四川大面積地形測繪,禪思 L2 高效采集高精度數據

  近年來,使用無人機搭載激光雷達獲取地理信息數據,已經成為農田勘察、耕地設計規劃的重要手段。然而,大面積、地形復雜的點云數據采集,依然存在諸多挑戰。

  閬中市位于四川盆地東北部,為確認耕地位置、面積、耕地要素,并對低質量耕地進行設計,在閬中市規劃設計院的主導下,大疆行業合作伙伴成都九江偉業科技有限公司對區域內 182 平方公里土地進行數據采集。


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  測區范圍圖

  根據要求,本次任務正射影像數據需滿足 5cm 分辨率;點云數據裸露地面達到 5cm 高程精度,林下達到 15cm 高程精度,整體達到 10cm 的高程精度。經過綜合考慮,外業采用 M350 RTK + L2 激光雷達,內業通過大疆智圖進行點云數據處理。

  182 平方公里大面積測繪

  兩山夾一溝,地形復雜

  蜀道之難,難于上青天。閬中市位于川中丘陵區向川北低山區過渡地帶,東西北部高,中南部低。本次測區面積多達 182 平方公里,且大部分區域為堰尾槽狀地形。

  兩山夾一溝,無人機信號遮擋嚴重;區域內較多跨山跨溝的輸電線,作業風險性高,這要求設置較高的航高保障飛行安全,同時保持作業精度。


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  測區堰尾槽地形,飛行難度大

  ,時長00:35堰尾槽地形

  測區整體處于農村,以林地、田塊等要素組成,其中林地多為茂密的柏樹林。想要獲取高精度林下點數據,對激光雷達穿透植被的能力提出很高要求。

  ,時長00:17測區植被覆蓋

  此外,該項目工期較短,區域內天氣不穩定,早起大霧,同時降雨頻繁,有效作業時間受限,需采用高效率設備,保證完成外業任務。

  分為 7 大區塊作業

  M350 RTK + L2 仿地飛行

  由于測區面積大,項目組根據地形情況,將區域分為 7 大區塊。其中第 1、2、3、4、7 區塊面積約 16-20 平方公里,5、6 區塊面積約 47 平方公里。

  同時,根據各區塊的山勢走向,項目組再沿山脊線進行劃分小區塊,各小區塊面積約 1-2.5 平方公里。


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  測區范圍規劃圖

  測區堰尾槽內地勢變化加劇、川東北地形復雜,須采用仿地飛行的方式進行作業。而網絡下載的 DEM 數據可能存在較大誤差,項目組利用 DJI L2 可見光相機,對部分高落差、電線密集區域進行建圖航拍,獲取 DSM 數據,實現精準仿地作業。

  航高 180m,航速 10m/s

  L2 高效率、高精度得到驗證

  為避免數據空洞,航線規劃需垂直等高線。DJI L2 最大點云發射率可達 24 萬點/秒,光斑更小,可穿透當地茂密的柏樹林植被。項目采用重復掃描方式,激光雷達進行更均勻、精度更高的掃描,滿足項目高精度的測繪要求。


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  DJI M350 RTK + DJI L2

  DJI L2 量程較 L1 提升 30%,保障作業效率和安全性。項目組設置航高為 180m,航線速度 10m/s,云臺角度 -90°,激光雷達旁向重疊率 20%,可見光航向重疊率 70%,等時間隔拍照。在遙控器上,項目組采用點云/可見光分屏實時顯示模式,直觀呈現作業效果。


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  點云實時預覽

  在工期緊張的情況下,L2 無需慣導預熱,開機即作業,提升效率。閬中市地形復雜,現場開啟點云實時預覽功能,采用真彩點云實時著色模式,實時查看點云數據。同時,開啟激光測距功能,獲取雷達模塊與畫面中心物體的距離信息,為飛行安全保駕護航。

  大疆智圖一鍵處理

  項目精度達 1:500

  此次外業任務中,L2 單架次作業面積為 1.5-2 平方公里,每天飛行 8-10 架次,作業 16-20 平方公里。最終,無人機累計 92 個架次完成外業采集,獲取 1TB 的外業數據。山區 RTK 信號不穩定,項目全部采用云 PPK 處理,通過大疆智圖匹配離線基站數據,重建高精度模型。

  內業處理上,將點云數據導入大疆智圖,一鍵直接生成標準格式的三維點云,并通過地面點分類輸出 DEM 數字高程模型。最終通過精度控制與檢查功能分析點云質量,裸露地面高程精度達 5cm,林下點精度優于 15cm,滿足項目方要求。

  ,時長01:04點云模型


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  1-5 號測區 DEM 成果

  項目組使用大疆智圖最新版本的點云剖面功能,分析查看點云厚度、地面點等情況。


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  林區剖面圖


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  精度檢查報告

  在閬中市地形測量項目中,面對大面積、地形復雜、精度要求高、工期緊的挑戰, L2 激光雷達表現優異,在安全可靠、高效作業的同時保持了厘米級的高精度。

  以往,業內采集激光點云數據,只能通過直升機搭載激光雷達,價格昂貴動輒百萬、產品集成度低、可靠性較差、使用難度大。而采用 M350 RTK 搭載 L2 激光雷達外業,并配合大疆智圖內業的一體化解決方案,不僅成本大幅減少,而且兼具效率與精度,為測繪帶來全新思路。大疆行業應用也將持續為測繪行業提供創新的解決方案,將平民化航測進行到底。

  附大疆智圖 V3.9.2 版本更新說明。

  【新增】

  · 支持激光雷達點云重建任務成果的剖面查看。

  · 支持調整果樹場景下農業應用生成三維航線的航點高度。

  【問題修復】

  · 修復 V3.9.0 版本激光雷達點云任務未讀取原始數據中的 .LDR~1 等文件導致成果缺失的問題。

  【注意事項】

  · V3.5.0 及以上版本創建的七參數轉換和使用新增部分國家坐標系重建任務,如返回 V3.4.4 及之前版本查看,任務成果無法正常顯示和使用標注測量功能。

  · V3.8.0 版本及以后,官網免費試用許可證使用激光雷達點云重建任務收費功能時最大導入素材不可超過 8G。

  · V3.9.0 版本及以后,必須具備 NVIDIA 顯卡,否則無法獲取許可證。

  · 激光雷達點云任務的 PPK 解算功能必須聯網使用,請在拍攝/掃描素材后三個月內進行解算。

  更新日期:

  2023 年 10 月 24 日


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