機載激光雷達航測是集成激光掃描、攝影測量、全球定位系統(tǒng)、慣性導(dǎo)航系統(tǒng)等多種測繪高新技術(shù)的數(shù)據(jù)采集技術(shù)。相對于常規(guī)機載激光雷達航測技術(shù)而言,機載激光雷達航測具有自動化程度高、受天氣影響小、生產(chǎn)周期短、測繪成果精度高等特點,在三維空間信息的實時獲取方面取得了重大突破,為獲取高時空分辨率地球空間信息提供了一種全新的技術(shù)手段。
測區(qū)植被覆蓋密集,枝葉茂密,工程測量、數(shù)碼航測等傳統(tǒng)作業(yè)方法困難且數(shù)據(jù)獲取精度差。機載激光雷達航測發(fā)射的激光光斑可以穿透植被枝葉間間隙直接獲取樹下地形精確點位,該技術(shù)是目前密林區(qū)獲取樹下精準(zhǔn)地形的唯一有效方法。
機載激光雷達航測獲取原始數(shù)據(jù)后,首先進行數(shù)據(jù)預(yù)處理,GPS差分解算POS數(shù)據(jù),檢查分析航測原始數(shù)據(jù)質(zhì)量,生成條帶點云、數(shù)碼航片、航跡線、航片GPS時間索引文件等機載激光雷達航測原始數(shù)據(jù)成果;然后,進行數(shù)據(jù)后處理,通過地面點云分類提取精確地面地形特征點,通過內(nèi)插制作大比例尺DEM成果;之后,在以上獲取的航跡線和航片GPS時間索引文件基礎(chǔ)上獲得航片外方位元素的索引文件,通過同名點選取和相機畸變擬合,完成機載激光雷達航測航片空三加密,獲得航片空三加密成果并在已有DEM成果基礎(chǔ)上進行航片正射糾正,制作大比例尺DOM成果;最后,利用3.2節(jié)所述方法進行測區(qū)大比例尺DLG測圖生產(chǎn)。
經(jīng)預(yù)處理得到的點云數(shù)據(jù),需結(jié)合高程渲染模型、點云剖面圖等參考信息,針對如城區(qū)建筑物密集地區(qū)、農(nóng)田田埂地區(qū)、植被密集地區(qū)等不同地形特點設(shè)定相應(yīng)的分類方法,提高分類效率,并且對分類結(jié)果進行系統(tǒng)、全面的編輯和檢查,以確保點云分類的正確性。根據(jù)DEM格網(wǎng)間距要求,對以上正確分類后的地面點云構(gòu)TIN三角網(wǎng),通過內(nèi)插自動生成規(guī)則柵格格式的標(biāo)準(zhǔn)DEM產(chǎn)品。
以點云構(gòu)建的數(shù)字地面模型為參考,利用POS系統(tǒng)獲取的外方位元素直接進行全自動空三加密,整個產(chǎn)品的制作無需外業(yè)像控點。只需計算公共加密點較差,對基本定向點指標(biāo)進行分析和評價即可。
生產(chǎn)過程中發(fā)現(xiàn),加密點的分布與成果精度有直接關(guān)系。此外,大范圍制作時,還需考慮各批次間接邊問題。應(yīng)采取相應(yīng)措施以避免大區(qū)DOM接邊出現(xiàn)嚴(yán)重錯位。為使DOM影像色調(diào)均勻、影像清晰、過渡自然、無縫拼接,還需進行原始航片調(diào)色與DOM后期綜合處理。
DLG制作分為平面要素和高程要素兩類。其中,DLG高程要素利用4.2節(jié)得到的地面點自動生成,之后參考國家規(guī)范對等高線光滑度、注記正確性進行編輯修改;DLG制作平面要素通過機載激光雷達航測航片構(gòu)建立體像對方法進行采集。
測區(qū)采用RTK方法實測了2141個精度檢測點,檢測點沿測區(qū)線路方向大致均勻分布。經(jīng)評價,本項目測區(qū)地面點云高程精度中誤差0.145米,滿足本項目技術(shù)設(shè)計要求。
在業(yè)主提供的設(shè)計線路成果基礎(chǔ)上,以以上制作的地面點云為依據(jù),構(gòu)建TIN三角網(wǎng),進行中樁橫斷面的高程內(nèi)插計算,制作了中樁橫斷面專題圖成果。
本項目是輕型機載激光雷達航測技術(shù)應(yīng)用于公路勘測設(shè)計并實現(xiàn)初勘定測一體化的典型案例。與工程測量、數(shù)碼攝測等傳統(tǒng)技術(shù)相比,機載激光雷達航測可有效獲取南方林區(qū)高精度樹下地形,不需要外業(yè)像控點布設(shè),獲取的高精度、高密集機載激光雷達航測地面點云成果可直接用于后期施工圖設(shè)計階段的斷面成果提取,實現(xiàn)了初勘定測一體化,在公路勘察設(shè)計行業(yè)具有廣泛的市場推廣價值。
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