隨著GNSS及INS的發(fā)展，精確的即時定位及姿態(tài)確定成為可能，自此激光雷達LiDAR得到了迅猛發(fā)展現(xiàn),已廣泛應(yīng)用在測繪，林業(yè)，電力，水利，市政，公路交通，鐵路交通，古建保護，逆向建模等。
本文是微辣火龍果張老師團隊在廣東省某地開展測量勘察項目的總結(jié)。此次項目時間緊任務(wù)重，測區(qū)共計2.5平方公里，需要得到測區(qū)范圍內(nèi)1：1000DLG。測區(qū)范圍內(nèi)地勢起伏不大，但樹木遮蓋度大，普通數(shù)字航空攝影和傳統(tǒng)測量難度大，項目以飛馬D2000為飛行平臺，搭載D-LiDAR2000激光雷達模塊，憑借激光雷達多回波特性穿透植被冠層，提取高精度 DEM，進而快速生成地形圖，成果質(zhì)量滿足項目要求,工作效率提升40%-60%.
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飛前準(zhǔn)備
無人機激光雷達航測與可見光傾斜攝影類似，在起飛之前需要對測區(qū)范圍進行巡視,檢查高壓線等高的地物與航線的空間位置關(guān)系，確認(rèn)安全后設(shè)置120米航高進行變高仿地飛行，航線規(guī)劃、像控布設(shè)和測量。
本項目采用的D-LiDAR2000激光雷達模塊，是飛馬機器人公司適配Ｄ2000無人機的激光雷達模塊，采用TOF測距模式，回波數(shù)為三回波，測距精度+_2cm，標(biāo)稱精度5cm@50，高差定位精度3cm，航向角精度0.03°
外業(yè)飛行作業(yè)獲得的點云數(shù)據(jù)是基于千尋CORS，CGCS2000坐標(biāo)系。經(jīng)常使用千尋的測繪同行都知道，千尋CORS測得的高程是大地高，而本項目成果要求坐標(biāo)系是CGCS2000坐標(biāo)，1985國家高程基準(zhǔn)。因此我們外業(yè)采用千尋CORS和廣東省CORS，在測區(qū)外圍和測區(qū)內(nèi)實測了12個坐標(biāo)控制點對，求算坐標(biāo)轉(zhuǎn)換七參數(shù)，把成果數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換到項目所需的目標(biāo)坐標(biāo)系。
普通激光所獲取的點云是沒有地物顏色信息的，為了后期更便于操作和使用，我們需要對點云進行附色，這里用到的是測區(qū)正射，所以在規(guī)劃和航飛時需要加上測區(qū)正射的部分，邊緣區(qū)域正射航線需要比激光點云范圍多一條航線，以保證邊緣附色完整。其他方面前期準(zhǔn)備與航測相差不大，這里就不做贅述。
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航飛作業(yè)
航飛過程大同小異，選好合適起飛點后，按照預(yù)定航線飛行，與普通航測不一樣的是由于原理是激光回波，并不局限于光照強度等因素影響，即陰天或晚上也可以作業(yè)，有利也有弊，這也使得大面積水面或地物表面覆蓋太多水跡會影響成果，避開雨天就好。
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內(nèi)業(yè)數(shù)據(jù)處理
數(shù)據(jù)處理主要用到飛馬無人機管家中的智理圖、智激光、智理圖模塊和IE(Inertial Explorer)來進行,內(nèi)業(yè)處理流程主要包括數(shù)據(jù)預(yù)處理、數(shù)據(jù)后處理分類、成果輸出。
（1）預(yù)處理處理
軌跡解算
在IE里將外業(yè)獲取到的基站數(shù)據(jù)和機載數(shù)據(jù)進行緊耦合差分軌跡解算，解算完成后進行預(yù)計位置和姿態(tài)的精度檢查。當(dāng)位置精度值小于0.02，姿態(tài)精度值小于3時滿足精度。
點云解算
在無人機管家的智激光模塊中，用上一步解算好的軌跡文件和下載的激光數(shù)據(jù)進行點云解算。
解算后且精度滿足后，則進行坐標(biāo)轉(zhuǎn)換，這里根據(jù)項目需求，使用我們外業(yè)采集的檢查點進行求七參，使用七參進行轉(zhuǎn)換。轉(zhuǎn)換完成后則進行檢查點云位置是否正確，是否有懸浮點。
（2）點云后處理
1、去噪、賦色（一般通過正射影像進行賦色，賦色后的點云看起來更加直觀）、地面點分類（提取結(jié)果只顯示兩類，一類為地面點，一類為非地面點）、地面點過濾、構(gòu)建三角網(wǎng)。
2、如果地勢差異不大，但類似于“小山包”一樣的三角網(wǎng)異常較多，需要重新將地面點分類會0圖層，然后進行參數(shù)調(diào)整后再重新進行地面點分類。
3、手動分類
最基本的方式就是手動進行上分類，主要是把浮點上分類掉，留下地面點（不在山上的凸起“小山包”一般是打在房屋上的點，因為我們只需要地面點，所以這里進行上分類，把它過濾掉）
手動分類后，“小山包”就以及消失，如下圖（不是正真的刪除掉，而是讓浮點回到0圖層），這步驟需要一點一點進行編輯，最耗時間的一個步驟
（3）成果輸出
手動分類完成后，我們就可以進行類別提取、高程提取、DEM以及等高線等成果輸出，下圖為附色分類完成后的點云截圖。
成果展示：
1、DEM成果
2、等高線
3、高程點
小結(jié)
我們通過外業(yè)實測與無人機激光雷達航測成圖的成果進行精度比對。核查結(jié)果顯示植被區(qū)域平面精度在5cm以內(nèi)，高程精度10cm以內(nèi)，其他區(qū)域平面高程均在3cm內(nèi)，滿足本項目要求。通過本項目驗證確信以飛馬D2000為飛行平臺，搭載D-LiDAR2000激光雷達，在南方植被茂密的丘陵地區(qū)，開展1：1000地形測量工作，是可行的方案。
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