结合测深和激光雷达数据进行快速周转的地形调查
案例分析
作者:山姆Pfeifle
由于它到达国家线路分离爱达荷州的州线，蛇河叉子，一叉，沿着边境的蛇流向南方，另一个标题作为克利尔沃特的开始。任何人都在船上旅行的人会很快遇到克利尔沃特纪念桥，这座大约228米长的桥梁，致力于二战退伍军人。
这座桥于1951年春天开放，十多年前联邦政府就认定它“功能废弃”，主要原因是桥上的道路不再适合每日通行的交通。
2019年3月，近70年后，其建设开始，爱达荷州交通部委托了一座工程公司，为桥梁和周边地区创造了一个完整的地形调查，作为多年项目的一部分，以取代它和周围的道路，确保用于代代的安全和有效的运输。
工作首先落到了Horrocks工程师该公司在美国西部有15个办事处，其中3个在爱达荷州。Horrocks的负责人和测量经理Lonnie Olson说，收集桥梁和周围道路的测量数据是他们移动测绘部门的标准工作，但该项目还需要获取河底和桥梁基础结构的水深数据。
“他们想看看桥桩周围的冲刷情况，”奥尔森说。“他们正在考虑的方法之一是保留桥下结构和桥梁本身的大部分。”
他知道，将多波束声纳数据添加到移动地图云数据中，将得到一致、细粒度、准确的河底地形数据，但有一个问题:Horrocks没有多波束声纳单元。
“在犹他州，我们没有任何大河，而且大多数湖泊不需要太多的水深数据，”Olson说。“我们通常只做单波束声纳，这不是我们在这里寻找的。”
幸运的Spicer集团只有多次桥接分析和液压建模。更好的是，Spicer的声纳船也配有徕卡珀加索斯:两个移动传感器平台用于水线以上和水线以下的移动测绘，Horrocks公司在18个月前为其道路测绘投资了同样的移动扫描平台。
奥尔森决定联系到同名单位的Spicer Project Squestor Nathan Shepherd，并将力量联合在一起 - 第一次他有史以来第一次向另一个测量团队分包给另一个调查团队。
在一天中完成
劫掠会驾驶桥梁和周围的道路。Spicer会驾驶河流以获得水线，河岸和桥梁的下面的一切。然后他们将数据缝合在一起，提取Planometrics创建表面模型和地形调查。
因为飞马是一个传感器平台，能够接收来自多个来源的数据，多波束和激光雷达信息可以集成到一个单点云。
“帕伽索斯的坐骑是拴在船上的，”谢泼德说，“你不能出去租一艘船，然后让它工作。”
Shepherd解释说，虽然飞马的激光雷达单元只需在桥下和河岸来回一次，就可以捕捉到所有的东西，但多波束雷达有点像修剪草坪。该团队需要40或50次使用多梁来获取河底以及所有间隙标高和水力研究所需的数据。
不过，这一切都是在一天之内完成的。
总而言之，安装全控制网络大约需要3天时间，然后在现场准备和进行实际扫描工作需要4天时间，在现场总共需要7天时间，与传统方法相比节省了大量时间。
“Ten years ago,” said Olson, “you would have had to cross-section every 50 feet with a robotic total station and shoot in some key points of the structure, and you’d have to spend probably three to four weeks onsite doing control and collection.”
至于水下工作，Shepherd说:“你可能每隔250英尺就会得到一个截面，也许用单波束声纳进行12次总测量，然后从中得到一个模型。”“而且他们也没办法洗干净。那是不可能知道的。他们必须派潜水员下去观察。
所以，这大约是三分之一的时间，”Shepherd总结道，“我不知道是多少倍的数据。”
更好？“当我把它拉到一起时，”Olson说：“我们的云在Spicer和我们的上下数据之间以厘米高于厘米的准确度。你永远不会发现任何其他方式的那种准确性。你可以实现它，但成本将是指数级的。“
移动地图的后台效应
你可能听过一些可怕的故事:“移动地图创建的数据太多了，简直无法管理!”“当你所要做的只是开着一台扫描仪到处走的时候，谁还需要一个调查小组呢?”
