摘要:
為了研究機(jī)載LiDAR技術(shù)在山區(qū)地形測量中的適用性,以烏江流域彭水水電站庫區(qū)地形為例,利用DJLTerra、Terrasoild等軟件濾波、降噪處理后的機(jī)載LiDAR點(diǎn)云數(shù)據(jù)與傳統(tǒng)測量數(shù)據(jù)進(jìn)行誤差對(duì)比,分析了機(jī)載LiDAR在不同應(yīng)用場景下的穿透性、平面精度、高程精度。研究結(jié)果表明:機(jī)載LiDAR點(diǎn)云數(shù)據(jù)的平面位置坐標(biāo)中誤差為0.021,最大誤差為0.034,高程中誤差為0.008 m,最大誤差為0.021,滿足1∶500山區(qū)丘陵地形圖測量規(guī)范要求。機(jī)載LiDAR的高精度、高穿透能力適用于陡峭山體、橫豎交錯(cuò)的房屋、茂密的樹木等地形復(fù)雜區(qū)域,相較于傳統(tǒng)測量方式更安全、可靠、快捷。
關(guān)鍵詞:
無人機(jī)機(jī)載LiDAR; 地形測量; 點(diǎn)云數(shù)據(jù); 彭水水電站
中圖法分類號(hào):P237;TN959.73
文獻(xiàn)標(biāo)志碼:A
DOI:10.15974/j.cnki.slsdkb.2025.03.010
文章編號(hào):1006-0081(2025)03-0059-06
收稿日期:
2024-04-12
作者簡介:
涂江林,男,主要從事水文測驗(yàn)、測繪工作。E-mail:1452748234@qq.com
引用格式:
涂江林.無人機(jī)機(jī)載LiDAR在山區(qū)地形測量中的應(yīng)用
[J].水利水電快報(bào),2025,46(3):59-64.
0" 引" 言
機(jī)載激光雷達(dá)(LiDAR)技術(shù)是將激光測距設(shè)備、全球定位系統(tǒng)(GPS)和慣性導(dǎo)航系統(tǒng)(INS)等集成[1-2],以飛行平臺(tái)為載體,通過對(duì)地面進(jìn)行掃描,記錄目標(biāo)的姿態(tài)、位置和反射強(qiáng)度等信息,獲取地表三維數(shù)據(jù),并深入加工得到所需空間信息的技術(shù)。
目前,機(jī)載LiDAR技術(shù)已成功應(yīng)用于測繪、林業(yè)、城市建模、地質(zhì)、水利(水文)等領(lǐng)域,具有以下優(yōu)勢:① 打破傳統(tǒng)的點(diǎn)測量技術(shù),機(jī)載LiDAR技術(shù)下的面測量更利于復(fù)雜地形測量,減少勞動(dòng)力、提高效率;② 機(jī)載LiDAR技術(shù)具有多次、高穿透回波,能更直接獲取地面點(diǎn)位信息;③ 屬于非接觸式測量,減少人工深入測區(qū)的危險(xiǎn)性;④ 同時(shí)快速獲取圖像和點(diǎn)云數(shù)據(jù),高度還原測區(qū)地形變化;⑤ 獲取的數(shù)據(jù)能快速生產(chǎn)彩色三維實(shí)景模型[3]。
目前已有學(xué)者對(duì)機(jī)載LiDAR技術(shù)在山區(qū)地形測量中的應(yīng)用進(jìn)行了研究。劉世振等[4]在山區(qū)地形測量研究中發(fā)現(xiàn)點(diǎn)云數(shù)據(jù)受坡度、植被影響,機(jī)載LiDAR具有良好的植被穿透性,在山區(qū)地形測繪具有較好的適用性。陳強(qiáng)等[5]在地形圖測繪中應(yīng)用機(jī)載LiDAR技術(shù),完全滿足技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)中的精度要求,證明了機(jī)載LiDAR技術(shù)在山區(qū)地形圖測繪中的可靠性。林方建[6]將機(jī)載LiDAR技術(shù)應(yīng)用于山區(qū)地形水電工程測繪中,采用點(diǎn)云濾波的方式去除原始數(shù)據(jù)的噪聲,再利用點(diǎn)云拼接的方式實(shí)現(xiàn)對(duì)工程模型的構(gòu)建,誤差始終穩(wěn)定在1 m以內(nèi),具有較高的可靠性。
