机载激光雷达技术凭借自身测量精度高,不受天气及地形影响等特点,逐渐发展应用于高速公路地段勘测项目中,呈现出极好的效果,本次我们结合实际项目,对整体采集数据过程进行讲解,并向大家介绍现阶段的主流测绘产品及技术应用。
1.痛点传统公路勘测通常采用航空摄影测量和地面实测等方法,这类方法极易受到地形,天气,人为因素的影响,使得勘测数据精度低,不能准确反应公路段的真实情况。
2.解决方法机载激光雷达技术作为一种新型测量技术,具备不受环境影响,测量精度高,极少需要进入测量现场,获取数据快等技术特点,非常满足高速公路勘测需要,在大高差或地形复杂的路段中表现能力更佳,伴随现有技术不断改良,使得测量人员使用激光雷达的门槛大大降低。
2021年6月,我公司接到某勘察测绘公司项目1:1000带状公路地形图需求,甲方指定此次测绘项目需要使用激光雷达,综合整个测区概况,我们选择Waypoint Master+大疆M300RTK+禅思L1+点云智绘PCA这一套解决方案。下面就给大家介绍为什么使用这一套解决方案以及最终成果。
3.测区概况:整个测区长度为20km带状,沿途植被覆盖较为茂密,带宽120米,部分测区需要加宽范围,测区内包含水田,陡坎,山包,平原等地形,低山高丘与平原交错相间,地形起伏不大,最低点33米,最高点101米。测区概图如下:

可以说测区整体地形种类复杂,但是高差较小,外业飞行难度不大,考虑到可操作性和项目周期,Waypoint Master+大疆M300RTK+禅思L1+点云智绘PCA无疑是此次项目的第一选择。L1本身具备一体化高度集成,激光雷达、测绘相机和高精度惯导,配合M300使用时无需架设基站,遥控器端可以实时点云显示,单从客户使用习惯、使用的便捷程度上来看,这套方案已将超过了大部分生产厂家。当然L1本身精度也完全满足生产所需,精度验证可以在之前的文章中大家自己查阅。
4.航线设计:设计航线采用Waypoint Master的Lidar模块中的激光雷达区域测绘航线,使用原因是该软件可以无缝衔接M300RTK遥控器,针对L1的性能航线优化合理,其生产的仿地航线任务航点可控,任务可编辑检查,外业效率高,此次任务主要参数航高120米,旁向重叠为50%,航速8m/s,整个测区划分为4个测区,预计1天完成测区数据采集,实际1天半完成了整个测区的采集任务。
L1选择3回波,重复扫描,真彩上色,M300RTK选择2000坐标系
5.数据预处理:因为无需地面基站,全程使用千寻2000,配合大疆智图在数据预处理上非常简便,只需要将采集数据导入大疆智图,选择投影坐标系,重建结果勾选LAS即可
6.数据后处理:由于公路全线长度长,且地形起伏不一,为保证投影长度变形超限,后续数据处理进行了分段处理,通过7参数转换高程至国家85高。
这里我们选择点云智绘PCA进行L1一键式分类处理,PCA可以将30个G的点云数据按照长度切分为若干个独立las文件进行处理,这样就解决了电脑内存不足的问题,加载分开的所有点云数据后可以直接选择大疆L1行业应用模块进行一键处理
在自动滤波阶段,PCA采用了基于对象基元的滤波算法、算法的步骤更多、考虑的影响因素更全面,滤波效果方面,PCA获取了更多的地面点,无论是平地、斜坡、陡坎、道路,还是建筑物周边、农田田埂、桥梁,均识别出了更多的地面点。
这里着重要说的是,由于地形复杂,还是需要人工编辑对一些特定地物进行处理,以保证数据完整性。
7.精度验证:这里直接使用第一次滤波后的las数据,没有进行人工编辑,导入GlobalMapper,均误差在0.118m
结语:综上所述,激光雷达技术不需要布设像控点,无须立测或集群建模。能够真实反映地形地貌,保证原始数据的精度和可靠性,缩短了作业时间。Waypoint Master+大疆M300RTK+禅思L1+点云智绘PCA的解决方案,大大降低了激光雷达技术的使用门槛。不论是从价格还是技术上,可以广泛的应用于地形复杂的勘测项目中,极大的降低了使用成本,人力成本,更有利于小微测绘公司从实测向航测的转型,是真正让测绘公司能够在激光雷达上看的到,用得起。