空气扫描技术的改进提升了生产率

作者：Linda Duffy

通过改进扫描特性和功能，在更短的时间内在更大的区域产生更密集的点云，满足了对航空激光雷达日益增长的需求。作为扫描技术的早期采用者，美国发展最快的建筑、工程和地理空间（AEG）公司Woolpert自2002年发布ALS40以来，拥有并运营了徕卡地理系统公司激光雷达系列的每一种产品。Woolpert于2019年初购买了其第一台徕卡TerrainMapper，此后又收购了三台。如今，TerrainMapper是Woolpert在大面积制图和困难地形方面的首选技术，包括交通部（DOT）项目和美国地质调查局（USGS）3D高程计划（3DEP）等联邦计划。

对高程数据的需求

空中LIDAR数据是许多应用的宝贵信息来源，如3D城市建模，基础设施开发，沿海和自然灾害监测和环境保护。正在进行努力来建立当前的国家激光雷达数据集，并且还有许多投资激光乐队覆盖的地方和区域实体。

随着激光雷达传感器能力的增强，对密度和精度的期望不断提高。徕卡TerrainMapper是一种线性模式的传感器，它可以在更高的海拔高度收集非常密集的点云，大大缩短了采集时间。

Woolpert副总裁兼地理空间部门负责人Joseph Seppi表示:“在大面积地图绘制中，效率确实是值得的。“我们的项目可以超过3万平方英里，甚至10万平方英里，因此能够在更高的高度以更快的速度飞行，TerrainMapper是一个非常有效的选择。”

TerrainMapper能够在300米（m）至5500米的飞行高度收集激光雷达，并在2公里（km）的飞行高度提供美国地质勘探局激光雷达质量等级0（QL0）数据。这种卓越的效率水平非常适合于运营成本对更新频率有重大影响的大型区域或国家测绘项目。

满足并超越规格

每个项目都有最小的数据要求，具体取决于预期的应用程序。例如，USGS QL1数据必须至少为每平方米（PPSM）至少8点，具有不超过10.0厘米（CM）的根均线误差（RMSE）。其他标准可能包括叶子，没有雪，没有常设水，没有雨。温带气候，落叶树和雪是障碍。在热带和亚热带气候中，云雨往往是一个问题。由于许多地理区域的具有挑战性的条件，有限的飞行窗口期间有效的数据收集对于完成工作至关重要。

2019年，怀俄明州的运输部（Wydot）与Woolpert合同，沿着西北怀俄明州西北部的大陆鸿沟延伸三个滑坡地区，靠近黄石国家公园。Woolpert收集了50 ppsm的激光雷达，并使用集成的Leica RCD30航空摄像头同时收集图像的点云。最终数字地形模型（DTM）和三角形的不规则网络（TIN）模型提供了Wydot的基线，以确定地球随时间移动的幻灯片移动，体积和速率。Wydot进行了独立的检查，并在Field收集的点与120个单独的点云高度进行比较。3.6厘米的平均高度差异超过所要求的5cm垂直精度。

TerrainMapper在线性公用事业项目和电力线路权上也被证明是有效的，并成功地测量了高架电力线的凹陷。即使比其他传感器飞得更快更高，TerrainMapper也能返回各种项目所需的点密度。

“在高浮雕地形中，我们通过飞行而在没有调整到许多不同的高度的情况下实现更高的效率，”Seppi表示。“对于公用事业工作，在远远高于线的高海拔地区飞行更安全，捕获更多周围地区的额外好处。”

2019年，Woolpert还与TerrainMapper一起在美国各州执行了10多个项目。在佛罗里达州和俄亥俄州等州，尽管天气条件恶劣，高速采集的大量数据有助于在一个飞行季节内完成测绘项目。

Seppi继续说道:“一些地方的天气可能具有挑战性，让我们的工作时间减少，所以TerrainMapper的高容量收集能力帮助我们快速完成项目，并保持一致性。”“此外，这种传感器的点分布、模式和良好的强度回报对许多特征提取用途非常有益。”

这种放大的轮廓图显示了Wind River湖附近的路面，管道和涵洞等功能。

收购和处理集成

后处理工作流是效率影响整个项目成本的另一个领域。Woolpert使用了徕卡HxMap多传感器处理平台，该平台旨在简化TerrainMapper数据的处理。HxMap处理、校准和登记激光雷达点云，同时处理图像传感器数据和着色点云。在HxMap的帮助下，Woolpert提供了完全处理的分类点云，在准确性和密度方面满足严格的项目规范。

Seppi说：“HxMap让我们更加灵活，能够动态地适应变化。”。“当我们有一个关键的最后期限时，我们可以轻松地将处理转移到其他项目来分配HxMap资源。HxMap就像一个黑匣子，在幕后自动执行其工作。”

HxMap专门设计用于处理TerrainMaper数据，它利用集成扫描仪/摄像机系统的优势，在一个界面内生成所有机载数据产品。HxMap为大型倾斜成像项目、全国正射影像项目和大型或小型激光雷达项目提供嵌入式空中三角测量和解决方案。亚搏彩票手机版下载

怀俄明州的运输部将Woolpert提供的LIDAR数据转化为各种图形，包括在Wind River湖附近的该地区的数字地形模型。

持续改进

徕卡地形测绘仪是继ALS80系列之后的下一代激光雷达传感器。该传感器系统提高了随飞行高度的数据采集率，改进了飞行规划，实现了均匀的点分布。提高的生产率节省了时间和金钱，而更高的脉冲率，更大的激光功率和无栅技术有助于更高的点密度。

“徕卡地铁系统传感器只是保持更好，”Seppi说。“从ALS80的性能跳到TerrainMapper是显着的。我们发现圆形扫描模式具有大量优点，如线到线校准和调整的音高。飞行更高，更快地提高了我们的效率200-400％。自1989年以来，Leica Ge亚搏彩票手机版下载osystems产品一直是我们传感器车队的骨干。“

对3D激光雷达数据的需求日益增长，及时采集和处理变得越来越重要。TerrainMapper与HxMap工作流的紧密集成加快了从数据下载到产品生成的整个过程，以支持每个地图项目更快的周转。