案例 | mdLiDAR3000LR 方案应用于贵州省某河道测量项目

转载 2020-10-13 13:20 镁科众思市场部来源： Microdrones

2020年年初，贵州省某设计院客户需要使用无人机搭载激光雷达扫描一段河道，河道全长1.3千米，相关区域面积253,350平方米。另外，客户希望进行带状测绘以提高效率。数据要求：

成果需求: Las格式三维点云准确度: ≤10cm坐标参考框架: CTRF2000投影坐标系: CGCS2000 CM108E高程系统: 大地高

应用难点：

测区海拔较高，正值北方初春时节，风力较大；测区高低起伏较大；现场风沙很大，特别起风之后，对飞机的防护等级要求较高；

测区概览图

实施方案Microdrones端对端工作流程：

规划

项目要求、精度和可交付成果

项目要求
技术	机载激光雷达
可交付成果	三维点云
精度 σ（Z/高程）	10 厘米
数据收集时间	1 天内
坐标参考框架	CTRF 2000
投影坐标系	CGCS2000 CM108E
高程基准	椭球高/大地高

目标区域

处理参数

可交付成果：点云投影：CGCS2000 CM108E坐标参照框架：CTRF2000高程基准：大地高

飞行参数mdSolution: mdLiDAR3000LR 集成方案

应用场景广泛少数能在120米以上飞行的激光雷达稳定性好，安装在md4-3000无人机上易上手的处理软件，很大限度减少后处理步骤可调控 & 长测程，满足项目要求的高效解决方案

高度设置：300 米

为达到预期表面反射率设置的最大高度在该飞行高度上可获得最大点云密度兼顾效率的高度规划

速度：7 米/秒

飞行速度直接决定了点云密度

视角：100

每个航带所能覆盖的最大区域

重叠度：40%

可能存在的不规则地形

城市区域的建筑物

各种材料反射率参照表

目标 — GCP/检查点：6个

现场在已知控制点上进行架设基站，采集静态GNSS数据

采用RTK打点的方式采集检核点，共计6个，建议使用靶标，如无，可以采集特征点

GPS设备采用徕卡GS18 RTK

飞行方向：跟随河道带状飞行

带状飞行可以显著提高飞行效率（省电）

跟随河道有助于更好的采集河道信息

飞行参数摘要：

预期的项目误差

注：该数值基于集成系统的规格推算飞行与数据采集

数据收集

系统：mdLiDAR3000LR

高度：300 米

速度：7 米/秒

使用导入DSM 进行仿地飞行

飞行方向：沿河道方向

飞行次数：1 个

地面检核点：7 个（使用徕卡GS18 RTK测得）

视角：80

重叠：40%

覆盖的区域：2000 x 200 米

飞行时间：29分钟

使用mdCockpit软件执行飞行任务在平板电脑上规划、监控、调整、分析和控制任务。功能性、灵活性和飞行：一切尽在掌握之中。

数据处理与展示

目标的质量控制

所有目标都在目标区域内所有目标都被完全覆盖所有目标都不存在初始化的问题

mdInfinity：轨迹处理和轨迹文件 Sbet 生成

mdInfinity —处理状态

mdInfinity — 轨迹 RMS（X 轴、Y 轴和 Z 轴）

数值为零，意味着数据质量非常好

XYZ三个方向的轨迹精度都非常好

mdInfinity数据处理平台：LiDAR 地理定位和定向校准报告：

mdInfinity应用界面：

经过地理定位后的LiDAR点云：

mdInfinity数据处理软件和第三方软件：可交付测绘成果的生成

质量控制

航带校准分析两条航带的横截面：

蓝色：第 6 条航带

橙色：第 7 条航带

两条航带的噪声包络线必须保持一致，必须混合两条航带，不得使一条航带高于另一条航带。在该实测项目中，Microdrones 使用了 mdLIDAR3000LR 无人机集成系统，在演示区域飞行1个架次，共扫描0.772平方公里，飞行高度300米，采集了GNSS数据，机载激光雷达原始数据，惯导数据。经过处理得到了该区域的数字三维点云，点云密度为每平方米58个点。为了正确评估测绘成果的准确度，Microdrones 采用了以下方法：

使用Global Mapper 软件，导入Las 格式的数字三维点云。使用Global Mapper 软件，在点云上采集所有坐标已知的地面检查点。将点云上测量得到的检查点坐标与用户提供的已知点坐标进行比较。统计测得和已知的地面检查点的偏差，记录在表中。

精度评估