灘涂是沿海地區的資源寶庫，具有面積大、分布集中、區位條件好、農牧漁業綜合開發潛力大等特點，因此灘涂資源的開發利用已成為沿海地區振興區域經濟的重要增長極。為掌握灘涂現狀與變化情況，沿海地區定期會對灘涂展開地形測量工作。受潮汐影響，灘涂地形測量面臨著“車下不去，船上不來，人不安全”難題，而適應性強、精度和效率高的機載激光雷達技術成為破題的利器。

項目背景

測區位于華東某海灘，呈南北走向，地質以沙石、泥土為主，面積約13平方公里。該區域氣候濕潤，風速約3-4級，每日漲潮退潮時間不定。客戶要求項目數字正射影像（DOM）精度優于0.5m，且數字高程模型（DEM）精度在10cm以內。

▲測區灘涂

痛點分析

位于潮間帶的灘涂由于巖土結構特殊性，海灘漲潮退潮時間有限，使得人工測量和無人船/有人船測量都難以應付。當低平潮發生后，海灘裸露時間較短，費時又費力的人工測量難以在短時間內快速、準確獲取地形數據，且人員危險性較高。當高平潮發生后，水深很淺，且海灘浪較大，漲退潮也很快，船體容易擱淺，無人船/有人船測量無法正常作業。

實施方案

項目采用PM-1500機載激光測量系統進行沿岸和灘涂測量。該系統以蜂虎垂直起降固定翼無人機作為平臺，擁有測程長、精度高、續航長、保障全等優勢，可以在大范圍內快速、準確、連續地獲取高精度的地形數據。

▲左右滑動查看PM-1500機載激光測量系統和蜂虎垂直起降固定翼無人機

系統優勢

測程長

激光雷達最遠測距1650m。

精度高

200萬點/秒高點頻，7次回波。

續航長

無人機載荷作業可達120min。

保障全

無憂保障包，多重守護更省心。

作業過程

▲項目實施總體技術路線

航線規劃

為保證激光點云精度滿足成果要求，本次飛行按200m相對航高沿著道路進行航飛采集，飛機地速72km/h，航向重疊度75%，航線間隔89m。

▲航線規劃界面圖

數據采集

結合當地的潮汐變化表和現場綜合評估情況，作業人員選擇中午12時進行作業，這樣既保證潮水在相對最低點，也能保證充足的光照度，以避免過大的陰影。

▲飛行現場

內業處理

外業采集結束后，作業人員把激光原始點云數據、GNSS數據、IMU數據導入到中海達數據融合軟件進行后差分處理，解算得到高精度的POS數據和LAS點云數據。基于這些數據，作業人員可以生成數字正射影像和數字高程模型。

精度驗證

作業人員通過將激光點云與區域內的驗證點進行比對，點云數據高程中誤差為7.7cm，滿足精度優于10cm的需求。

▲精度驗證

成果展示

▲點云數據

▲分類后地面點

▲數字正射影像

▲數字高程模型

項目總結

通過應用，利用機載激光雷達技術進行灘涂地形測量具有以下兩大優勢。 一是精度和效率高。PM-1500機載激光測量系統通過搭載蜂虎垂直起降固定翼無人機平臺，在200m左右相對航高條件下，灘涂點云高程中誤差為7.7cm，滿足精度優于10cm的要求。同時，與人工測量相比，采集效率高、內業處理快的PM-1500機載激光測量系統的綜合人均效率提升10倍。

▲PM-1500機載激光測量系統與人工測量效率對比

二是適應性強。受海灘漲潮退潮的影響，地面測量人員難以施測，無人船/有人船也無法進入潮間帶實施測量。而機載激光雷達技術則可以不受作業環境限制，大大方便了灘涂地形測量工作的開展。

基于上述優勢，機載激光雷達技術有效解決了“車下不去，船上不來，人不安全”的測量難題，為獲取灘涂地形數據提供了可靠、精準、高效的解決方案。

審核編輯 ：李倩