精度優(yōu)于3cm！用它做邊坡應(yīng)急地形測(cè)量，準(zhǔn)！快！

為貫徹落實(shí)《廣東省地質(zhì)災(zāi)害防治“十四五”規(guī)劃》，廣州市開(kāi)展地質(zhì)災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)點(diǎn)及新增隱患點(diǎn)專業(yè)監(jiān)測(cè)設(shè)備建設(shè)項(xiàng)目。廣州市現(xiàn)存166處地質(zhì)災(zāi)害隱患點(diǎn)全部納入“一張圖”管理，除部分正在開(kāi)展工程治理的隱患點(diǎn)，全市有138處隱患點(diǎn)已部署專業(yè)監(jiān)測(cè)設(shè)備。為進(jìn)一步強(qiáng)化“技防”與“人防”的有機(jī)結(jié)合，有效防范災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)，廣州市組織開(kāi)展了全市隱患點(diǎn)數(shù)據(jù)及專業(yè)監(jiān)測(cè)設(shè)備排查專項(xiàng)行動(dòng)，對(duì)全市隱患點(diǎn)逐點(diǎn)開(kāi)展現(xiàn)場(chǎng)排查。

一、項(xiàng)目背景

該地質(zhì)災(zāi)害點(diǎn)位于廣州某國(guó)道南側(cè)邊坡，測(cè)區(qū)面積約0.4平方公里，測(cè)區(qū)類型為林地，落差約120米。業(yè)主要求輸出LAS格式激光點(diǎn)云數(shù)據(jù)、分類后地面點(diǎn)云數(shù)據(jù)、測(cè)區(qū)數(shù)字高程模型及正射影像。

二、痛點(diǎn)分析

項(xiàng)目地處華南丘陵山地地帶，植被繁茂，地質(zhì)條件復(fù)雜，采用傳統(tǒng)的RTK、全站儀測(cè)量，作業(yè)難度大，精度難以保障，同時(shí)復(fù)雜的作業(yè)環(huán)境會(huì)對(duì)測(cè)量人員的安全造成威脅。

三、實(shí)施方案

針對(duì)地形特點(diǎn)和業(yè)主方成果要求，采用龍騰L120多旋翼無(wú)人機(jī)搭載PM-1500機(jī)載激光測(cè)量系統(tǒng)進(jìn)行邊坡應(yīng)急地形測(cè)量。本次項(xiàng)目飛行單架次，飛行時(shí)間為15分28秒，覆蓋測(cè)區(qū)0.4平方公里，后期成果輸出僅用10分鐘，所獲成果滿足業(yè)主要求。

四、作業(yè)過(guò)程

1.前期準(zhǔn)備

首先，需要詳細(xì)了解邊坡的地形地貌特征，包括坡度、植被覆蓋、可能存在的障礙物等。根據(jù)上述信息，制定合適的飛行計(jì)劃和測(cè)量方案。同時(shí)，確保機(jī)載激光測(cè)量系統(tǒng)處于良好的工作狀態(tài)，包括檢查激光掃描儀、定位設(shè)備、數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)等是否正常運(yùn)行。

2.現(xiàn)場(chǎng)勘查與布點(diǎn)

在邊坡現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行勘查，確定測(cè)量區(qū)域的范圍和精度要求。根據(jù)勘查結(jié)果，在邊坡上合理布設(shè)測(cè)量控制點(diǎn)和目標(biāo)點(diǎn)，以便后續(xù)的數(shù)據(jù)采集和處理。

3.飛行數(shù)據(jù)采集

啟動(dòng)機(jī)載激光測(cè)量系統(tǒng)，按照飛行計(jì)劃進(jìn)行數(shù)據(jù)采集。在飛行過(guò)程中，激光掃描儀會(huì)向地面發(fā)射激光脈沖，并記錄反射回來(lái)的時(shí)間。以上數(shù)據(jù)將用于計(jì)算地形的三維坐標(biāo)。

4.數(shù)據(jù)預(yù)處理

采集完數(shù)據(jù)后，需要進(jìn)行系列預(yù)處理操作，包括濾波、去噪、坐標(biāo)轉(zhuǎn)換等，旨在提高數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性和可靠性，為后續(xù)的地形分析提供保障。

5.地形建模與分析

利用預(yù)處理后的數(shù)據(jù)，構(gòu)建邊坡的三維地形模型。在此基礎(chǔ)上，可以進(jìn)行地形分析，包括坡度、坡向、高程變化等參數(shù)的提取和計(jì)算。所得分析結(jié)果可以用于評(píng)估邊坡的穩(wěn)定性，識(shí)別潛在的風(fēng)險(xiǎn)區(qū)域。

五、成果展示

PM-1500機(jī)載激光測(cè)量系統(tǒng)，最高可達(dá)7次回波，針對(duì)當(dāng)?shù)刂脖幻艿匦?，有效輔助數(shù)據(jù)濾波，通過(guò)區(qū)分不同層次的回波信號(hào)，可以更好地識(shí)別并剔除噪聲和異常值，提高點(diǎn)云數(shù)據(jù)的質(zhì)量。從成果中可以看出，利用三維激光多回波的技術(shù)優(yōu)勢(shì)，可以更準(zhǔn)確地提取出地面的高程信息，數(shù)據(jù)成果高效率的處理，也保障了高精度。

整體點(diǎn)云效果—“高程賦色”

點(diǎn)云密度—高植被區(qū)域（881個(gè)/平方米）

點(diǎn)云厚度—房屋部分（0.064米）

點(diǎn)云穿透性效果展示—剖面

DEM—灰度圖

（坐標(biāo)及高程均可量取）

DEM—整體效果圖

點(diǎn)云回波效果—剖面

點(diǎn)云精度報(bào)告

高程精度：0.03米

六、項(xiàng)目總結(jié)

針對(duì)邊坡應(yīng)急地形測(cè)量，在地形地貌復(fù)雜、自然環(huán)境惡劣、環(huán)境敏感區(qū)域，使用常規(guī)測(cè)量手段，測(cè)繪速度慢、成本高、效率低、受自然和地理?xiàng)l件制約大，而無(wú)人機(jī)搭載激光雷達(dá)測(cè)量系統(tǒng)具有機(jī)動(dòng)靈活、使用便捷、維護(hù)簡(jiǎn)單等特點(diǎn)，可以快速有效獲取高精度的地形數(shù)據(jù)，能輕松應(yīng)對(duì)邊坡應(yīng)急地形測(cè)量帶來(lái)的挑戰(zhàn)。

審核編輯 黃宇