隨著GNSS及INS的發(fā)展，精確的即時(shí)定位及姿態(tài)確定成為可能，自此激光雷達(dá)LiDAR得到了迅猛發(fā)展現(xiàn),已廣泛應(yīng)用在測(cè)繪，林業(yè)，電力，水利，市政，公路交通，鐵路交通，古建保護(hù)，逆向建模等。
本文是微辣火龍果張老師團(tuán)隊(duì)在廣東省某地開展測(cè)量勘察項(xiàng)目的總結(jié)。此次項(xiàng)目時(shí)間緊任務(wù)重，測(cè)區(qū)共計(jì)2.5平方公里，需要得到測(cè)區(qū)范圍內(nèi)1：1000DLG。測(cè)區(qū)范圍內(nèi)地勢(shì)起伏不大，但樹木遮蓋度大，普通數(shù)字航空攝影和傳統(tǒng)測(cè)量難度大，項(xiàng)目以飛馬D2000為飛行平臺(tái)，搭載D-LiDAR2000激光雷達(dá)模塊，憑借激光雷達(dá)多回波特性穿透植被冠層，提取高精度 DEM，進(jìn)而快速生成地形圖，成果質(zhì)量滿足項(xiàng)目要求,工作效率提升40%-60%.
飛前準(zhǔn)備
無人機(jī)激光雷達(dá)航測(cè)與可見光傾斜攝影類似，在起飛之前需要對(duì)測(cè)區(qū)范圍進(jìn)行巡視,檢查高壓線等高的地物與航線的空間位置關(guān)系，確認(rèn)安全后設(shè)置120米航高進(jìn)行變高仿地飛行，航線規(guī)劃、像控布設(shè)和測(cè)量。
本項(xiàng)目采用的D-LiDAR2000激光雷達(dá)模塊，是飛馬機(jī)器人公司適配Ｄ2000無人機(jī)的激光雷達(dá)模塊，采用TOF測(cè)距模式，回波數(shù)為三回波，測(cè)距精度+_2cm，標(biāo)稱精度5cm@50，高差定位精度3cm，航向角精度0.03°
外業(yè)飛行作業(yè)獲得的點(diǎn)云數(shù)據(jù)是基于千尋CORS，CGCS2000坐標(biāo)系。經(jīng)常使用千尋的測(cè)繪同行都知道，千尋CORS測(cè)得的高程是大地高，而本項(xiàng)目成果要求坐標(biāo)系是CGCS2000坐標(biāo)，1985國家高程基準(zhǔn)。因此我們外業(yè)采用千尋CORS和廣東省CORS，在測(cè)區(qū)外圍和測(cè)區(qū)內(nèi)實(shí)測(cè)了12個(gè)坐標(biāo)控制點(diǎn)對(duì)，求算坐標(biāo)轉(zhuǎn)換七參數(shù)，把成果數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換到項(xiàng)目所需的目標(biāo)坐標(biāo)系。
普通激光所獲取的點(diǎn)云是沒有地物顏色信息的，為了后期更便于操作和使用，我們需要對(duì)點(diǎn)云進(jìn)行附色，這里用到的是測(cè)區(qū)正射，所以在規(guī)劃和航飛時(shí)需要加上測(cè)區(qū)正射的部分，邊緣區(qū)域正射航線需要比激光點(diǎn)云范圍多一條航線，以保證邊緣附色完整。其他方面前期準(zhǔn)備與航測(cè)相差不大，這里就不做贅述。
02
航飛作業(yè)
圖片
航飛過程大同小異，選好合適起飛點(diǎn)后，按照預(yù)定航線飛行，與普通航測(cè)不一樣的是由于原理是激光回波，并不局限于光照強(qiáng)度等因素影響，即陰天或晚上也可以作業(yè)，有利也有弊，這也使得大面積水面或地物表面覆蓋太多水跡會(huì)影響成果，避開雨天就好。
03
內(nèi)業(yè)數(shù)據(jù)處理
