一、傳統(tǒng)/新的作業(yè)模式

　　（一）【傳統(tǒng)測繪作業(yè)模式】

　　【傳統(tǒng)基礎(chǔ)測繪作業(yè)】主要采用全站儀或RTK的測量手段，主要工作在外業(yè)，受天氣影響較大，生產(chǎn)成本高，外業(yè)采集時間長。

　　（二）【航空攝影測量】

　　【航空攝影測量模式】公司攝影測量模式主要利用無人機為代表，搭載數(shù)碼相機或者小型激光LiDAR，廣泛用于數(shù)字正射影像圖制作、高精度傾斜三維建模、地形圖測繪等工作。

　　這種模式適用于1:1000/1:2000比例尺測圖，對于高精度的大比例尺測圖來說，其精度很難直接滿足，需要大量的外業(yè)修補；同時，航飛通常都需要申請空域。

　　（三）【激光雷達技術(shù)/LiDAR】

　　

　　LiDAR技術(shù)具有高精度和高效率的特點，給基礎(chǔ)測繪帶來了傳統(tǒng)測繪手段不具有的應(yīng)用模式和技術(shù)優(yōu)勢。在實際項目中，多平臺激光雷達可根據(jù)不同的作業(yè)環(huán)境和項目要求，靈活選擇車載、機載、船載等多種作業(yè)模式，快速獲取測區(qū)的海量高精度點云。廣泛應(yīng)用于高精度地形圖測繪（1:500測圖）、數(shù)字城市建設(shè)、高速公路擴建等項目。

　　如果在房屋密集且GPS信號較弱區(qū)域，機載和車載激光雷達無法作業(yè)，這時則可以結(jié)合無需GPS的SLAM背包激光掃描儀，對該區(qū)域進行數(shù)據(jù)采集，彌補車載、機載無法采集該區(qū)域點云的缺陷。

　　為此，本公司提出了一套嶄新的能結(jié)合高精度和高效率的解決方案

　　—融合激光LiDAR和SLAM背包的基礎(chǔ)測繪作業(yè)新模式—

　　完美地將大比例尺測圖從外業(yè)搬到了內(nèi)業(yè)

　　（四）【融合激光LiDAR和SLAM背包的基礎(chǔ)測繪作業(yè)新模式】

　　

　　1、激光點云測圖方案優(yōu)點

　　（1）海量數(shù)據(jù)

　　通過點云掃描方式，我們數(shù)據(jù)獲取速度高達10萬點/秒，短時間內(nèi)即可獲得該測區(qū)內(nèi)海量三維點云數(shù)據(jù)。

　?。?）高精度

　　基于海量激光點云數(shù)據(jù)，實時獲取地形地物的三維空間信息。同時，平面精度和高程精度均可控制在5cm以內(nèi)。

　　（3）限制少

　　該儀器無需接觸被測地區(qū)即可實現(xiàn)測量，不受天氣、地形等外部條件的制約。

　?。?）效率高

　　基于該方案進行外業(yè)采集及內(nèi)業(yè)三維測圖工作，較傳統(tǒng)綜合法航測成圖模式，作業(yè)效率提高了6-7倍。

　　2、激光點云測圖儀器設(shè)備

　　（1）移動背包掃描系統(tǒng)（含點云數(shù)據(jù)后處理軟件JRC）

　　【背包式掃描系統(tǒng)】是一款高精度激光SLAM測量系統(tǒng)，實現(xiàn)厘米級測量的同時建立2D/3D地圖，配套強大的三維點云后處理軟件JRC，實現(xiàn)大場景建模、量測、成圖、空間分析等功能，是高精度、高效率的室內(nèi)外一體化三維掃描與測量手段。

　　（圖為 移動背包掃描系統(tǒng)）

　　（2）激光雷達系統(tǒng)

