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华东某海滩滩涂地形测量项目


华东某海滩滩涂地形测量项目


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?突б笙钅渴终溆跋瘢―OM)精度优于0.5m ,且数字高程模型(DEM)精度在10cm以内。

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。


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▲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

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▲项目实施总体技术路线

  1. 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。


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▲航线规划界面图

 

2.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。


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▲飞行现场

3.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数据导入到南宫NG28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;谡庑┦ ,作业人员可以生成数字正射影像和数字高程模型。

4.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。


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▲精度验证


成果展示

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▲点云数据


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▲数字正射影像


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▲分类后地面点                                           ▲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。

二是适应性强。受海滩涨潮退潮的影响 ,地面测量人员难以施测 ,无人船/有人船也无法进入潮间带实施测量。而机载激光雷达技术则可以不受作业环境限制 ,大大方便了滩涂地形测量工作的开展。

基于上述优势 ,机载激光雷达技术有效解决了“车下不去 ,船上不来 ,人不安全”的测量难题 ,为获取滩涂地形数据提供了可靠、精准、高效的解决方案。


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▲PM-1500机载激光测量系统与人工测量效率对比




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