本文以烏江流域彭水水電站庫區(qū)山區(qū)地形測量為例,將傳統(tǒng)測量技術(shù)與機(jī)載LiDAR技術(shù)進(jìn)行對(duì)比分析,研究機(jī)載LiDAR技術(shù)在彭水水電站庫區(qū)復(fù)雜山區(qū)環(huán)境下的適用性,旨在解決機(jī)載LiDAR技術(shù)在復(fù)雜山區(qū)地形中測量的難點(diǎn),為泊船位擬建、航道通航提供數(shù)據(jù)支撐。
1" 研究區(qū)域概況
測區(qū)位于烏江流域彭水水電站,河道地形多為山區(qū)峽谷地形,涵蓋平地、洼地、丘陵、峽谷等地形,具有較高的代表性,測區(qū)范圍為電站上下游4 km,見圖1。
測區(qū)植被較為茂密,峽谷較多,多為陡峭山體,高差在100 m以上,見圖2。峽谷無強(qiáng)風(fēng)切變,測區(qū)地形對(duì)GNSS信號(hào)無較大影響,測量時(shí)間內(nèi)為晴天,對(duì)雷達(dá)鏡頭影響較小,壩上游水位變化較小,壩下游水位變化受電站蓄放水影響,流速較大。
2" 研究方法
2.1" 激光測量原理
2.1.1" 激光測距
激光測量的原理是根據(jù)激光信號(hào)的時(shí)間差和相位差來確定距離(位置)。激光雷達(dá)是一種集激光測距儀、全球定位系統(tǒng)(GPS)和慣性導(dǎo)航系統(tǒng)(INS)3種技術(shù)于一體的系統(tǒng),通過激光脈沖發(fā)射和接收的時(shí)間差獲取目標(biāo)三維坐標(biāo)點(diǎn)云數(shù)據(jù),用于獲得數(shù)據(jù)并生成精確的數(shù)字高程模型(DEM),原理如圖3所示。
2.1.2" 激光測量
一個(gè)激光雷達(dá)如果能在同一個(gè)空間內(nèi),按照設(shè)定好的角度發(fā)射多條激光,就能得到多條基于障礙物的反射信號(hào)。再結(jié)合時(shí)間范圍、激光的掃描角度、GPS位置和慣性導(dǎo)航系統(tǒng)(INS信息),經(jīng)過數(shù)據(jù)處理就會(huì)成為具有距離信息、空間位置信息等的三維立體信號(hào),見圖4~5。當(dāng)無人機(jī)雷達(dá)云臺(tái)一次發(fā)射多束激光,就形成了面狀點(diǎn)云,1 s內(nèi)可發(fā)射接收多次激光束,能快速收集地面信息。再基于軟件算法進(jìn)行組合,系統(tǒng)就可以得到線、面、體等各種相關(guān)參數(shù),以此建立三維點(diǎn)云圖,形成地形圖。
當(dāng)無人機(jī)雷達(dá)云臺(tái)一次發(fā)射多束激光,就形成了面狀點(diǎn)云,1 s內(nèi)可發(fā)射接收多次激光束,能快速收集地面信息,見圖6。已知無人機(jī)發(fā)射點(diǎn)的坐標(biāo)、高程、俯視角、水平角,由公式(1)~(3)計(jì)算目標(biāo)點(diǎn)的坐標(biāo)和高程。
X=R×cosω×sinα(1)
Y=R×cosω×cosω(2)
Z=R×sinω(3)
