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“直升機+無人機”,解鎖應急保障測繪終極大招-華測導航

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        “直升機+無人機”,解鎖應急保障測繪終極大招
        作者:    時間: 2019-06-14    瀏覽量:1174
        一架直升機呼嘯而過,地面信息實時回傳至指揮中心,幾個西裝大佬對著屏幕指揮作戰,對講機不時傳來:copy that!


        這樣的場景幾乎是美國大片的標配,只要出動直升機,就預示著戰斗的高潮來了。相信在很多人心里,直升機都與戰斗、硬核、酷炫等詞相聯系,甚至有一絲不接地氣。

        但如果我告訴你,直升機還能采集地形數據,并應用于地災應急保障,會不會接地氣許多?

        || 正文來啦,“雙機”編隊和激光雷達會碰撞出什么火花?

        近日,華測在貴州進行的針對地災應急保障的演練,就采用了直升機和無人機協同作業的模式。在貴州這種山脈眾多,高低起伏大,植被茂密的地區,直升機+無人機的組合,最能發揮激光雷達的獨特優勢。

        華測AS-1300HL多平臺激光雷達系統搭載在直升機平臺
        測區位置和地形

        上陣的是華測高精度、高集成化的AS-1300HL多平臺激光雷達系統。整體重量4.7kg,每秒有效測量點頻高達75萬點,最大測距可達1350米,能夠適用于各類不同的飛行載體,為客戶提供高質量、高精度的3D點云數據。


        AS-1300HL多平臺激光雷達系統


        直升機模式

        在適合大面積連續作業的區域,采用直升機作業的模式更加高效。為了滿足精度及點密度要求,我們的技術人員是這樣設計航線的:
        ? 飛行航高:300m
        ? 飛行速度:100-140km/h
        ? 航線間距:165m

        按照上述方式進行采集,作業效率可達18-20平方公里/小時,每平方米的點密度大約為8-10pts/m2。

        直升機航線

        雖然直升機看著高大上,實際安裝起來十分簡單,只需要將配套的載荷板固定到機艙底部,直接安裝即可。從設備開箱到起飛,整體的準備時間不過28分鐘。


        即使操作簡單,安全問題也不可忽視。有人直升機的飛行作業需要遵循通用航空飛行管制條例,從申請空域文件到實際飛行作業都有嚴格的操作流程,操作人員上機前,現場工作人員為大家進行了安全常識培訓。

         工作人員對機上操作人員進行安全常識培訓
        工作人員對機上操作人員進行安全常識培訓

        培訓過后,就可以起飛啦!在現場的技術人員表示,真的超級激動,電影中的情節真實上演了!

        直升機飛行視頻


        無人機模式

        直升機負責大面積快速采集,無人機則負責小范圍精細收割。華測大黃蜂四旋翼無人機擁有更加一體化的設計,雷達可以直接安裝在機艙腹部。飛機整體采用航空鋁材、碳纖相結合的機架結構,雷達卡扣式安裝,簡單快捷,單架次續航時間可達40分鐘,抗風等級6級。同時,采用大疆飛控,有效提升飛機安全性和穩定性,充分保證應急測繪對于安全和續航時長的要求。

        大黃蜂無人機搭載AS-1300HL
        大黃蜂無人機搭載AS-1300HL

        無人機飛行區域平均海拔1500米,飛行高度150米,航線間距60米。航線設計綜合考慮了雷達的效率與掛載的正射相機的效率,讓一次飛行更加高效,可以同時獲取3D點云成果與正射DOM成果。

        無人機航線設計
        無人機航線設計

        無人機模式共采集兩個架次,第一架次準備調試6分鐘,實際飛行35分鐘,飛行面積大約0.6km2。第二架次準備2分鐘,實際飛行28分鐘(為有人機騰出空域,按客戶要求提前降落)。
        無人機飛行視頻

        飛行過程中在地面端可以實時顯示設備端電量、激光狀態、飛行高度、速度等信息,即使在地面也能心中有數,不必擔心設備在空中出現故障而無效飛行。

        數據處理

        數據預處理和后處理都采用華測自研一站式解決方案,快速生成所需成果。

        || 數據預處理

        使用CoPre移動測量數據預處理軟件可以一鍵生成3D點云成果和具有RGB值的彩色點云,操作簡單,基本實現自動化處理。

        AS-1300HL多平臺激光雷達真彩色點云
        AS-1300HL真彩色點云

        || 數據后處理

        CoProcess點云綜合處理軟件是華測自研的面向機載、車載、地面靜態掃描等多源點云數據的綜合處理軟件,提供針對點云的濾波、特征估計與提取、分割、分類與擬合重建等流程化成套處理功能,能夠支持基于點云的快速測圖、DEM及等高線生產、三維重建等實踐生產應用。

        ? 提取地面點
        提取地面點是基于軟件的自動分類算法,將植被,建筑等物體與地面高程點區分開,并將不需要的點進行濾除,最終只得到需要的地面點。

        濾波后地面點
        濾波后地面點

        ? 生成DEM成果
        DEM數字高程模型是基于分類后的地面點得到的成果。軟件自動將地面點構建TIN三角網模型,經過進一步優化、平滑處理后,輸出DEM模型成果。

        DEM(數字高程模型)

        對于山地,野外等環境,如果點云密度太大,可以適當抽稀點云,從而在一定程度上提升DEM生成的效率。

        ? 制作等高線
        根據提取的地面點,自動生成等高線,并做平滑處理。后期如果有需求,可以對等高線進行編輯和美化處理。

        DEM數字高程模型
        DEM數字高程模型


        “直升機+無人機”的組合,可以充分發揮多平臺激光雷達系統高效、精準、穩定的優勢,同時受環境限制小,在地災應急保障工作中更加的靈活有效,是一種切實可行的新方法,也為復雜環境下快速測繪提供了新思路。


        寫在最后:
        為什么我們如此關注地災應急保障領域?

        我國是世界上自然災害多發、頻發的國家之一,一直以來,地災應急保障工作都對測繪地理信息有著迫切的需求。繼上次在四川將“海陸空”一體化編隊投入到大型地災監測演練之后,此次華測又將“雙機”模式應用到了貴州山區的地災應急保障測繪領域。

        充分利用有人機、無人機、激光雷達等新型科技手段和裝備,開展應急保障測繪工作,為地質災害防治工作提供第一手資料,將進一步提高地質災害隱患發現和判識精度及可靠度,為地質災害野外調查、排查及應急管理提供有力支撐。同時,如何將測繪成果轉化到地災應用,并將地理信息資源進行有效的整合利用,也將是華測不斷探索并努力的方向!
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