS數(shù)據(jù)、IMU慣導(dǎo)數(shù)據(jù)和基準(zhǔn)站GNSS數(shù)據(jù)進(jìn)行聯(lián)合解算得到高精度位置信息和高精度姿態(tài)信息。

3)解算點(diǎn)云數(shù)據(jù)。通過高精度位置、高精度姿態(tài)和原始未處理點(diǎn)云，共同解算出具有投影坐標(biāo)的點(diǎn)云數(shù)據(jù)。

4)導(dǎo)入路線，檢查點(diǎn)云質(zhì)量。通過檢查，激光點(diǎn)云成功穿透植被，有效測(cè)量地面信息，平面密度為每平方米200點(diǎn)。

②點(diǎn)云分類

點(diǎn)云通過算法對(duì)地面點(diǎn)云進(jìn)行分類，其中地面點(diǎn)空洞區(qū)域?yàn)榉课?，然后建立?shù)字高程模型。

③生成縱橫斷面圖

在生成縱橫斷面圖之前，需要通過已知的道路中心線和樁號(hào)調(diào)整路線的前進(jìn)方向，并拾取中樁位置坐標(biāo)。之后，使用道路中線DWG格式文件，DEM數(shù)字高程模型TIF32位，將中樁坐標(biāo)位置導(dǎo)入道路DEM橫縱斷面自動(dòng)提取程序。在程序參數(shù)設(shè)置中，起始累距為起點(diǎn)樁號(hào)；邊緣偏差為中樁點(diǎn)左側(cè)，右側(cè)為70米。最后，縱橫截面圖文件通過緯地道路軟件自動(dòng)化矢量圖。

成果展示

dxf圖形和地面分類點(diǎn)云通過Terrasolid軟件顯示在同一平臺(tái)上，并通過軟件命令將矢量圖形附和在點(diǎn)云類的數(shù)字高程模型上，得到整條道路的縱橫斷面成果圖，高程精度小于10cm，滿足工程精度要求。縱橫斷面測(cè)量結(jié)果得到客戶認(rèn)可，機(jī)載激光雷達(dá)技術(shù)在工作效率和人員安全保障方面優(yōu)于全站儀、RTK、水準(zhǔn)儀等傳統(tǒng)測(cè)量方法。

項(xiàng)目總結(jié)

本項(xiàng)目表明，機(jī)載激光雷達(dá)技術(shù)在道路縱橫斷面測(cè)量中具有效率高、精度高、安全性高的優(yōu)點(diǎn)。

在高效率方面，采用智喙PM-1500機(jī)載激光測(cè)量系統(tǒng)，全站儀、RTK、水準(zhǔn)儀等傳統(tǒng)測(cè)量方法采集外部數(shù)據(jù)需要5天，減少到30分鐘，一天內(nèi)輸出結(jié)果，運(yùn)行效率提高5倍以上。同時(shí)，機(jī)載激光雷達(dá)技術(shù)將大部分工作轉(zhuǎn)移到室內(nèi)，大大縮短了工期。

在高精度方面，本項(xiàng)目利用地面點(diǎn)云數(shù)據(jù)繪制道路縱橫斷面，將智喙PM-1500機(jī)載激光測(cè)量系統(tǒng)測(cè)量的高程點(diǎn)與RTK測(cè)量點(diǎn)進(jìn)行比較，發(fā)現(xiàn)點(diǎn)云數(shù)據(jù)的精度完全可以滿足道路縱橫斷面的測(cè)量精度要求。

在安全性高方面，Long150六旋翼無(wú)人機(jī)配備智喙PM-1500機(jī)載激光測(cè)量系統(tǒng)，可以獲取測(cè)量人員難以達(dá)到的區(qū)域地形數(shù)據(jù)，降低了外業(yè)風(fēng)險(xiǎn)，保證了測(cè)量人員的安全。

轉(zhuǎn)自中海達(dá)RTK官網(wǎng)

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