Présentation de l'équipement
LeGenius mini UAV LiDARsystèmeest un système LiDAR d'arpentage et de cartographie économique développé indépendamment par SureStar. Il intègre un scanner laser multiligne R-Fans, un système de mesure de navigation inertielle (GNSS/IMU), une unité de contrôle informatique, etc., et peut être simplement utilisé par une seule personne avec une intégration élevée, un poids léger et une grande précision des données.
La conception hautement intégrée de Genius mini UAV LiDAR permet à l'ensemble du système d'avoir de meilleures performances et stabilité, et peut acquérir des informations spatiales 3D et des images de la surface du terrain en temps réel et rapidement, et est largement utilisé dans le domaine de la mesure 3D agile et efficacezone.
Figure 1 Système de balayage Genius mini UAV LiDAR
paramètres de base
● Portée maximale : 200 m à 20 % de réflectivité, 250 m à 80 % de réflectivité ;
●Hauteur de vol typique : 50 ~ 150 m ;
●Fréquence des points de balayage : 320 000 points par seconde pour 16 lignes, 640 000 points par seconde pour 32 lignes ;
●Précision de mesure relative/absolue du plan : <0,10 m/0,15 m ;
●Champ de vision de balayage : 360°*30° ;
●Précision de position : plan 0,02 m, élévation 0,05 m ;
●Précision d'attitude : tangage/roulis : 0,025 degré, cap : 0,08 degré ;
●Résolution d'image : 24 millions de pixels/42 millions de pixels (en option) ;
●Poids du système : 1,056 kg (sans caméra) ;
●Densité de points : 16 lignes valent mieux que 100 pts/m², 32 lignes valent mieux que 200 pts/m² ;
●Précision : la précision de l'élévation est meilleure que 10 cm, la précision du plan est meilleure que 10-15 cm ;
●Stockage de données : disque U enfichable ;
Mise en œuvre du travail sur le terrain
La zone d'étude est située dans une zone montagneuse au sud-ouest. Afin de contrôler la coulée de débris dans la zone montagneuse, l'unité concernée a construit le barrage de Guyu au sommet de la montagne. Le barrage de Guyu construit il y a longtemps a été rempli de sédiments. Le barrage de Guyu doit être reconstruit pour contrôler la coulée de débris, et le DEM supérieur doit être obtenu pour calculer la quantité de terrassement afin de faciliter la conception du barrage de retenue à un stade ultérieur.
Planification d'itinéraire
La zone d'étude est étroite et longue. Afin d'obtenir l'ensemble de la zone d'étude, l'intervalle d'itinéraire prédéfini est de 40 m et la hauteur est de 80 m. La chute de la montagne est trop grande pour la sécurité du vol. Avant l'opération officielle, le drone Elf est utilisé pour vérifier l'itinéraire. Il est prévu d'utiliser 2 sorties, sur toute la longueur d'environ 10 km.
Figure 2 Étendue de la zone d'enquête
Figure 3 La tendance des montagnes environnantes dans la zone d'étude
Figure 4 Position d'itinéraire prédéfinie
Érection de la station de base
Avant l'opération officielle, nous devons mettre en place une station de base GPS pour collecter des données statiques et effectuer une observation synchrone du GPS au sol et du système GPS du LiDAR. Après la mission de vol, les données de la station de base et les données observées par le système GPS du radar sont en outre éliminées par un calcul de fusion post-différence pour obtenir un nuage de points de haute précision.
Figure 5 Montage de la station de base
Collecte de points de contrôle
Pendant que l'équipement est monté sur l'UAV, commencez à disposer et à collecter les points de contrôle de phase et les points de contrôle d'élévation.
Figure 6 Collection de points de contrôle de phase et de points de contrôle
prétraitement des données
Utilisez le logiciel POSPac pour effectuer un calcul post-différence pour résoudre la trajectoire, utilisez notre logiciel de résolution de nuage de points SS-Lipre pour résoudre le nuage de points et le visualiser en combinaison avec les données de trajectoire, et débruitez le nuage de points après avoir vérifié que le nuage de points est corriger, supprimer les points volants et le bruit du soleil, etc.
Figure 7 Itinéraire prédéfini et itinéraire de vol réel
Figure 8 Données brutes du nuage de points
post-traitement des données
Les nuages de points ont été classés à l'aide des macros d'édition du logiciel Terrasolid.
Figure 9 Nuage de points d'origine
Figure 10 Nuage de points classifié
Figure 11 Capture d'écran du nuage de points classifié
Traitement des orthophotos et des nuages de points de couleur
L'image collectée est mise en correspondance avec la photo pour créer une image POS en fonction des informations d'exposition, et l'orthophoto est produite en combinant les points de contrôle de phase avec le logiciel de traitement d'image.
Figure 12 Image des données POS
Figure 13 Orthophoto numérique DOM
Figure 14 Nuage de points colorés
Traitement de dessin au trait (DLG)
Selon les informations de nuage de points collectées, les points au sol sont obtenus après classification et le DEM est créé. Avec le support de logiciels tiers tels que les logiciels Coal Aviation 2D et 3D, Terrasolid et Southern Cass, DEM peut traiter le dessin au trait (DLG) que nous voulons.
Figure 16 Dessin au trait numérique
Vérification de l'exactitude
Le logiciel compare les données du nuage de points à côté du point de contrôle et génère le tableau de comparaison de la précision des points de contrôle.
Figure (18) Vérification de la précision de l'élévation
Après inspection, le résultat final présente une erreur d'élévation moyenne de 10,1 cm, ce qui répond aux exigences du client en matière d'erreur d'élévation moyenne.
Résumé du projet
En utilisant le système LiDAR Genius UAV pour cette cartographie de terrain au 1:1000, les avantages du système LiDAR aéroporté Genius par rapport aux autres méthodes traditionnelles sont les suivants :
(1) Fonctionnement pratique et flexible, adapté à l'arpentage et à la cartographie de zones d'arpentage irrégulières à petite échelle telles que les plaines et les zones montagneuses ;
(2) Il est léger et peut être équipé de petits drones DJI M210/300 pour les opérations longue distance, et l'opération individuelle est puissante, de sorte que les activités complexes sur le terrain peuvent être résolues sans pilote ;
(3). La densité extrêmement élevée de points par mètre carré garantit la qualité des données ;
(4). Précision d'élévation élevée, peut répondre à l'effet d'une précision d'élévation supérieure à 10 cm sans contrôle, adaptée à une étude d'ingénierie de haute précision;
(5). Son mode double échos peut obtenir des données de coordonnées de terrain de haute précision à travers la végétation ;
(6). L'équipement lidar auto-développé national offre de solides performances, une garantie d'équipe après-vente rapide et efficace, afin que les clients puissent se le permettre et l'utiliser correctement.