四川大面積地形測繪,DJI 禪思 L2 高效採集高精度數據

近年來,使用無人機搭載雷射雷達取得地理資訊數據,已成為農地勘察、耕地設計規劃的重要手段。然而,大面積、地形複雜的點雲資料採集,仍存在諸多挑戰。

闍中市位於四川盆地東北部,為確認耕地位置、面積、耕地要素,並對低品質耕地進行設計,在闍中市規劃設計院的主導下,大疆行業合作夥伴成都九江偉業科技有限公司對區域內 182 平方公里土地進行資料收集。

無人機測繪測區範圍圖

測區範圍圖

依需求,本次任務正射影像資料需滿足 5cm 解析度;點雲資料裸露地面達到5cm 高程精度,林下達到15cm 高程精度,整體達到10cm的高程精度。經過綜合考慮,外業採用 M350 RTK + L2 雷射雷達,內業透過大疆智圖進行點雲資料處理。

182 平方公里大面積測繪兩山夾一溝,地形複雜

蜀道之難,難於上青天。閬中市位於川中丘陵區向川北低山區過渡地帶,東西北部高,中南部低。本次測區面積多達 182 平方公里,且大部分區域為堰尾槽狀地形。

兩山夾一溝,無人機訊號遮擋嚴重;區域內較多跨山跨溝的輸電線,作業風險性高,這要求設定較高的航高保障飛行安全,同時維持作業精度。

測區堰尾槽地形,飛行難度高

測區堰尾槽地形,飛行難度高

堰尾槽地形

堰尾槽地形

測區整體處於農村,以林地、田塊等要素組成,其中林地多為茂密的柏樹林。想要取得高精度林下點數據,對光達穿透植被的能力提出很高要求。

無人機測區植被覆蓋

測區植被覆蓋

此外,工程工期較短,區域內天氣不穩定,早起大霧,同時降雨頻繁,有效作業時間受限,需採用高效率設備,保證完成外業任務。

分為 7 大區塊作業M350 RTK + L2 仿地飛行

由於測區面積大,專案組依地形狀況,將區域分為 7 大區塊。其中第 1、2、3、4、7 區塊面積約 16-20 平方公里,5、6 區塊面積約 47 平方公里。

同時,依照各區塊的山勢走向,專案組再沿山脊線進行劃分小區塊,各小區塊面積約 1-2.5 平方公里。

無人機測區範圍規劃圖

測區範圍規劃圖

測區堰尾槽內地形變化加劇、川東北地形複雜,須以仿地飛行的方式進行作業。而網路下載的 DEM 資料可能有較大誤差,專案組利用DJI L2 可見光相機,對部分高落差、電線密集區域進行建圖航拍,取得DSM 數據,實現精準仿地作業。

航高 180m,航速10m/sL2 高效率、高精度得到驗證

為避免資料空洞,航線規劃需垂直等高線。 DJI L2 最大點雲發射率可達 24 萬點/秒,光斑更小,可穿透當地茂密的柏樹林植被。專案採重複掃描方式,雷射雷達進行更均勻、精度更高的掃描,滿足專案高精度的測繪要求。

DJI M350 RTK +  DJI L2

DJI M350 RTK +  DJI L2

DJI L2 量程較 L1 提升 30%,保障作業效率與安全性。專案組設定航高為 180m,航線速度 10m/s,雲台角度 -90°,雷射雷達旁向重疊率 20%,可見光航向重疊率 70%,等時間隔拍照。在遙控器上,專案組採用點雲/可見光分割畫面即時顯示模式,直覺呈現作業效果。

禪思L2點雲端即時預覽

點雲即時預覽

在工期緊張的情況下,L2 無慣導預熱,開機即作業,提升效率。閬中市地形複雜,現場開啟點雲即時預覽功能,採用真彩點雲即時著色模式,即時查看點雲數據。同時,開啟雷射測距功能,取得雷達模組與畫面中心物體的距離訊息,為飛行安全保駕護航。

大疆智圖一鍵處理專案精度達 1:500

此次外業任務中,L2 單架次作業面積為 1.5-2 平方公里,每天飛行 8-10 架次,作業 16-20 平方公里。最終,無人機累計 92 個架次完成外業採集,取得 1TB 的外業資料。山區 RTK 訊號不穩定,專案全部採用雲端 PPK 處理,透過大疆智圖匹配離線基地台數據,重建高精度模型。

內業處理上,將點雲資料導入大疆智圖,一鍵直接產生標準格式的三維點雲,並透過地面點分類輸出 DEM 數位高程模型。最終透過精度控制與檢查功能分析點雲質量,裸露地面高程精度達 5cm,林下點精度優於 15cm,滿足專案方要求。

無人機航測點雲模型

點雲模型

1-5 號測區 DEM 成果

1-5 號測區 DEM 成果

專案組使用大疆智圖最新版本的點雲剖面功能,分析查看點雲厚度、地面點等情況。

林區剖面圖

林區剖面圖

無人機航測精度檢查報告

精度檢查報告

在闍中市地形測量專案中,面對大面積、地形複雜、精度要求高、工期緊的挑戰, L2 光達表現優異,在安全可靠、高效作業的同時保持了厘米級的高精度。

以往,業界採集雷射點雲數據,只能透過直升機搭載雷射雷達,價格昂貴動輒百萬、產品整合度低、可靠性較差、使用難度高。而採用 M350 RTK 搭載L2 雷射雷達外業,並配合大疆智圖內業的一體化解決方案,不僅成本大幅減少,而且兼具效率與精度,為測繪帶來全新思維。 大疆行業應用也將持續為測繪產業提供創新的解決方案,將平民化航測進行到底。

附大疆智圖 V3.9.2 版本更新說明

【新增】

· 支援雷射雷達點雲重建任務成果的剖面檢視。

· 支持調整果樹場景下農業應用產生三維航線的航點高度。

【問題修復】

·  修復 V3.9.0 版本雷射雷達點雲任務未讀取原始資料中的 .LDR~1 等文件導致成果缺失的問題。

【注意事項】

· V3.5.0 以上版本所建立的七參數轉換和使用新增部分國家座標系重建任務,如返回 V3.4.4 及先前版本查看,任務成果無法正常顯示和使用標註測量功能。

·  V3.8.0 版本及以後,官網免費試用許可證使用雷射雷達點雲重建任務收費功能時最大導入素材不可超過 8G。

·  V3.9.0 版本及以後,必須具備 NVIDIA 顯示卡,否則無法取得許可證。

·  雷射測距儀點雲任務的 PPK 解算功能必須連網使用,請在拍攝/掃描素材後三個月內進行解算。