式中:X為發(fā)射點(diǎn)至目標(biāo)點(diǎn)坐標(biāo)系x方向的距離,Y為發(fā)射點(diǎn)至目標(biāo)點(diǎn)坐標(biāo)系y方向的距離,Z為發(fā)射點(diǎn)至目標(biāo)點(diǎn)垂直方向的距離。
2.2" 技術(shù)路線
機(jī)載LiDAR技術(shù)從測量到成圖需經(jīng)歷測量準(zhǔn)備、數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)預(yù)處理和數(shù)據(jù)后處理4個(gè)階段。① 測量準(zhǔn)備階段主要包含測量范圍、現(xiàn)場情況(植被、高壓線、峽谷等),提前了解情況,規(guī)劃航線航次;② 數(shù)據(jù)采集應(yīng)根據(jù)現(xiàn)場情況(天氣、風(fēng)力、高壓線、高差)布置設(shè)備,采集過程中應(yīng)時(shí)刻注意測量數(shù)據(jù)的穩(wěn)定性,同時(shí)測量結(jié)束后檢查數(shù)據(jù)的完整性,存在缺測立即補(bǔ)測;③ 數(shù)據(jù)預(yù)處理階段主要為模型重建,目標(biāo)格式轉(zhuǎn)換,校核點(diǎn)精度檢驗(yàn);④ 數(shù)據(jù)后處理階段主要為去除噪點(diǎn),人工檢查去噪,以及后期DEM、線畫圖的制作。技術(shù)路線見圖7。
2.3" 數(shù)據(jù)采集
機(jī)載LiDAR技術(shù)需要布設(shè)相控點(diǎn)(檢查點(diǎn))。相控點(diǎn)布設(shè)要醒目且通視好,一般有2種:① 飛行前布設(shè),布設(shè)靶標(biāo),地勢平坦,均勻且精度高,飛前布設(shè)應(yīng)在無人機(jī)起飛前布設(shè)好相控點(diǎn),如制作或購買相控布、相控片、噴油漆等,相控布、相控片可以回收利用。油漆相控點(diǎn)與點(diǎn)云上相控點(diǎn)見圖8。② 飛行后布設(shè),一般選擇明顯地物點(diǎn),如斑馬線轉(zhuǎn)角及其他固定易于辨認(rèn)的物體,節(jié)省時(shí)間及成本。檢查點(diǎn)測量使用GNSS、全站儀(棱鏡)進(jìn)行采集,且保證儀器采集過程中為固定解狀態(tài)。
機(jī)載LiDAR測前需要實(shí)地查勘。主要查勘起飛點(diǎn)、遮擋物、磁場干擾、規(guī)劃航線等,在保障安全的基礎(chǔ)上測得高質(zhì)量數(shù)據(jù)。無人機(jī)起飛點(diǎn)選擇平坦、無遮擋的位置,視線應(yīng)開闊。規(guī)劃航線時(shí)應(yīng)避開山體、高壓線、橋梁等,保證測量安全。航攝時(shí)間盡量選擇在晴天中午,減少高差陰影,提高影像的色彩質(zhì)量、清晰程度、成像條件;且空中飛行的風(fēng)力小于4級(jí)(5.5 m/s),以保證航片的重疊度。
起飛前應(yīng)進(jìn)行差分定位、慣導(dǎo)預(yù)熱、慣導(dǎo)校準(zhǔn)檢查,確保測量精度。為提高地面點(diǎn)數(shù)量,保證測量的精度,可多次交叉布置航線,航線重疊率設(shè)置大于80%,航測速度小于8 m/s??刂茻o人機(jī)攝影測量和雷達(dá)同時(shí)測量,應(yīng)控制航飛高度在100 m內(nèi),仿地飛行和傾斜攝影。
測量過程中時(shí)刻注意無人機(jī)姿態(tài)及遙控器信息狀態(tài),無人機(jī)高度、風(fēng)力大小、衛(wèi)星數(shù)量等。時(shí)刻關(guān)注無人機(jī)周圍情況,避免機(jī)身碰到障礙物(高壓線、樹枝等),提高測量安全系數(shù)。確保遙控器與無人機(jī)無遮擋,搜星數(shù)量正常,以滿足GNSS固定解狀態(tài)下測量。
