基本概况

激光雷达测量技术是最初由欧美发达国家发展起来并投入商业化应用的一门新兴技术，集成了激光测距系统、全球定位系统(GPS)和惯性导航系统(INS)三种技术于一身，在三维空间信息的实时获取方面取得了重大突破，为获取高时空分辨率的地球空间信息提供了一种全新的技术手段，是当今测量业界最先进的测绘技术。
根据项目合同，采用机载Lidar系统获取数据。主要工作内容为三维点云采集，制作1:1000比例尺数字高程模型（DEM）、数字正射影像（DOM）、数字线划图（DLG）等。
 

激光雷达技术优势

数字线划图(DLG):利用激光点云和DOM影像可快速生产大比例尺(1∶500至1∶2000)DLG产品，同时节省外业调绘工作量，成图效率大大提高，比全野外人工测图效率提高5%～20%。

1、自动化程度高

从飞行设计到数据获取，到最终产品的数据处理，自动化程度非常高。通过GPS技术实时显示飞行轨迹。不会发生漏拍的情况，避免人为错误。

2、信息获取敏感性

LiDAR可以获取小于遥感影像或者雷达影像分辨率的目标信息，可穿透植被覆盖物获得地面点数据。

3、传感器工作条件

LiDAR测量是采用主动式测量，自行发射和接收激光脉冲，可穿透茂密植被直达地面，不受光照和阴影的限制，获取的数字线划图更接近真实地表形态，受天气影响较小，还具航空摄影测量的大范围和激光测距的高精度特性，LiDAR技术是大区域数字线划图数据获取的最佳选择。

4、生产周期短

LiDAR系统直接获取地面三维点云的坐标和影像的方位元素，无需或仅需极少量的地面控制点，可以直接进行DLG的生产，与传统航测立体测图相比，成图工作量是其30%～50%，调绘工作量是其50%左右，可较大幅度地缩短综合工作周期。

 

产品参数

gAirHawk空中鹰GS-260F
	指标名称	系统参数
GS-260S 系统参数	系统重量	＜2.2kg
	外观尺寸	11*16.8*16cm
	工作温度范围	-20℃~+55℃
	电源范围	12V~16V
	系统功耗	20W
	搭载平台	M300
	存储空间	机内存储64 GB+1GB，SD卡8GB+128GB
Lidar参数	测程	200m@10%反射率
	激光线数	40线
	测距精度	2cm
	数据量	两次回波，1280000点/秒
	视场角	水平视场角360°   垂直视场角22°
	激光器	禾赛
POS参数	更新频率	200HZ
	俯仰精度	0.005°
	横滚精度	0.005°
	航向精度	0.017°
	定位精度	0.02 ~ 0.05 m
	GNSS信号类型	GPS L1/L2;GLONASS L1/L2 BDS B1/B2a/B3;GAL E1/E5b/E5a
	Pos型号	gSpin 303
处理软件	POS解算软件Shuttle	完全自主知识产权，输出信息：位置、速度、姿态
	点云计算软件gAirHawk	输出点云数据格式：LAS格式，自定义TXT格式

 

技术方案

 

1、航线规划设计

特殊地形如既有平地又有山地，高差相大，航线规划设计既要保证地理信息的点云采集又要保证飞行安全。

2、地面基站布设

机载Lidar系统使用的定位技术为差分GNSS，与机载接收机进行同步观测，根据基准站已知精度坐标，计算出基站到卫星的距离改正数，并对机载接收机的定位结果进行改正，从而达到提高定位精度的目的。

3、数据解算及点云分类处理

航飞结束后，求解出正确的飞机航迹线，利用飞机航迹线与IMU所采集的姿态数据求出激光点的位置（X、Y、H）。生产数字表面模型（DSM）,然后对点云进行分类区分植被、建筑物等不同地物信息最终激光点云分类成果可输出为LAS数据格式。

4、DEM及DOM制作

利用分类后提取的地面点数据构建不规则三角网，通过插值方法得到高精度DEM数据。然后基于DEM数据与影响外方位解算成果制作标准DOM数据。

5、1:1000DLG制作

利用lidar点云提取出等高线及高程注记点数据进行内页编辑，最后生成相应1:1000比例尺DLG数据。

 成果精度

依据《1:500、1:1000、1:2000地形图航空摄影测量内业规范》、《城市测量规范》的要求，1:1000地形图平面中误差在平地、丘陵地区应≤0.5m、山地≤0.75m，高程中误差在平地、丘陵地区应≤0.2m，山地≤0.7m。
GS-260F测量数据检测结果为平面中误差在平地、丘陵地区应≤0.1m、山地≤0.5m，高程中误差在平地、丘陵地区应≤0.15m，山地≤0.2m。
由数据得出结果，利用GS-260F无人机激光扫描系统测制城市1:1000比例尺地形图数据精度满足相关规范要求。