　　AS-300H多平臺激光雷達系統(tǒng)，集成高精度激光掃描儀與慣性導(dǎo)航系統(tǒng)，適用于在各種移動平臺上進行數(shù)據(jù)采集。采用多種設(shè)備（無人機機載、車載、船載、背包）搭載使用，全方位掃描采集數(shù)據(jù)，切換不同模式以適應(yīng)各種作業(yè)環(huán)境。

　　（圖為 激光雷達系統(tǒng)）                       （圖為 激光雷達應(yīng)用方案）

　?。?以上圖為 激光雷達搭載平臺）

　　—內(nèi)業(yè)成圖欣賞—

　　二、實地應(yīng)用案例

　　【應(yīng)用案例一：粵東某地區(qū)1：500地籍測量激光點云測圖項目，面積30平方公里】

　　（一）設(shè)備投入

　?。▓D為 激光點云掃描儀）

　?。〝?shù)據(jù)處理軟件）

　　（二）作業(yè)流程

 

　　1、測區(qū)踏勘

　　外業(yè)工作人員在外踏勘

　　2、路線規(guī)劃

　　3、設(shè)備安裝測試

　　根點大樣、根點觀測、架設(shè)基站

　　

        多平臺激光雷達靜止

　　4、數(shù)據(jù)采集

　　根據(jù)不同的作業(yè)環(huán)境和項目要求，靈活選擇車載、機載、背包式等多種作業(yè)模式，快速獲取測區(qū)的海量高精度點云。

　　01 機載式掃描                02 背包式掃描                   03 車載式掃描

　　5、數(shù)據(jù)處理

　　（1）激光雷達系統(tǒng)

　　針對采集回來的數(shù)據(jù)采用Interial Explore 軟件進行數(shù)據(jù)的后處理，解算出準(zhǔn)確的具有三維空間坐標(biāo)的激光點云數(shù)據(jù)。

　　基站文件處理         Inertial Explorer 軟件解算點云工程             點云輸出處理

　　（2）SLAM背包掃描系統(tǒng)

　

　　點云工程解算

 

　　SLAM背包掃描系統(tǒng)與激光掃描系統(tǒng)點云融合

　　（3）點云預(yù)處理

　

　　1：500正攝影像                          點云著色處理

　　6、點云切片測圖

　　（1）三維點云模型

　　利用AS-300H激光LiDAR掃描儀和SLAM背包結(jié)合的作業(yè)方式，全方位獲取建筑物空間位置信息，并在此基礎(chǔ)上生成高精度的三維坐標(biāo)模型。通過旋轉(zhuǎn)點云模型可清晰觀察到房屋的結(jié)構(gòu)、層數(shù)等細節(jié)。

　　不同渲染方式下點云模型

　　①真彩色三維點云模型（彩色的為點云）

　　真彩色渲染方式點云模型是通過激光掃描儀搭載的相機拍攝的圖片，通過空間定位，鏈接原片進行點云色彩著色。AS-300H激光LiDAR掃描儀和SLAM背包都具備拍攝功能。

　　2高程渲染方式的點云模型

　　高程渲染方式點云模型是通過具有三維的空間坐標(biāo)的特征，利用點云的不同高度對點云渲染不同的顏色，方便快捷判讀不同高度的空間地物。

　　

　　3反射強度渲染方式的點云模型

　　反射強度渲染方式點云模型是激光掃描點云對地物不同強度感應(yīng)，反應(yīng)地物形態(tài)的一種模式。該渲染方式，可以清晰判斷出路面上管井等地表設(shè)施。

　　

　　（2）內(nèi)業(yè)編輯成圖及信息提取

　　①模型層次判斷

　　采用點云水平切片，內(nèi)業(yè)測圖可直接對建筑物、道路、水系進行矢量化并賦屬性值。通過模型判斷其結(jié)構(gòu)層次。

　　2特征點高程信息提取

　　通過點云，直接獲取地形（或地物）特征點高程信息。

　

