大比例尺地形圖測繪具有測區范圍廣、環境復雜性高、作業效率和精度要求高等特點。傳統的單點測量模式效率低下,很難滿足大比例尺地形圖測繪的作業需求。當前激光掃描技術已經成為獲取地理信息數據的重要技術手段之一,無人機機載激光雷達技術具備大面積、高效率、高精度的數據獲取能力,結合手持SLAM激光掃描技術具備高靈活性,可以不依賴GNSS進行作業的優勢。因此,本案例將無人機機載激光雷達技術與手持SLAM激光掃描技術相結合應用,快速完成大面積測區信息數據的獲取,同時解決遮擋嚴重區域存在的數據空洞問題,提高數據的完整性,形成優勢互補,高效完整的進行空地一體測圖任務,輸出高精度的成果文件。
項目背景
測區約1.5個平方公里,平均落差30米,約60%的植被覆蓋率,分布著村落,屋舍排連,側墻相接,村中設施雜亂,搭建著大量的鐵皮棚。測圖成果要求高程中誤差小于5cm,鐵皮棚、房檐等遮擋區域數據不存在空洞。點擊下載案例>>>>
▲測區環境航拍圖
▲測區屋舍、林地圖
痛點分析
由于測區復雜的環境,使用單一測量手段,如傾斜攝影測量、RTK測量等,都難以有效的完成DEM、DLG等測圖任務。
實施方案
針對測區密林、人造建構筑物遮擋嚴重的復雜環境,為高效完整的完成數據采集工作,此次使用大疆M350搭載中海達S2輕小型機載激光測量系統和SLAM X1聯合進行采集數據工作。點擊下載案例>>>>
S2輕小型機載激光測量系統
作為一款高性能的輕小型機載激光測量系統,S2輕小型機載激光測量系統采用一體化設計,搭配大疆M300/M350RTK無人機,單架次作業時長可達40分鐘,可快速獲取地物點云數據,并通過智能算法數據處理,能生成高精度的三維矢量成果;配套Hi-LiDAR激光數據處理軟件,可實現點云融合、航帶校正、點云賦色和DEM等數據一站式操作,讓內業處理更簡單。
作業過程
▲技術路線圖
外業數據采集
作業人員首先對測區利用大疆M350搭載S2輕小型機載激光測量系統進行數據采集,然后對房檐、鐵皮棚等遮擋嚴重區域采用SLAM X1進行補測,并使用RTK在現場采集一定數量的控制點用于校核。
業內數據處理
作業人員使用Hi-LiDAR激光數據處理軟件對S2輕小型機載激光測量系統和SLAM X1點云數據進行融合處理。S2輕小型機載激光測量系統點云數據模型與SLAM X1點云完美融合,房屋輪廓清晰不存在空洞、鐵皮棚內和密集林地底部點云完整。通過對融合的點云進行檢查點驗證,高程精度為2.9cm。同時在Hi-LiDAR中一鍵生成DEM、DLG。
成果展示
S2輕小型機載激光測量系統數據效果(大面積地形測繪)
SLAM X1數據效果(局部補測)
S2輕小型機載激光測量系統和SLAM X1數據疊加效果
▲房屋、林地疊加效果
DEM
DLG
精度質量檢查(高程精度小于5cm,滿足項目測圖要求)
項目總結
S2輕小型機載激光測量系統與SLAM X1的聯合應用,解決了1:500大比例尺地形圖測繪下單一測量手段不足的問題。S2輕小型機載激光測量系統搭載M350單架次作業面積可達2平方公里,可以快速完成大面積測區信息數據的獲取,而SLAM X1使用靈活可以不依賴于GNSS進行作業,能夠有效獲取建筑狹窄區域、棚區內部、密集林地的數據。兩種技術手段的結合可以形成優勢互補,高效完成采集作業,確保測區數據的完整性和準確性,為測繪成果輸出提供可靠的數據支撐,同時也為大比例尺地形圖測繪提供了新的技術方案和思路。
審核編輯 黃宇
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