測量完成后可現(xiàn)場使用大疆制圖(DJLTerra)進(jìn)行激光點(diǎn)云重建,應(yīng)及時(shí)檢查點(diǎn)云成像質(zhì)量,包括檢查色彩質(zhì)量、點(diǎn)云密度、缺測部分[7]。航攝過程中出現(xiàn)的絕對(duì)漏洞、相對(duì)漏洞及其他嚴(yán)重缺陷應(yīng)及時(shí)補(bǔ)攝,漏洞補(bǔ)攝按原設(shè)計(jì)航線進(jìn)行,并及時(shí)校核檢查點(diǎn)的精度,以保證后期制圖質(zhì)量。
2.4" 數(shù)據(jù)處理
點(diǎn)云質(zhì)量、制圖精度與濾波、降噪處理過程息息相關(guān)。原始的點(diǎn)云數(shù)據(jù)中除真實(shí)地面點(diǎn)外,還包含植被(樹木、草地、經(jīng)濟(jì)作物)及人工建筑(樓房、棚、橋梁)信息。為提高數(shù)據(jù)、制圖精度,則需要剔除非地面點(diǎn)云數(shù)據(jù),也就是點(diǎn)云濾波,濾波后的點(diǎn)云數(shù)據(jù)需再次人工檢查并剔除[7-8]。
當(dāng)重建后的激光文件格式(las點(diǎn)云)數(shù)據(jù)校核檢查點(diǎn)在誤差范圍內(nèi)后,通過Terrasoild軟件對(duì)las數(shù)據(jù)進(jìn)行濾波。設(shè)置房屋、樹木、橋梁等長度、高度等距離的閾值范圍,通過條件篩選進(jìn)行濾波。濾波主要剔除植被和人工建筑物,圖9(a)為未處理點(diǎn)云,圖中包含陡崖、植被、房屋、橋梁非地面點(diǎn),圖9(b)為處理后的點(diǎn)云數(shù)據(jù),過濾掉了植被和人工建筑物非地面點(diǎn)。濾波完成后還有部分是軟件不能判斷,或者沒有濾掉的噪點(diǎn)數(shù)據(jù),需要人工對(duì)測區(qū)所有點(diǎn)云進(jìn)行仔細(xì)檢查,手動(dòng)刪除噪點(diǎn),保證點(diǎn)云數(shù)據(jù)精度,提高后期制圖質(zhì)量。
將經(jīng)過濾波、降噪處理后的點(diǎn)云與傳統(tǒng)測量點(diǎn)(非檢查點(diǎn))進(jìn)行對(duì)比分析,可檢查無人機(jī)在平地、草地、灌木、森林的精度,以提高精度。
2.5" 精度分析
2.5.1" 精度指標(biāo)
機(jī)載LiDAR的精度評(píng)價(jià)主要有穿透性分析、平面精度分析、高程精度分析等。穿透性分析可以驗(yàn)證激光光束是否穿透植被打到地面點(diǎn),將平面、高程精度與傳統(tǒng)測量方式進(jìn)行對(duì)比,以驗(yàn)證機(jī)載LiDAR的穿透性及平面、高程精度。本文分別利用斷面法、植被分類等開展機(jī)載LiDAR的穿透性分析,并計(jì)算各點(diǎn)位平面位置中誤差和高程中誤差。
2.5.1.1" 機(jī)載LiDAR植被穿透性
機(jī)載LiDAR采用多次回波技術(shù),所以具備一定的植被穿透性,見圖10。所采集的點(diǎn)云數(shù)據(jù)利用Terrasoild軟件對(duì)點(diǎn)云進(jìn)行分類,經(jīng)過點(diǎn)云濾波、降噪處理后,對(duì)分類后點(diǎn)云截取剖面圖,以不同顏色區(qū)分地面點(diǎn)和非地面點(diǎn),以驗(yàn)證機(jī)載LiDAR在不同密度植被的穿透性[8]。
