客户为某甲级资质测绘单位,他们的其中一项重要职责是承担突发公共事件的省级应急测绘保障工作,拥有丰富的项目执行经验和无人机现场作业经验。在应急测绘领域,客户擅长应用无人机技术来拍摄灾后拍摄遥感影像,快速采集第一手现场情况数据,为应急管理及救灾、决策提供数据支持。
客户需要高度可靠的无人机设备和高效的数据处理流程才能满足工作需要。灾害现场很多时候伴随恶劣的天气条件,例如大风、暴雨。现场作业人员需要时刻注意天气变化和道路滑坡危险,在很短的作业时间内获取高精度的数据成果。这对作业人员的技术、经验以及设备可靠性都非常高。
在本次演示项目中,Microdrones(中文名:镁科众思)将展示其2020年最新推出的mdLiDAR3000LR方案,并重点介绍一个在实际工作中非常有用的软件功能:FORMAP快速成图。
数据要求:客户要求快速出着色点云数据,点云数据要丰富清晰,后期客户将使用该文件生成DLG格式文件。
项目特点:经过Microdrones团队评估,项目的实施面临数个挑战:
测区位于山区公路,山区高差近百米;
测区要求的点云质量好、数量多;
通过点云数据判断山体滑坡走向以及房屋的现况;
Microdrones提供误差小于5cm的彩色点云文件,用户后期制作1:500地形图,验证成果精度。
使用设备:mdLiDAR3000LR 方案
测区所在县区曾在2018年遭遇大暴雨,是当地有记录以来24小时内最大超强降雨。随后受连续台风暴雨影响,发生多处山体滑坡。当年,客户启动应急响应,派出无人机机组赶赴灾区获取滑坡点及周边区域,获取灾后无人机遥感影像。
测区概览图
应急测绘对飞行器的可靠性和稳定性是一个大的考验,飞手往往要在地形复杂、植被茂密的山区作业,有时还会碰上下雨天气作业的挑战。飞手一方面需要保证无人机的安全飞行,另一方面要确保数据能被有效收集,为决策者及时应对提供参考依据。
为确保飞行器安全有效作业,Microdrones提供端对端的解决方案,即从航线规划、飞行作业、数据处理到成果交付都在Microdrones的掌握之中。
实施方案
Microdrones端对端工作流程:
航线规划
经过现场实地考察和分析,Microdrones飞行团队决定设定一个起飞点,采用十字交叉法设置航线。飞行一个架次,共7条航带,航带总长度为3.3km。
航测实施
该案例中,我们使用Microdrones 高度集成系统——mdLiDAR3000LR,对区域面积约0.5平方公里的山区及房屋进行了数据采集。
mdLiDAR3000LR 采用md4-3000飞行平台,具有卓越的载重能力、灵活性和效率,集成了Riegl VUX-1UAV激光雷达作为传感器,能够高效地采集点云数据。
飞行1个架次,扫描面积共0.5 平方公里;
飞机采集了GNSS数据、机载激光雷达原始数据和惯导数据;
经过处理得到了该区域的精确数字三维点云,点云密度为每平方300个。
数据处理
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,导入数字三维点云;
使用Global Mapper 软件,采集所有坐标已知的地面检查点;
将地面采集的检查点坐标与提供的地面已知坐标进行比较;
统计并记录测得和已知的地面检核点的误差(如下表1)
现场在已知控制点上进行架设基站,采集静态数据。
采用RTK打点的方式采集检核点,共计3个,使用靶标。如无,可以采集特征点。
GPS设备采用徕卡GS18 GNSS接收机。
基于Global Mapper的三维点云独立精度准确评估结果
FORMAP快速成图功能
针对客户关注的应急测绘需求,Microdrones最新推出的后处理系统mdInfinity中包含FORMap功能模块,可以通过摄影测量的数据即刻生成正射影像和密集点云。
FORMap的最大亮点就是短时间快速响应(2-4秒/张图),在无人机降落后三十分钟内,使用普通笔记本即可生成数据结果,且生成的正射影像几何一致性好,不变形。这对于像山体滑坡等自然灾害的灾情评估提供及时的支持。
FORMap功能模块仅对mdInfinity定制服务开放使用。
该实测项目的数据处理时间对比:
点云成果展示
整体效果
测区DSM
穿透效果
项目结论
成果精度高:Z中均方根误差优于2.3cm,满足客户制图要求);
飞行结束后,15分钟可得到点云数据;
不受雨雾等天气因素的影响,在广东山区多雨雾的环境中,依然能够轻松作业;
树林植被和房屋点云数据充足,断面连贯;
起降条件要求小,乡村道路即可起降。
md4-3000无人机是Microdrones(镁科众思)开发的一款行业应用通用飞行平台, md4-3000无人机坚固耐用、性能强劲、稳定可靠。
Microdrones(中文名镁科众思)于2005年成立于德国北莱茵-威斯特法伦州的锡根,致力于提供专业可靠的无人机商业应用解决方案,更有效和高效地完成测绘地理信息、土地开发、基础设施监测、环境监测、精准农业以及公共安全任务。Microdrones拥有超过15年的创新历史。Microdrones 飞行器的设计基于德国工程质量的现代工艺,拥有行业领先的飞行时间、对恶劣环境的极强耐受力和智能的集成方案。Microdrones深受全球1500多个专业客户的信赖。如今,Microdrones 在德国、美国、加拿大、阿联酋和中国建立了分支机构,并且拥有遍布全球六大洲的分销网络。我们的使命是∶将客户需求转换为面向专业人士的有效、高效、端到端系统。
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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。
摄影测量被认为是一种具有成本效益的解决方案,但 RIEGL LiDAR 软件具有更高的数据捕获与数据处理效率,可以为客户节省时间和金钱。LiDAR 传感器是主动工作模式,不需要环境光来捕获数据点;它们还能够穿透植被。摄影测量则无法做到这些。
Autel Robotics道通智能发布全新的龙鱼固定翼垂直起降行业无人机(DRAONG FISH)。道通智能龙鱼行业无人机独特的倾转旋翼设计,融合了多旋翼起降灵活和固定翼长航时的双重优势,整机快拆和高效气动设计,将便携易用和飞行性能提升到前所未有的新高度。
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近年来,在四川芦山、九寨沟,云南鲁甸抗震救灾行动中,陕西山阳滑坡、四川茂县山体垮塌等地质灾害抢险救灾中,天津滨海新区危险品仓库爆炸、深圳恒泰裕滑坡事故等突发事件应急抢险中,国家测绘地理信息局利用地理信息数据制作灾区各类专题地图,第一时间获取准确的灾后影像地图,研发应急指挥地理信息系统等,为科学决策、抢险救灾、灾情评估及灾后重建等提供有力支持,应急测绘保障也因此被称作“灾区上空的眼睛”。
BIM(BuildingInformation Modeling)技术是Autodesk公司在2002年率先提出,已经在全球范围内得到业界的广泛认可,它可以帮助实现建筑信息的集成,从建筑的设计、施工、运行直至建筑全寿命周期的终结,各种信息始终整合于一个三维模型信息数据库中,设计团队、施工单位、设施运营部门和业主等各方人员可以基于BIM进行协同工作,有效提高工作效率、节省资源、降低成本、以实现可持续发展。