　　3線畫圖

　　通過點云采集，完成的線畫圖。

　　（3）內(nèi)業(yè)成圖步驟

　　使用點云成圖軟件對解算后的點云數(shù)據(jù)進行內(nèi)業(yè)測圖，按照項目技術(shù)設(shè)計的要求形成1:500地籍圖。

　　01 cosurvey點云工程建立              02 點云疊加影像作業(yè)

　　03 點云切片成圖                  04 結(jié)合三維模型查看房屋信息

　　7、外業(yè)檢補

　　為追求高精度，還會進行外業(yè)檢補、完善。

　　高程點檢查

　　成果打點拉邊檢查

　　（三）工期及效果

　　整個1:500地籍圖測量項目，總面積約合30平方公里，投入外業(yè)人員6人，內(nèi)業(yè)處理人員18人，項目共歷時46天。該項目成果平面及高程精度均達到（超過）設(shè)計要求，取得良好的社會效益及經(jīng)濟效益。

　　（四）成果圖

　　

　　【應(yīng)用案例二：粵東某地區(qū)1：500地形測量激光點云測圖項目，面積70平方公里】

　　（一）設(shè)備投入

　　多平臺激光雷達測量系統(tǒng)AS-300H

　　點云密度100000點/秒

　　有效射程250米

　　絕對精度5cm以內(nèi)

　　SLAM背包掃描儀

　　掃射距離100米

　　絕對精度5cm以內(nèi)

　　無需GPS信號

　　初始化時間30 sec

　　續(xù)航時間3-4小時

　?。ǘ?strong>作業(yè)流程

　　

　?。ㄈ?strong>外業(yè)采集

　　基站架設(shè)

　　數(shù)據(jù)開始采集前，基站需要架在已知控制點上，確保數(shù)據(jù)采集過程中與基站進行聯(lián)測。

　　車載數(shù)據(jù)采集

　　過車載對測區(qū)進行三維激光點云數(shù)據(jù)的采集，高效輕松，大大減少的外業(yè)人員的作業(yè)強度。

　　SLAM背包掃描采集

　　房屋密集GPS信號較弱區(qū)域采用背包模式對該區(qū)域進行數(shù)據(jù)采集，彌補車載沒法采集 區(qū)域，兩者結(jié)合保證了數(shù)據(jù)采集的完整性。

　?。ㄋ模?strong>數(shù)據(jù)處理

　　車載與背包處理后的點云成果

　　1、點云成果

　　后處理的點云模型不僅具有高精度，還具有非常豐富的各種地物地形信息。如電線、電線桿、通訊線、通訊桿、井蓋等。

　　2、點云模型

　　旋轉(zhuǎn)點云模型，通過強度渲染模式可以清楚看到路面的指示箭頭，路中的花圃及路邊線等都可清晰分辨。

　　不同地類的分界線、田埂水溝等都可清晰辨別。

　　房前屋后以及各種地方的坎，如左圖箭頭所示，三維點云模型上都可以清晰分辨出具體位置以及坎底坎頂?shù)母叨取?/p>

　　因此，處理的三維點云模型豐富的空間信息，完全可以滿足1：500地形測量的要求。

　?。ㄎ澹?strong>內(nèi)業(yè)成圖

　　通過點云水平切片技術(shù)直接勾繪房屋及地物邊線，對建筑物及各種地物進行矢量化處理。

　　軟件自動提取地面點高程，保證地形區(qū)域高程精度。

　　1：500地形矢量化成果圖

　　1：500房屋區(qū)矢量化成果圖

　?。?strong>工期與效果

　　整個項目1:500地形圖測量項目，總面積約合70平方公里，投入外業(yè)人員6人，內(nèi)業(yè)處理人員18人，項目共歷時約3個月。通過與傳統(tǒng)的測量的效率對比，點云測圖效率綜合提高8倍以上，各項精度均滿足1:500地形圖的要求。