數(shù)據(jù)處理主要用到飛馬無人機(jī)管家中的智理圖、智激光、智理圖模塊和IE(Inertial Explorer)來進(jìn)行,內(nèi)業(yè)處理流程主要包括數(shù)據(jù)預(yù)處理、數(shù)據(jù)后處理分類、成果輸出。
（1）預(yù)處理處理
軌跡解算
在IE里將外業(yè)獲取到的基站數(shù)據(jù)和機(jī)載數(shù)據(jù)進(jìn)行緊耦合差分軌跡解算，解算完成后進(jìn)行預(yù)計(jì)位置和姿態(tài)的精度檢查。當(dāng)位置精度值小于0.02，姿態(tài)精度值小于3時(shí)滿足精度。
點(diǎn)云解算
在無人機(jī)管家的智激光模塊中，用上一步解算好的軌跡文件和下載的激光數(shù)據(jù)進(jìn)行點(diǎn)云解算。
解算后且精度滿足后，則進(jìn)行坐標(biāo)轉(zhuǎn)換，這里根據(jù)項(xiàng)目需求，使用我們外業(yè)采集的檢查點(diǎn)進(jìn)行求七參，使用七參進(jìn)行轉(zhuǎn)換。轉(zhuǎn)換完成后則進(jìn)行檢查點(diǎn)云位置是否正確，是否有懸浮點(diǎn)。
（2）點(diǎn)云后處理
1、去噪、賦色（一般通過正射影像進(jìn)行賦色，賦色后的點(diǎn)云看起來更加直觀）、地面點(diǎn)分類（提取結(jié)果只顯示兩類，一類為地面點(diǎn)，一類為非地面點(diǎn)）、地面點(diǎn)過濾、構(gòu)建三角網(wǎng)。
2、如果地勢(shì)差異不大，但類似于“小山包”一樣的三角網(wǎng)異常較多，需要重新將地面點(diǎn)分類會(huì)0圖層，然后進(jìn)行參數(shù)調(diào)整后再重新進(jìn)行地面點(diǎn)分類。
3、手動(dòng)分類
最基本的方式就是手動(dòng)進(jìn)行上分類，主要是把浮點(diǎn)上分類掉，留下地面點(diǎn)（不在山上的凸起“小山包”一般是打在房屋上的點(diǎn)，因?yàn)槲覀冎恍枰孛纥c(diǎn)，所以這里進(jìn)行上分類，把它過濾掉）
手動(dòng)分類后，“小山包”就以及消失，如下圖（不是正真的刪除掉，而是讓浮點(diǎn)回到0圖層），這步驟需要一點(diǎn)一點(diǎn)進(jìn)行編輯，最耗時(shí)間的一個(gè)步驟
（3）成果輸出
手動(dòng)分類完成后，我們就可以進(jìn)行類別提取、高程提取、DEM以及等高線等成果輸出，下圖為附色分類完成后的點(diǎn)云截圖。
成果展示：
1、DEM成果
2、等高線
3、高程點(diǎn)
小結(jié)
我們通過外業(yè)實(shí)測(cè)與無人機(jī)激光雷達(dá)航測(cè)成圖的成果進(jìn)行精度比對(duì)。核查結(jié)果顯示植被區(qū)域平面精度在5cm以內(nèi)，高程精度10cm以內(nèi)，其他區(qū)域平面高程均在3cm內(nèi)，滿足本項(xiàng)目要求。通過本項(xiàng)目驗(yàn)證確信以飛馬D2000為飛行平臺(tái)，搭載D-LiDAR2000激光雷達(dá)，在南方植被茂密的丘陵地區(qū)，開展1：1000地形測(cè)量工作，是可行的方案。
來源：https://blog.csdn.net/qq_43173805/article/details/120935274成都途遠(yuǎn)GIS是一家專業(yè)致力于無人機(jī)航空攝影測(cè)繪、航空數(shù)據(jù)處理、GIS地理信息系統(tǒng)研發(fā)、數(shù)字孿生城市制作、數(shù)字沙盤模型等業(yè)務(wù)的創(chuàng)新型科技公司，為您提供一站式地理信息服務(wù)。
