近年來(lái)，隨著無(wú)人機(jī)航空攝影測(cè)量技術(shù)的普及與應(yīng)用，地形測(cè)量效率得到了顯著的提升。然而，仍然存在因復(fù)雜地形無(wú)法實(shí)現(xiàn)精準(zhǔn)測(cè)量、外業(yè)工作量大、內(nèi)業(yè)效率低、數(shù)據(jù)成果單一等難題。

而高性能飛行平臺(tái)與激光航測(cè)系統(tǒng)的出現(xiàn)，不僅顯著提高了效率，縮短了項(xiàng)目工期，還進(jìn)一步提升了數(shù)據(jù)成果的精度，豐富了成果類型。

本文將通過(guò)貴州某山區(qū)地形測(cè)繪項(xiàng)目，同大家分享行者X500多旋翼無(wú)人機(jī)作為一款長(zhǎng)航時(shí)、大載重的飛行平臺(tái)，搭載AA10激光航測(cè)系統(tǒng)在地形測(cè)繪作業(yè)中的全流程方案及作業(yè)優(yōu)勢(shì)。

01飛出航測(cè)作業(yè)新速度

行者X500+AA10+數(shù)據(jù)處理軟件解決方案

采用行者X500多旋翼無(wú)人機(jī)作為飛行平臺(tái)進(jìn)行山區(qū)地形測(cè)繪，能夠更高效、安全的完成作業(yè)任務(wù)。依托行者X500長(zhǎng)航時(shí)、20公里行業(yè)高清圖傳、毫米波避障性能，一次起降即可安全完成2.5平方公里范圍的山區(qū)地形測(cè)量(實(shí)際測(cè)量范圍會(huì)根據(jù)飛行速度、高度和重疊率有所變化)。

同時(shí)，AA10可獲取高精度激光點(diǎn)云與高分辨率數(shù)字影像，搭配CoPre三維數(shù)據(jù)智能解算軟件可以快速生成彩色點(diǎn)云、TDOM、三維模型等成果。若項(xiàng)目需要高精度DEM、等高線等地形圖，也可通過(guò)CoProcess三維數(shù)據(jù)成果智能生產(chǎn)軟件自動(dòng)生成。

因此，該方案能夠顯著提升山區(qū)地形航測(cè)的效率和質(zhì)量。

02貴州高海拔山區(qū)案例分享

項(xiàng)目位于貴州某山區(qū)，山區(qū)植被茂密，植被類型多樣，分布有河流、梯田等自然景觀，測(cè)區(qū)面積約1.7平方公里，地形起伏大，地勢(shì)陡峭，最高海拔1200米，最大落差324米，對(duì)無(wú)人機(jī)飛行系統(tǒng)的飛控能力與續(xù)航性能提出了挑戰(zhàn)。項(xiàng)目要求輸出該地區(qū)的三維模型，以便運(yùn)營(yíng)管理單位掌握地形情況，并提供1:500地形圖用于旅游景區(qū)開(kāi)發(fā)設(shè)計(jì)。

作業(yè)流程

1外業(yè)數(shù)據(jù)采集

選擇起降場(chǎng)地

一個(gè)起降點(diǎn)即可完成作業(yè)。根據(jù)實(shí)地踏勘結(jié)果，華測(cè)技術(shù)團(tuán)隊(duì)選擇了位于測(cè)區(qū)山腰的平地作為無(wú)人機(jī)起飛場(chǎng)地。憑借AA10免基站云服務(wù)與后PPK解算技術(shù)，無(wú)人機(jī)搭載AA10無(wú)需與地面基站保持持續(xù)通訊，僅需一個(gè)起降點(diǎn)即可完成整個(gè)測(cè)區(qū)的航飛作業(yè)，大幅減少了因?qū)ふ移鸾祱?chǎng)地而消耗的轉(zhuǎn)場(chǎng)時(shí)間成本。

規(guī)劃航飛作業(yè)參數(shù)

技術(shù)人員根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況和成果要求，對(duì)航飛設(shè)備的作業(yè)參數(shù)進(jìn)行規(guī)劃。

基于AA10每秒30萬(wàn)發(fā)射點(diǎn)頻和最多8次回波的強(qiáng)大激光探測(cè)能力，穿透茂密植被冠層，精準(zhǔn)獲取地面點(diǎn)數(shù)據(jù)。