当然，进入移动地图领域确实需要后台办公室的调整，但如果你做好准备并为员工提供培训，这些调整应该是相对可控的。
Horrocks Engineers已经从事激光扫描工作大约8年了，但在18个月前才进入移动扫描领域，当时他们从Hexagon公司的莱卡地质系统公司(Leica Geosystems)购买了Pegasus——两个平台。亚搏苹果app霍罗克斯公司的负责人兼调查经理朗尼·奥尔森说，这绝对影响了他的劳动力。
“我们的一些现场工作人员在室内过渡，”他说。“我有一个由前高级CAD技术人员组成的团队，我们对他们进行了调查工作的培训。我们可以在内部完成大部分后期处理工作。”
他们还从当地的测绘专业招聘了最近毕业的学生，并在他们一上船就开始培训他们，让他们使用移动点云数据。
“现在我们有一个五人的团队，”奥尔森说，“他们整天都在从点云中提取数据。”
Leica Geosystems'Jason Ellis表示，Horroks的经验是典型的，现场员工进入后台的运动应该被视为聪明的行动而不是调解。
“菲利斯说，”办公室到办公室的延续是一个挑战“。“难以传达在该领域所做的事情以及如何处理。”
通过将经验丰富的现场工作人员交叉培训为数据处理专家，在整理重要数据时，可以直观地了解现场工作人员试图实现的目标。
埃利斯说，同样，让那些在现场操作扫描仪的人也能使用软件，也会非常有帮助。
“我看到很多人在这个领域做后处理，所以他们知道自己很好，可以打包所有东西，或者知道如果他们有问题，他们需要重新扫描，”他说。“很多领域的人开始承担分析的角色，这是一件好事。你在这个领域拥有更敏锐的人才，他们的工作效率会高得多。”
交叉培训也有助于填补地理空间专业的劳动力缺口。埃利斯说:“很难找到合适的人，所以如果在现场进行收集的团队能够管理大部分的后期处理，并达到可以认证的程度，这就有助于项目的顺利进行。”
至于技术，奥尔森表示，没有必要强调这一点。只需确保您有很多多Terabyte USB驱动器，现在就非常廉价，并且在您的硬件上不便宜。
“你的标准CAD机器把这个东西贴在一起，”Olson说。“该软件现在开始赶上。你真的不需要太多来才能进行。这很简单。即使是您的基本笔记本电脑也可以处理它。当然，你需要一个体面的电脑，但我们是一个工程公司，所以我们无论如何。“
无缝工作流程
由于所有的后处理都在Pegasus Manager中完成，因此组合数据集的工作流程非常简单。运行两辆车的团队能够实时检查数据和图像进行覆盖，然后使用轨迹调整模块将所有数据汇集在一起，进行测量控制。Pegasus软件使用自动特征提取和其他自动化功能，使后处理快速、高效。
从那里，霍罗克斯能够将微型工作站和拓扑DoT文件传送到爱达荷州的DoT。(该软件可以导出所有通用的行业标准格式。)
奥尔森说:“为了处理所有这些数据，一个四人小组花了大约一周半的时间来提取完整的调查结果。”“这比几年前快多了。”
徕卡地理系统公司的Jason Ellis为这项工作提供了技术支持，因为他已经为调查团队工作了几十年。就连他也对这个案子的收集速度印象深刻。
由于两家工程公司的专业知识互补、期望管理和良好的沟通，这两家工程公司的合作取得了成功。由于提前进行了强有力的通信，且操作相对顺利，这些团队能够毫无困难地将测深和激光雷达数据结合起来。
本文的完整版本发表于XYHT杂志2019年10月。
