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发布时间:2025-03-26 13:42:56 浏览次数:
引言:
2024年初,国务院发布《国家自然灾害救助应急预案》,明确提出灾后需要“利用应急测绘技术提供地理信息支撑”。在这场与时间赛跑的救援行动中,无人机航测技术凭借其“快、准、稳”的优势,成为灾情研判的“天空之眼”。今天,我们通过一次真实的模拟测试,揭秘无人机如何在黄金救援期内高效完成测绘任务,为生命保驾护航。
一、无人机航测:灾后应急测绘的“第一双眼”
1.原理
地震后的72小时被称为"黄金救援期",但人工勘察险象环生,通过无人机搭载激光点云与高清影像设备,能及时对灾后的大范围受灾情况、交通受损情况和潜在次生灾害隐患等调查掌控提供可靠支撑,并能够进行航线规划巡检,确保灾区整体救援工作有序开展。
2.特点
无人机航测备具机动灵活、自动化程度高、作业效率高等特点,在地理信息测量展现巨大发展潜力,彻底改变依靠人工实地调研、耗时且危险的地灾调查方式,其生成三维模型在滑坡、崩塌、危岩体等灾害早期识别效果显著,为地灾解译工作的重要数据支撑,有效反映出各类地灾隐患的特征,为预防和治理隐患点打下了坚实基础。
二、项目概况
1.模拟场景
为模拟地震灾后无人机的应急测绘,本次测区位于江西省南昌市地震监测中心站区域,总面积为200000㎡。北郊风景区梅岭内,丘陵地段,植被茂密,周围建筑较为低矮,附近有赣江中支流经,呈区块形状,地形落差在50米,当日风力3级风。
2.部分技术标准依据
《工程测量标准》GB 50026-2020;
《全球定位系统(GPS)测量规范》GB/T 18314-2009;
《全球定位系统实时动态测量(RTK)技术规范》CH/T 2009-2010;
《实景三维地理信息数据激光雷达测量技术规程》CH/T 3020-2018;
DB/T 71 一 2018 《活动断层探察 断错地貌测量》
3.测试设备
大疆 M350 RTK:载重2.7kg,续航55分钟,抗风12m/s,支持快速获取高清二维及三维数字成果,实现高精度、高效率测绘作业。
大疆禅思 P1:4500万像素全画幅,机械全局快门达到微秒级时间同步,呈现厘米级精度,单日作业面积可达 7.5 平方公里,后处理效率提升20% ~50%。
大疆Mavic 3E:主相机2000万像素广角相机,机械快门0.7秒间隔连拍;广角相机3.3μm 大像元和智能低光模式,大幅提升了低光环境表现,适应更多作业场景。
际上GS100C+:轻⼩型短测程⽆⼈机激光雷达扫描系统,八次回波,能够实时、动态、海量地采集⾼精度点云数据和丰富的影像信息,⼴泛应⽤于地形测绘、电⼒通道巡检等⾏业。
LiDAR360 UAV:机载激光雷达点云数据后处理软件,包含了丰富的点云数据处理工具集,可以实现对海量点云数据进行处理分析,生成高精度的三维模型,为各类工程提供数据支持。
大疆智图:可支持各类可见光精准高效二三维重建、大疆激光雷达的数据处理。与大疆行业无人机和负载形成完美搭配,可应用于测绘、电力、应急、建筑、交通、农业等领域。
三、外业数据采集
1.航线规划
使用DJI RC Pro行业版遥控器,通过pilot地面站软件对测区进行飞行航线规划,仿地飞行85米,航线速度7m/s,航线重叠度70%,2架次分别完成正射影像采集和点云数据采集。
P1相机:设置航高:110;速度:10m/s,重叠率:70%,显示飞行时长10.20min。
Mavic 3E:设置航高:110 m;速度:15 m/s,旁向重叠率:70%,航向重叠率:80%,显示飞行时长3min36s。
2.现场部署
本次作业区域总计6个架次,其中:M350RTK分别搭载GS-100C+和P1,共飞行两个架次,时长为28分钟;Mavic 3E,共飞行四个架次,时长20分钟。
DJI M350 + GS-100C+ 现场实拍图
DJI M350 + P1 现场实拍图
DJI Mavic 3E现场实拍图
四、内业数据处理
1.可见光重建
使用大疆智图软件,根据M3E、P1各个工程数据依次新建工程,模式选择“可见光重建”:导入航飞相片——空中三角测量——二维重建,完成后可查看各个架次的重建质量报告,确认无误后可输出正射影像图(DOM)。
大疆智图可见光重建
质量报告
P1正射影像图(DOM)
2、点云数据处理
点云预处理:采用PointsCreater1.0软件将机载激光雷达采集到的数据进行预处理,将前期计算的七参输入点云计算软件,可直接输出2000国家大地坐标系、1985国家高程基准的三维点云数据
PointsCreater1.0数据预处理界面
点云后处理:将点云数据导入Lidar360中,点击顶部工具栏中的地面点分类,点云将自动分类出地面点。
一键分类提取地面点
原始地形点云→提取后的地面点
3、部分数据成果
彩色渲染点云(RGB)
高程渲染点云(Elevation)
数字高程模型(DEM)
4、成果质量
点云密度:原始点云密度每平方1274个点,总点数31866个点;树下地面点每平方559个点,总点数13979个点。
点云质量:硬质路面点云厚度2公分,树林下地面穿透连续性较好,房顶无分层
五、测试总结:无人机航测救援价值,不止于“拍照片”
在此次测试中,无人机航测不再只是灾情记录的“相机”,而是演化为智慧救援的“神经中枢”。当200000m²的测试区域在4小时内产出厘米级三维地图时,我们看到的不仅是DOM、DSM、DEM的精准建模,更是科技对生命敬畏的具象化表达——通过实时动态检测,每一处塌方的位移、每栋建筑的形变、每条道路的阻塞都被转化为可量化的救援密码。
随着AI图像识别和5G传输技术的融合,无人机航测或将实现“飞行即分析”的质变,从而在应急救援领域发挥更加关键的作用。未来,天宝耐特将进一步聚焦于应急测绘新技术的探索和应用,满足大量、多源数据的快速处理和灾情信息分析的应急需求,为保护人民生命财产安全提供更加有力的支持。