2.5.1.2" 機(jī)載LiDAR精度統(tǒng)計(jì)
測區(qū)三維模型構(gòu)建工作完成后,需對(duì)三維模型成果精度進(jìn)行分析、評(píng)定。以測區(qū)內(nèi)檢核點(diǎn)坐標(biāo)值為真值,以地形圖上與檢核點(diǎn)所對(duì)應(yīng)的點(diǎn)位為測量值,分別計(jì)算各點(diǎn)位平面位置中誤差和高程中誤差,對(duì)基于機(jī)載LiDAR技術(shù)獲取的地形圖進(jìn)行點(diǎn)位精度分析,判斷測繪成果是否滿足規(guī)范要求。
對(duì)基于機(jī)載雷達(dá)技術(shù)獲取的地形圖進(jìn)行點(diǎn)位精度分析。中誤差計(jì)算公式如下:
mx=±" Δx×Δxn(4)
my=±" Δy×Δyn(5)
mz=±" Δz×Δzn(6)
式中:Δx為平面位置坐標(biāo)x方向的坐標(biāo)中誤差,Δy為平面位置坐標(biāo)y方向的坐標(biāo)中誤差,Δz為z方向的坐標(biāo)中誤差,n為測區(qū)范圍內(nèi)的檢核點(diǎn)數(shù)量。
地形圖成果的平面位置中誤差mS可根據(jù)x,y方向的中誤差進(jìn)行計(jì)算,如式(7)所示。
ms=±" mx2+my2(7)
2.5.2" 機(jī)載LiDAR穿透性分析
從圖11(a)可以看出山區(qū)未濾波處理點(diǎn)云數(shù)據(jù)呈現(xiàn)出的模型為三維的樹木、樓房等,點(diǎn)云數(shù)據(jù)中包含非地面點(diǎn),不能反映出山區(qū)地形的起伏轉(zhuǎn)折變化。圖11(b)是經(jīng)處理的點(diǎn)云模型,可以看出濾波后山區(qū)樹木密集區(qū)域點(diǎn)云數(shù)量降低,但能真實(shí)反映出地形的變化。
從圖12(a)可以看出未濾波處理的斷面點(diǎn)云數(shù)據(jù)包含樹木、樓房等非地面點(diǎn),不能反映真實(shí)的地面轉(zhuǎn)折變化。從圖中可以看出,樹木越高越密集的區(qū)域,地面點(diǎn)越少,植被覆蓋率會(huì)影響激光雷達(dá)波的穿透、回波效果,覆蓋率越高地面點(diǎn)越少。圖12(b)是經(jīng)處理的斷面點(diǎn)云,可以看出樹木密集區(qū)域經(jīng)過濾波后點(diǎn)云數(shù)量降低,尤其是植被茂密的區(qū)域,斷面點(diǎn)云數(shù)量減少,但能真實(shí)反映出斷面轉(zhuǎn)折變化。
2.5.3" 機(jī)載LiDAR精度分析
對(duì)不同植被區(qū)域的點(diǎn)云數(shù)據(jù)進(jìn)行分析,以傳統(tǒng)測量數(shù)據(jù)坐標(biāo)作為真值,分析點(diǎn)云數(shù)據(jù)的地物距離誤差。從圖13中發(fā)現(xiàn)高山樹林距離誤差比丘陵灌木、草地偏高,說明植被覆蓋率會(huì)影響距離誤差,植被越高、越密集,地物距離誤差越大。
地物高程誤差以傳統(tǒng)測量數(shù)據(jù)高程為真值,通過分析濾波、降噪的點(diǎn)云數(shù)據(jù)得到。從圖14中看出高山樹林高程誤差比丘陵灌木、草地偏高,高山樹林的高程最大誤差為0.13 m,丘陵灌木的高程最大誤差為0.07 m,草地、灘涂的高程最大誤差為0.05 m。說明植被覆蓋率會(huì)影響點(diǎn)云的高程精度,植被越高越密集,地物高程誤差越大。
