機載LiDAR的案例
機載LiDAR在滑坡識別中的應用
圖10 滑坡右側壁中部被破壞設施照片
圖11 滑坡左側壁中下部拉裂縫照片
5 結論
本文以四川東南部地區緩傾地層滑坡及其拉裂槽識別為主要應用目標,通過對研究區機載LiDAR數據的獲取和處理,得到HRDEM數據及其派生的多種可視化產品,利用緩傾地層滑坡綜合遙感識別方法,實現基于機載LiDAR數據的滑坡隱患識別標志構建、邊界準確判識、拉裂槽位置識別及信息提取,結合野外核查驗證結果,從定性和定量2個方面證明了機載LiDAR技術對高植被區緩傾地層滑坡及其拉裂槽識別應用的有效性,并得出以下結論及認識:
1)利用機載LiDAR技術強植被穿透優勢,獲取川東南地區緩傾地層滑坡真實地表數字高程模型,結合地表微地貌形態構建災害綜合遙感識別標志,是實現緩傾地層滑坡早期識別的可靠方法。
2)基于SVF這一新型可視化分析手段,可清晰反映緩傾地層滑坡整體邊界范圍,增強顯示滑坡體內不同部位微小地形的變化信息,有效降低由遙感判識多解性問題所引起的地質災害邊界誤判、錯判概率,實現滑坡體邊界及內部亞區的精細劃分。
3)由機載LiDAR數據派生的系列山體陰影圖對拉裂槽識別具顯著優勢,綜合考慮滑坡體傾向與不同光照角度的組合特征,合理構建以拉裂槽外側垂直光源為主、斜交光源為輔的山體陰影渲染地形,可更為有效地識別和圈定拉裂槽發育位置。
4)通過三維可視化數據分析方法,構建基于機載LiDAR數據的三維曲面,可實現對滑坡體局部拉裂槽真實地形形態及微地貌變化特征的準確表達,并用于拉裂槽范圍、拉張槽谷長度、寬度及深度等多要素數據的定量提取。
展開 最佳實踐：千巡翼Q30+機載LiDAR在水域三維數據采集中的應用
機載LiDAR是近年來興起的獲取高精度地理信息數據的重要手段，具有成果精度高、數據生成快、植被穿透強等特點，日益受到作業單位的青睞。
2022年7月份，千尋位置數字網格合作伙伴攜千巡翼Q30復合翼無人機、QX-1845R機載LiDAR赴山東泰安某流域進行高精度地形數據獲取，僅飛行一架次約46分鐘便獲取了6km2高精度點云和正射影像數據！
測區概況
項目地點位于山東省泰安市，地處平原，現場無高落差山峰及建筑物。測區為長度10公里的帶狀河流，河道最寬處近400米，兩岸村莊房屋較多，植被茂密，測區范圍見下圖：
測區概況
成果要求
提交成果：真彩色點云、正射影像圖
坐標系：CGCS2000，1985高程
精度要求：點云精度平面與高程中誤差優于10cm；正射影像圖平面中誤差優于10cm
項目工期：2天
其他要求：點云地面點密度優于8pt/m2，正射影像圖地面采樣距離優于8cm。
設備選擇
考慮到該項目時間緊，任務重，普通旋翼無人機掛載入門級激光雷達需要作業2~3天，同時由于穿透性差，難以滿足點云地面點數要求。
展開 機載LiDAR與傾斜攝影測量在地質災害中的應用
引文格式: 張小青.機載LiDAR與傾斜攝影測量在地質災害中的應用[J].北京測繪,2022,36(10):1327-1331.
