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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    浏覽量:1681
    一架直升機呼嘯而過,地面信息實時回傳至指揮中心,幾個西裝大佬對着屏幕指揮作戰,對講機不時傳來:copy that!


    這樣的場景幾乎是美國大片的标配,隻要出動直升機,就預示着戰鬥的高潮來了。相信在很多人心裡,直升機都與戰鬥、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麼火花?

    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。在貴州這種山脈衆多,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多平台激光雷達系統搭載在直升機平台
    測區位置和地形

    上陣的是華測高精度、高集成化的AS-1300HL多平台激光雷達系統。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,能夠适用于各類不同的飛行載體,為客戶提供高質量、高精度的3D點雲數據。


    AS-1300HL多平台激光雷達系統


    直升機模式

    在适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:
    o 飛行航高:300m
    o 飛行速度:100-140km/h
    o 航線間距:165m

    按照上述方式進行采集,作業效率可達18-20平方公裡/小時,每平方米的點密度大約為8-10pts/m^2。

    直升機航線

    雖然直升機看着高大上,實際安裝起來十分簡單,隻需要将配套的載荷闆固定到機艙底部,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

    培訓過後,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,無人機則負責小範圍精細收割。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挂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點雲成果與正射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、激光狀态、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

    數據預處理和後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點雲成果和具有RGB值的彩色點雲,操作簡單,基本實現自動化處理。

    AS-1300HL多平台激光雷達真彩色點雲
    AS-1300HL真彩色點雲

    || 數據後處理

    CoProcess點雲綜合處理軟件是華測自研的面向機載、車載、地面靜态掃描等多源點雲數據的綜合處理軟件,提供針對點雲的濾波、特征估計與提取、分割、分類與拟合重建等流程化成套處理功能,能夠支持基于點雲的快速測圖、DEM及等高線生産、三維重建等實踐生産應用。

    o 提取地面點
    提取地面點是基于軟件的自動分類算法,将植被,建築等物體與地面高程點區分開,并将不需要的點進行濾除,最終隻得到需要的地面點。

    濾波後地面點
    濾波後地面點

    o 生成DEM成果
    DEM數字高程模型是基于分類後的地面點得到的成果。軟件自動将地面點構建TIN三角網模型,經過進一步優化、平滑處理後,輸出DEM模型成果。

    DEM(數字高程模型)

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

    o 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。後期如果有需求,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,可以充分發揮多平台激光雷達系統高效、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,也為複雜環境下快速測繪提供了新思路。


    寫在最後:
    為什麼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着迫切的需求。繼上次在四川将“海陸空”一體化編隊投入到大型地災監測演練之後,此次華測又将“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,将進一步提高地質災害隐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,如何将測繪成果轉化到地災應用,并将地理信息資源進行有效的整合利用,也将是華測不斷探索并努力的方向!
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