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效率提升10倍、精度优于10cm，滩涂地形测量用它又快又准

2023-04-28 09:48:00

滩涂是沿海地区的资源宝库，具有面积大、分布集中、区位条件好、农牧渔业综合开发潜力大等特点，因此滩涂资源的开发利用已成为沿海地区振兴区域经济的重要增长极。为掌握滩涂现状与变化情况，沿海地区定期会对滩涂展开地形测量工作。受潮汐影响，滩涂地形测量面临着“车下不去，船上不来，人不安全”难题，而适应性强、精度和效率高的机载激光雷达技术成为破题的利器。

项目背景

测区位于华东某海滩，呈南北走向，地质以沙石、泥土为主，面积约13平方公里。该区域气候湿润，风速约3-4级，每日涨潮退潮时间不定。客户要求项目数字正射影像（DOM）精度优于0.5m，且数字高程模型（DEM）精度在10cm以内。

▲测区滩涂

痛点分析

位于潮间带的滩涂由于岩土结构特殊性，海滩涨潮退潮时间有限，使得人工测量和无人船/有人船测量都难以应付。当低平潮发生后，海滩裸露时间较短，费时又费力的人工测量难以在短时间内快速、准确获取地形数据，且人员危险性较高。当高平潮发生后，水深很浅，且海滩浪较大，涨退潮也很快，船体容易搁浅，无人船/有人船测量无法正常作业。

实施方案

项目采用PM-1500机载激光测量系统进行沿岸和滩涂测量。该系统以蜂虎垂直起降固定翼无人机作为平台，拥有测程长、精度高、续航长、保障全等优势，可以在大范围内快速、准确、连续地获取高精度的地形数据。

▲左右滑动查看PM-1500机载激光测量系统和蜂虎垂直起降固定翼无人机

系统优势

测程长

激光雷达最远测距1650m。

精度高

200万点/秒高点频，7次回波。

续航长

无人机载荷作业可达120min。

保障全

无忧保障包，多重守护更省心。

作业过程

▲项目实施总体技术路线

航线规划

为保证激光点云精度满足成果要求，本次飞行按200m相对航高沿着道路进行航飞采集，飞机地速72km/h，航向重叠度75%，航线间隔89m。

▲航线规划界面图

数据采集

结合当地的潮汐变化表和现场综合评估情况，作业人员选择中午12时进行作业，这样既保证潮水在相对最低点，也能保证充足的光照度，以避免过大的阴影。

▲飞行现场

内业处理

外业采集结束后，作业人员把激光原始点云数据、GNSS数据、IMU数据导入到中海达数据融合软件进行后差分处理，解算得到高精度的POS数据和LAS点云数据。基于这些数据，作业人员可以生成数字正射影像和数字高程模型。

精度验证

作业人员通过将激光点云与区域内的验证点进行比对，点云数据高程中误差为7.7cm，满足精度优于10cm的需求。

▲精度验证

成果展示

▲点云数据

▲分类后地面点

▲数字正射影像

▲数字高程模型

项目总结

通过应用，利用机载激光雷达技术进行滩涂地形测量具有以下两大优势。一是精度和效率高。PM-1500机载激光测量系统通过搭载蜂虎垂直起降固定翼无人机平台，在200m左右相对航高条件下，滩涂点云高程中误差为7.7cm，满足精度优于10cm的要求。同时，与人工测量相比，采集效率高、内业处理快的PM-1500机载激光测量系统的综合人均效率提升10倍。