基金項目：福建省教育廳課題(JAT210750);三明引導性課題(2021-S-71)
作者簡介：張小青(1980—),女,江西東鄉人,碩士,講師,高級工程師,研究方向為地理信息系統應用
文章來源：測繪學術資訊
地災隱患識別：尋找大地上的“潛伏者”
“天”指在衛星層次，用InSAR和高分辨率光學遙感技術開展廣域普查；“空”指在航空平臺層面，用無人機機載LiDAR和三維攝影測量技術開展局部詳查；“地”即地面專業人員有重點的進行調查復核，以及地面勘查和監測。
“通常，我們會用兩種或多種技術手段背靠背地做，然后相互校驗和補充。如果兩種方法的結果能對上和相互檢驗，地災隱患就可以確認了。”許強說。
2015年，許強團隊通過InSAR發現川西某村寨的山后有一處正在變形的大型滑坡區，由于最高海拔達到了4600米，人工沒法上去調查復核，一直沒能確認。3年后，在四川省支持下，團隊運用LiDAR和三維攝影測量對該區域進行了航飛，經多種技術手段比對分析最終確認了蠢蠢欲動的滑坡隱患。
多名業內人士指出，專業知識決定了技術應用的深度。在地災防治領域，地質專家好比“醫生”，InSAR、LiDAR等技術手段應用，如同為疑似隱患點做“CT”“B超”。是否患“病”，“病”征如何，最終還得依靠“醫生”根據各種測試結果綜合判定。如果不掌握足夠的地質知識，對災害形成條件、發育特征、成因機理等不了解，很難用好先進技術。
揚長補短
人防技防一起上，天上地下一起看
甘肅立節北山老滑坡“蘇醒”、四川洪雅突發高位遠程崩滑、湖南安化切坡建房引發山體滑坡……今年以來，全國已發生200余起地災，隨著汛期的到來，地災防治工作迎來大考。
如何牢固樹立以人民為中心的思想，進一步提升防災減災能力？——“多層次多技術手段綜合運用，人防﹢技防”是專家們的一致觀點。
展開 
武襄十鐵路全專業BIM應用
全專業的BIM設計流程
航察專業利用激光LIDAR系統獲取試驗段的正攝遙感影像圖，并在Infraworks中進行地物建模等；地質專業根據物探資料進行地質三維模型的建立；線路專業根據正攝遙感影像圖和地質資料在Skyline中進行三維選線；路基專業在Civil3D中進行路基工點設計；橋梁專業采用Catia軟件建立橋梁模型；隧道專業采用Inventor設計，并采用Simulation軟件進行動、靜力分析；軌道專業采用Inventor進行全線設計（含道岔）；站后專業機械、接觸網、環保等采用Inventor設計；其他專業均采用Revit設計，最終在Navisworks和Infraworks360中集成。
取得的成果
航察專業
航察專業利用機載LIDAR系統采集的數據生成高精度數字地表模型，結合點云數據和高分辨率遙感影像，生成正攝遙感影像圖，可直接為施工圖設計提供服務。
武襄十試驗段正攝遙感影像圖
地質專業
首先，基于地形曲面及三維線路模型，通過Civil3D軟件，沿線路高密度采樣生成包含地形信息的多個橫斷面；
然后，基于平縱橫復雜關系建立三維地層的思路，通過二次開發手段，實現多個橫斷面批量填繪地層；
隨后，利用中鐵四院開發的插件，將附帶地層信息的全線所有橫斷面一次性耦合形成三維地層曲面；
最后，通過Civil3D用不同曲面建立實體功能，完成三維地質模型的建立。
三維地質實體模型
線路專業
基于三維正攝遙感影像圖，在Infraworks中進行線路方案設計，并導入Civil3D中進行平縱斷面設計，為其他專業設計提供基礎數據。
線路三維選線
橋梁專業
采用Catia軟件完成實驗區內10座橋梁的設計。
展開 海洋論壇▏海洋測繪前沿技術及應用研究
⒊關于海洋遙感技術
海洋遙感技術主要包括以下幾個類別：利用各種衛星資源（包括國內和國外的），對海洋工作區進行全方位、立體的實時監測，以獲取波浪、溫度、海冰以及風力等海洋環境第一手數據，從而獲得長期、穩定、可靠海洋觀測資料的衛星遙感；依靠機載可見光照相機和攝像機、紅外線照相機、高光譜成像儀、雷達以及合成孔徑雷達等進行海岸帶地形測量，實施海岸線、植被、水色等監測的機載遙感測量技術；帶狀海底成像設備側掃聲吶系統、多波束成像技術、合成孔徑聲吶等聲吶遙感；還有清澈海水環境下所采用的光學近景攝影技術等。
