洛比铁矿矿区机载激光雷达地形测绘项目--中海达机载激光雷达测绘案例

洛比鐵礦礦區1:2000比例尺地形測繪項目

項目背景

受客戶委托，西安(an)機(ji)械工(gong)業(ye)勘(kan)察設計研究院對洛比(bi)鐵(tie)礦(kuang)(kuang)礦(kuang)(kuang)區(qu)開展1:2000比(bi)例(li)尺地(di)形(xing)測(ce)繪，獲取的地(di)形(xing)數(shu)據用于洛比(bi)鐵(tie)礦(kuang)(kuang)項目工(gong)程設計和施(shi)工(gong)參(can)考。本次(ci)測(ce)區(qu)范圍以礦(kuang)(kuang)區(qu)界線為準，測(ce)繪礦(kuang)(kuang)區(qu)界線以內場地(di)地(di)形(xing)，面積約138km2。

痛點分析

植被茂密

測(ce)區(qu)(qu)內場地(di)西(xi)側鄰(lin)接大西(xi)洋，東(dong)側為(wei)農(nong)田，中部為(wei)礦區(qu)(qu)部分(fen)。整個測(ce)區(qu)(qu)多為(wei)丘陵地(di)形(xing)，以原始森林為(wei)主，植被(bei)遮擋嚴重，通(tong)視條(tiao)件極差，使得(de)測(ce)量(liang)難度大。

▲測區原始森林

交通不便

測區道路(lu)以(yi)沙土路(lu)為主，寬(kuan)窄不(bu)一、坑洼不(bu)平，車輛通(tong)行困難，這給測量工作帶來了不(bu)便。

實施方案

本次項目采用L120多旋翼無人機搭載中海達PM-1500機載激光測量系統進行1:2000比例尺地形測繪。PM-1500機載激光測量系統是一款高性能的地形測繪設備，擁有1650米的超遠測距能力，可以無懼測區復雜地形，快速實現大面積作業；具備7次多回波，可以穿透密林植被獲取真實的地表信息；精度優于5cm，可以為項目提供高精度的地形測繪數據。

▲L120多旋翼無人機搭載PM-1500機載激光測(ce)量系(xi)統

作業過程

航線規劃

根(gen)據(ju)點云密度要(yao)求依(yi)次設(she)置(zhi)(zhi)航(hang)(hang)高、采(cai)樣頻率、航(hang)(hang)速、轉彎(wan)半徑和模式等參數。同時為保證航(hang)(hang)線(xian)(xian)最優原(yuan)則(ze)，基于(yu)航(hang)(hang)測參數計算得知，礦(kuang)區航(hang)(hang)線(xian)(xian)間距統一(yi)設(she)置(zhi)(zhi)為200m帶寬。

▲航(hang)線規劃

飛行作業

PM-1500機載激光(guang)測(ce)量系統由多個傳感器集合而成(cheng)，飛行作業主要包含以下(xia)四個步驟(zou)：

設備安裝

作業人(ren)員將PM-1500機載激光測(ce)量系統安裝到(dao)L120多旋翼(yi)無(wu)人(ren)機平臺上，確認各項檢查無(wu)誤(wu)后，激光雷達開(kai)始進行靜態對齊(qi)。

基站架設

作業(ye)人員將中海達iRTK5型GNSS接收機(ji)調(diao)至靜態數據(ju)采(cai)集模(mo)式，并(bing)將基站架(jia)設在視野開闊的控制點上。準(zhun)確量取天線高和檢查(cha)設備內(nei)存后，開始靜態數據(ju)采(cai)集工作，采(cai)樣間距設置為1s。

飛前檢查

飛(fei)行前做好目標(biao)區域飛(fei)行可行性分析、地(di)面基站準備、飛(fei)行航線上傳(chuan)、無人機通電等一系列準備工作。

數據采集

PM-1500機載激(ji)光測(ce)量(liang)系(xi)統靜態對齊完畢(bi)后(hou)，作業人(ren)員遙(yao)控L120多(duo)(duo)旋(xuan)翼無人(ren)機起飛。在L120多(duo)(duo)旋(xuan)翼無人(ren)機的飛行(xing)高度超過30m后(hou)，PM-1500機載激(ji)光測(ce)量(liang)系(xi)統開(kai)始采集數(shu)據(ju)。

▲軌跡(ji)解(jie)算成(cheng)果示(shi)意圖

點云數據融合

軌跡解(jie)算(suan)完畢后，作業人員(yuan)采用中海(hai)達HD Data Combine點云(yun)融合軟(ruan)(ruan)件進行點云(yun)融合，生成點云(yun)數據(ju)（***.las）。

▲點(dian)云(yun)數據融合成果(guo)示意圖(tu)

點云(yun)分類

在Terra solid軟件中將工程點云進行點云自(zi)動分類(lei)，保證地面點密度(du)滿足規范要(yao)求，然后導(dao)出數字高程模型（DEM）。

▲分類后的(de)地(di)面點(dian)云（可轉換為DEM）

地形(xing)圖繪制

將分類后(hou)的(de)點云(yun)文件導(dao)入(ru)Cass10.0，繪(hui)制房屋、道路、河(he)流岸線等地物要素，再根(gen)據Terra solid軟(ruan)件生產的(de)DEM模型，自動生成測區等高線圖。最后(hou)將等高線圖和地物要素結合在一起，在Cass10.0版本(ben)軟(ruan)件下進行(xing)編輯，輸出dwg格式(shi)的(de)DLG數字線劃圖。

▲DLG數(shu)字(zi)線劃圖

成果展示

▲DEM成(cheng)果展示

項目總結

通(tong)(tong)過L120多旋翼(yi)無人(ren)機搭載中海(hai)達PM-1500機載激光測(ce)量系(xi)統聯合(he)作業，成功克服了測(ce)區地(di)形(xing)復雜(za)多變、植被茂密、交通(tong)(tong)不(bu)變等困難，采集的地(di)形(xing)數據平面和高程精度優于5cm，成果優于1：2000地(di)形(xing)圖測(ce)量要求，可以作為(wei)洛比鐵礦項(xiang)目設計及施工的基礎資料(liao)，為(wei)項(xiang)目實施提(ti)供有力的支持。