宋亭磊

【摘要】隨著現(xiàn)代化測繪技術(shù)的蓬勃發(fā)展，工程建設對于測繪產(chǎn)品的精度和成果多樣性要求越來越高，尤其是對數(shù)字線畫圖的生產(chǎn)更是提出了更高的要求 。產(chǎn)品精度要高，生產(chǎn)速度要快，同時還要兼顧經(jīng)濟效益，降低生產(chǎn)成本。作為無人機低空航空攝影測量已經(jīng)發(fā)展成為較為成熟的技術(shù)手段。由于目前無人機航測生產(chǎn)出來的正射影像（DOM）和數(shù)字高程模型（DEM）等產(chǎn)品，只能解決線性要素、植被圖斑及獨立地物的繪植，而地貌及高程點的精度還不足以滿足大比例尺數(shù)字化測繪的需求。因此，解決高程精度問題成為了生產(chǎn)當中的痛點，本文主要闡述利用機載激光雷達技術(shù)，生產(chǎn)地面點點云數(shù)據(jù)，并結(jié)合正射影像（DOM）生產(chǎn)大比例尺數(shù)字線化圖的優(yōu)勢及其精度分析。

【關鍵詞】機載激光雷達;無人機;水利工程測量;應用

1、項目背景

肥西縣截污工程是環(huán)巢湖地區(qū)環(huán)境綜合治理的重點工程之一。該項目規(guī)劃設計埋設一條截污管道，合肥市西南繁華大道起，沿G206向東南至合銅公路，再沿合銅公路向西南至將口河，最后沿將口河至巢湖，線路全線長約32km。該項目要求提供全要素1：1000數(shù)字化地形圖和0.1m地面分辨率的正射影像（DOM），并對完工日期和主要技術(shù)參數(shù)做了要求。

2、項目策劃與實施

⑴由于該項目工期緊要求高，期間正值五月，天氣炎熱，作業(yè)人手有限。于是依據(jù)此項目特點制定了詳細的作業(yè)計劃。計劃決定采用一組人使用低空無人機航飛生產(chǎn)正射影像（DOM）數(shù)據(jù)，同時另外一組人采用機載激光雷達航飛對測區(qū)進行掃描，生產(chǎn)出覆蓋測區(qū)的點云數(shù)據(jù)。

⑵機載三維激光雷達測量系統(tǒng)是一種主動航空遙感裝置，是實現(xiàn)地面三維坐標和影像數(shù)據(jù)同步、快速、高精確獲取，并快速、智能化實現(xiàn)地物三維實時、變化、真實形態(tài)特性再現(xiàn)的一種國際領先的測繪高新技術(shù)。該技術(shù)基 于激光測距、GPS定位、慣導測量、及航空攝影測量原理，可以快速、低成本、高精度地獲取三維地形地貌、航空數(shù)碼影像等空間地理信息數(shù)據(jù)。

機載激光雷達測繪相比較與其他手段的測繪有著明顯的優(yōu)勢：成果的整體精度與精細程度更高。三維激光點云數(shù)據(jù)都是由激光直接測量得到，而傳統(tǒng)航測本質(zhì)上是依據(jù)有限幾個像控點基于航測理論進行的擬合測量;三維激光雷達系統(tǒng)采集原始點的密度遠遠高于傳統(tǒng)航測，平均每平方米可達到一個、甚至十幾個原始數(shù)據(jù)點，這是傳統(tǒng)航測立體像對模擬技術(shù)采集或工程測量人工采集所無法比擬的;高程測量精度比其他測繪方法更高。特別在對傳統(tǒng)測量手段存在困難的樹木植被覆蓋地區(qū)，由于激光掃描的速度非?？?，密度也非常高，只要植被有一點點空隙激光點就可以達到地面，從而獲取更高精度的地面點數(shù)據(jù)。

3、DOM與機載激光雷達數(shù)據(jù)融合生產(chǎn)數(shù)字化地形圖

生產(chǎn)出DOM與點云數(shù)據(jù)以后，對于數(shù)字地形圖的生產(chǎn)采用先內(nèi)業(yè)后外業(yè)的方法經(jīng)行。

3.1內(nèi)業(yè)數(shù)據(jù)處理

首先對DOM和點云數(shù)據(jù)進行質(zhì)量檢查，其主要指標均符合項目設計要求。

其次，對點云數(shù)據(jù)經(jīng)行分類處理，除去噪聲點和屋頂及植被上的點云，得到覆蓋測區(qū)的地面點點云數(shù)據(jù)，之后使用Global Mapper軟件對點云數(shù)據(jù)按百分之一的比例抽稀處理，以減少數(shù)據(jù)量。

最后將正射影像（DOM）和抽稀后的地面點云數(shù)據(jù)導入Global Mapper，生成兩種數(shù)據(jù)疊加的影像數(shù)據(jù)。并導出為.jpg格式的圖像，以便于導入Cass繪制線化圖。導出后如圖1所示：

3.2在Cass環(huán)境下繪制線化圖

在經(jīng)過了以上數(shù)據(jù)處理之后，將Global Mapper生成的.jpg格式的圖像導入Cass再疊加經(jīng)抽稀過的點云數(shù)據(jù)。由此各個要素均能夠方便的繪制出來，既解決了線性地物的問題也解決了高程點的精度問題。

3.3外業(yè)調(diào)繪

當內(nèi)業(yè)完成以后，安排人員到實地實施調(diào)繪。主要檢查地物的平面精度和高程點的精度。

4、精度分析

本次外業(yè)檢查從每一幅圖上抽取均勻分布的地物點與高程點實測。并把實測數(shù)據(jù)與內(nèi)業(yè)繪制的地形圖和摘取的高程點作對比。經(jīng)對比分析發(fā)現(xiàn)，平面位置中誤差為±0.1m，高程中誤差為±0.2m。結(jié)果完全符合1：1000比例尺數(shù)字地形圖的測量要求。

結(jié)語：

對于數(shù)字化地形圖的生產(chǎn)，借助于機載激光雷達技術(shù)可以避免因為地面植被覆蓋過密而造成的高程點數(shù)據(jù)無法精確獲得的問題。同時加快了產(chǎn)品的生產(chǎn)速度和精度。對于植被茂密地區(qū)的測繪，由無人機航拍生產(chǎn)的正射影像（DOM）和機載激光雷達掃描所得到的地面點云數(shù)據(jù)融合使用能極大的提高作業(yè)效率，且成果精度完全符合測量規(guī)范的要求，這也為我們測繪產(chǎn)品的生產(chǎn)提供了新的途徑。

參考文獻：

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