分別計(jì)算每個(gè)坐標(biāo)點(diǎn)的中誤差,并分析統(tǒng)計(jì)。表1、2分別為植被覆蓋率影響點(diǎn)云的平面精度和高程精度。表1中植被相較于灘涂、平地的平面中誤差偏高,而植被中高山樹林的平面中誤差為0.030 m,丘陵灌木的平面中誤差為0.023 m,低矮草地平面中誤差為0.019 m,可以看出植被覆蓋率、高度會(huì)影響點(diǎn)云精度,植被偏高、覆蓋率大,平面精度相對(duì)較差。
表2中高山樹林相較于灘涂、低矮草地、丘陵灌木的高程中誤差偏高,而植被中高山樹林的高程中誤差為0.011 m,丘陵灌木的高程中誤差為0.005 m,低矮草地高程中誤差為0.006 m,而灘涂比低矮草地、丘陵灌木的高程中誤差偏大,說明機(jī)載LiDAR技術(shù)對(duì)于低矮的草地、灌木的穿透性強(qiáng)。可以看出植被覆蓋率、高度會(huì)影響點(diǎn)云精度,植被偏高、覆蓋率大,高程精度相對(duì)較差。
分析統(tǒng)計(jì)機(jī)載LiDAR技術(shù)獲得的地形圖精度(表3)可知,所選地物點(diǎn)的平面位置坐標(biāo)中誤差為0.021 m,最大誤差為0.034 m,高程中誤差為0.008 m,最大誤差為0.021 m,滿足1∶500山區(qū)丘陵地形圖測量規(guī)范要求。由此表明,采用機(jī)載LiDAR技術(shù)對(duì)測區(qū)進(jìn)行地形圖測繪工作,得到的測繪成果精度較高,符合GB/T 14912—2017《1∶500 1∶1 000 1∶2 000外業(yè)數(shù)字測圖規(guī)程》精度要求。機(jī)載LiDAR技術(shù)為大比例尺地形測量提供一種高效率、高精度、高性價(jià)比的新型測試方法。
3" 結(jié)" 論
機(jī)載LiDAR技術(shù)作為一種先進(jìn)的地形獲取手段,打破傳統(tǒng)的測量技術(shù),提供了一種有效的測量方式。通過選取烏江流域彭水水電站為例,采用機(jī)載LiDAR技術(shù)與傳統(tǒng)測量對(duì)比其在烏江山區(qū)河道地形測繪的適用性,得出如下結(jié)論。
(1) 植被茂密、山區(qū)陡峭的測區(qū),濾波降噪后,點(diǎn)云數(shù)據(jù)偏少??梢詮牟煌慕嵌燃用芎酱?,以滿足點(diǎn)云密度要求以及彌補(bǔ)后期濾波處理后的空白區(qū)域。
(2) 選擇反射率強(qiáng)、回波多的云臺(tái),可以有效穿透樹木、草地等植被。
(3) 機(jī)載LiDAR除獲取點(diǎn)云數(shù)據(jù),同時(shí)可獲取影像數(shù)據(jù),充分結(jié)合了影像、點(diǎn)云優(yōu)勢,提高數(shù)據(jù)精度。
(4) 點(diǎn)云密度受山區(qū)地勢陡峭、植被覆蓋度等因素影響,地勢越陡峭、植被覆蓋度越高,地面點(diǎn)云數(shù)據(jù)量越少,但能達(dá)到CH/T 8024-2011《機(jī)載激光雷達(dá)數(shù)據(jù)獲取技術(shù)規(guī)范》中1∶500的點(diǎn)云密度要求。
(5) 機(jī)載LiDAR成果精度滿足規(guī)范要求,該技術(shù)在山區(qū)型河道地形測繪中具有良好的適用性。
(6) 相較于傳統(tǒng)的測量方式,機(jī)載LiDAR技術(shù)更加節(jié)省人力、物力、財(cái)力,減少人工深入測區(qū)的危險(xiǎn)性。
該技術(shù)可以用于1∶500山區(qū)地形測量。
參考文獻(xiàn):
[1]" 嚴(yán)慧敏,朱邦彥,王靖偉.無人機(jī)載LIDAR在山區(qū)水利測繪中的應(yīng)用[J].現(xiàn)代測繪,2019,42(5):48-50.