數(shù)據(jù)采集

行者X500輕量化的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與高效動(dòng)力系統(tǒng)強(qiáng)強(qiáng)聯(lián)合，掛載AA10載荷，續(xù)航可達(dá)50分鐘，飛行表現(xiàn)穩(wěn)定。本次項(xiàng)目作業(yè)中，當(dāng)?shù)仫L(fēng)速達(dá)4級(jí)、平均氣溫10℃，技術(shù)人員僅用1個(gè)架次43分鐘就完成了1.7平方公里的復(fù)雜地形數(shù)據(jù)采集，落地后行者X500仍剩余16%電量。

在測(cè)量過(guò)程中，縱然現(xiàn)場(chǎng)存在繁雜的樹(shù)木、信號(hào)塔等障礙物，行者X500避障表現(xiàn)依舊良好，實(shí)現(xiàn)了精準(zhǔn)檢測(cè)障礙物并避障。即使是樹(shù)枝等細(xì)小障礙物也在識(shí)別范圍之內(nèi)。

行者X500毫米波避障技術(shù)，基于取得專利認(rèn)證的避障算法，實(shí)現(xiàn)80米有效探測(cè)距離，避障成功率達(dá)98%以上，且誤檢率低于0.1%，讓飛行作業(yè)更安全。

此外，行者X500配備了全新一代行業(yè)圖傳系統(tǒng)，可在20公里范圍內(nèi)實(shí)現(xiàn)飛行實(shí)時(shí)穩(wěn)定監(jiān)控不中斷，讓飛手飛控更安心，操作更游刃有余。

2內(nèi)業(yè)數(shù)據(jù)處理

數(shù)據(jù)采集完成后，使用華測(cè)自研CoPre軟件自動(dòng)整理數(shù)據(jù)，5分鐘拷貝12.2G數(shù)據(jù)。通過(guò)“任務(wù)向?qū)А惫δ芤绘I式解算數(shù)據(jù)，并且CoPre軟件支持一鍵自動(dòng)下載云基站數(shù)據(jù)。相比實(shí)時(shí)RTK，云基站不受CORS系統(tǒng)覆蓋度、網(wǎng)絡(luò)信號(hào)和無(wú)人機(jī)通訊連接等問(wèn)題影響，保證了POS數(shù)據(jù)的精度和穩(wěn)定性。

基于CoPre內(nèi)置的2.0版本天工三維建模引擎，4分鐘即可完成空三解算，11分鐘生成正射影像圖。本次項(xiàng)目的1.7平方公里山區(qū)三維模型重建，共用時(shí)3小時(shí)30分鐘。

為進(jìn)一步驗(yàn)證成果精度，技術(shù)人員實(shí)地采集了6個(gè)檢查點(diǎn)與成果數(shù)據(jù)進(jìn)行比對(duì)，高程中誤差為0.018米，模型成果符合項(xiàng)目標(biāo)準(zhǔn)。

此外，技術(shù)人員還使用CoProcess軟件基于點(diǎn)云數(shù)據(jù)去噪濾波，一鍵構(gòu)建高精度DEM并生成等高線。

03方案優(yōu)勢(shì)總結(jié)

1. 高度自動(dòng)化，內(nèi)外業(yè)效率大幅提升

本項(xiàng)目使用行者X500搭載AA10進(jìn)行外業(yè)數(shù)據(jù)采集，僅1個(gè)架次43分鐘完成全部1.7平方公里的復(fù)雜地形數(shù)據(jù)采集。結(jié)合CoPre軟件半天內(nèi)即可智能化生成測(cè)區(qū)彩色點(diǎn)云、TDOM及實(shí)景三維模型。通過(guò)CoProcess軟件只需20分鐘即可完成1.7km2數(shù)據(jù)成果生產(chǎn)，有效彌補(bǔ)傳統(tǒng)航測(cè)不能自動(dòng)高效生產(chǎn)DEM、等高線成果等問(wèn)題。

2.獲取精準(zhǔn)地面點(diǎn)，大幅降低人工工作量

AA10能有效穿透茂密植被冠層，精準(zhǔn)獲取地面點(diǎn)信息，確保數(shù)據(jù)完整性和準(zhǔn)確性。不僅，減少了外業(yè)工作時(shí)間，降低了野外實(shí)地作業(yè)的安全隱患，而且在未布設(shè)像控點(diǎn)的情況下同樣能實(shí)現(xiàn)5cm的測(cè)量精度，大幅降低了人工實(shí)地測(cè)繪的工作量。

3.一次作業(yè)，輸出多種成果

一次作業(yè)即可獲取彩色點(diǎn)云、TDOM、實(shí)景三維模型、高精度DEM和等高線等成果，滿足地形測(cè)量成圖需求，不需要耗費(fèi)大量人力進(jìn)行補(bǔ)測(cè)。