[2]" 吳昊,張曉萌.機(jī)載LiDAR在長江中游河道測繪中的應(yīng)用[J].人民長江,2022,53(9):109-114.
[3]" 劉一軍.激光雷達(dá)掃描技術(shù)在1∶500地籍測繪中的應(yīng)用[J].北京測繪,2019,33(9):1102-1105.
[4]" 劉世振,鄧建華,馮國正,等.機(jī)載LiDAR在山區(qū)型河道地形測繪中的適用性研究[J].人民長江,2021,52(1):108-113.
[5]" 陳強(qiáng),王紅林.機(jī)載LiDAR技術(shù)在地形圖測繪中的應(yīng)用及精度分析[J].測繪技術(shù)裝備,2022,24(3):70-74.
[6]" 林方建.機(jī)載激光雷達(dá)技術(shù)在山區(qū)河道水電工程測繪中的應(yīng)用[J].河南水利與南水北調(diào),2023,52(8):130-131.
[7]" 陳小雁,聞麗佳.機(jī)載激光雷達(dá)點(diǎn)云在高植被山區(qū)數(shù)據(jù)處理中的應(yīng)用研究[J].工程建設(shè)與設(shè)計(jì),2019(18):242-243.
[8]" 戴永洪,劉林佳.無人機(jī)機(jī)載激光雷達(dá)在長江中游河道地形測量中的應(yīng)用[J].水利水電快報(bào),2022,43(增2):13-17.
(
編輯:李" 晗
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Application of unmanned aerial vehicle airborne LiDAR in mountainous topographic surveying
TU Jianglin
(Upper Changjiang River Bureau of Hydrological and Water Resources Survey,Bureau of Hydrology of Changjiang Water Resources Commission,Chongqing 408000,China)
Abstract: In order to study the applicability of airborne LiDAR technology in mountainous terrain measurement.DJLTerra was used to study the terrain of the Pengshui Hydropower Station reservoir area in the Wujiang River Basin.The airborne LiDAR point cloud data filtered and denoised by Terraoil and other software were compared with traditional measurement data for error analysis.The penetration,planar accuracy,and elevation accuracy of the airborne LiDAR were analyzed.The research results indicated that the mean square error of the planar position coordinates of the airborne LiDAR point cloud data was 0.021,with a maximum error of 0.034.The mean square error of the elevation was 0.008 m,with a maximum error of 0.021,which could meet the measurement specifications for 1∶500 mountainous hilly terrain maps.The airborne LiDAR had a high precision and penetration ability,and was suitable for complex terrain areas such as steep mountains,houses crisscrossing horizontally and vertically,and dense trees.Compared to traditional measurement methods,the airborne LiDAR technology was safer,more reliable,and faster.
Key words:
unmanned aerial vehicle airborne LiDAR; topographic survey; point cloud data; Pengshui Hydropower Station