⒋關于海洋工程測量
海洋工程測量是海洋工程建設中實際勘查、設計與預算、施工與檢查、建造與運行管理過程中所應用測量技術的總稱。由于其內容比較寬泛，所以幾乎涵蓋了海洋測繪的方方面面。隨著“走向深藍”的推進，海洋工程日漸增多，復雜程度也越來越高，海洋工程測繪技術不斷更新。水下聲學定位、三維聲吶和水下激光掃描儀用于水工建筑物檢測、水面無人船巡檢和水下潛器定姿、智能水下機器人搭載多波束水深測量等創新理念和創新技術層出不窮，以應對海洋科學考察、海洋資源調查、海洋工程建設、單一要素測量、多要素綜合測量、“多測合一”等不同領域的工作要求，并取得了良好的效果。
⒌關于水深測量、水下、海島礁與海岸帶地形測量
目前，水深測量多采用單波束、多波束測深系統和機載激光（LiDAR）全覆蓋測深等方法。水深測量是海道測量的基本要求和手段，通過水深測量獲取理論深度基準面上的水深，從而保障船舶航行安全；水深測量還應用于海底地形測量；水深也是海圖制圖的重要依據。水深測量的高程起算面多基于歷年觀測獲取的平均海水面數據，或者是采用1985國家高程基準。GNSS一體化水深測量技術是現代船基水深測量的代表，可在航行中綜合采集多源信息，經過數據加工，削弱、減少各種誤差產生的影響，提升海底地形測量精度和作業效率。
展開 一文讀懂智能汽車的ADAS高級駕駛輔助系統發展水平
目前已經在中級轎車和經濟型轎車市場上開始應用的機載激光雷達（Lidar）傳感器是遠程傳感器中比較經濟的選擇。相比于雷達，這種傳感器發射激光脈沖，并能檢測從其他物體反射回來的光線。與其他物體之間的間隔可以通過信號延遲的時間來進行計算。
視頻傳感器能夠監測圖像信息，比如側面物體的大小和外形。視頻傳感器能夠監測其他的道路使用者、交通訊號和路標等情況。傳感器發出的信息能夠實現車道偏離警告和交通訊號識別功能。
其他基礎設施如交通訊號、轉彎或山坡等信息可以通過輿圖來獲得。超聲波傳感器用于低速情況，比如停車，同時不需要高探測范圍。而且內部數據可以收集起來提供給其他車輛。通過車對車通訊進行數據傳遞，來監測車流密度。
另外，通過不同傳感器獲得的數據可以相互融合，用于增加系統功能或增強現有的功能。
智能汽車的ADAS水平分辨
從ADAS的實現邏輯上是感知→決策→執行的過程，感知是正確決策和執行的前提，可以先從ADAS硬件配置來了解。特別是一些基礎的ADAS功能，基本上是使用供應商的解決方案，對比優缺點還是比較明顯的。
攝像頭和雷達是目前應用最多的ADAS傳感器，通常我們用V（video）和R（Radar）來代指攝像頭和毫米波雷達，用數字來表明配置的數量。比如1R1V就是由一個雷達和一個攝像頭組成的ADAS系統。通常的配置會有1V、1R、1R1V、3R1V、5R1V以及5R多V。更多的傳感器會帶來更多的成本，但肯定對感知的準確率和漏報率指標上有所增益。所以可以初步認為更多傳感器的ADAS系統表現會更好。
而在攝像頭方案里，Mobileye 的攝像頭芯片＞其他攝像頭芯片，Mobileye Q4 ＞ Mobileye Q3，多目攝像頭＞單目攝像頭。
從傳感方案的角度來看：有通過毫米波雷達完成，有通過前視攝像頭雷達完成，也有攝像頭和雷達融合的方案。
展開 輕小型無人機測繪遙感系統研究進展
針對傾斜相機、視頻、LIDAR 和SAR 等新型測繪傳感器的推廣應用，需要研究傾斜相機同步曝光控制、影像存儲成功率檢測技術，視頻流時空編碼同步性檢測技術，機載LiDAR 測距、測角和加工誤差標定方法，機載微型SAR 的輻射、極化、幾何等參數定標方法等，構建無人機傳感器的檢測檢定技術工藝，規范無人機測繪遙感系統準入行為，促進輕小型無人機測繪遙感精度不斷提高。
（2）大范圍實時無人機測繪遙感技術提升。基于5G、北斗短報文通訊功能、天通衛星、天鏈衛星等通訊技術，探究覆蓋全球、全空域、全地域的無人機業務實時監管技術體系。研究構建面向應急救援視頻、影像等測繪數據的實時多級傳輸以及海洋、戈壁環境監測信息實時回傳技術方法，推動無人機測繪遙感技術朝著實時化方向發展。
（3）無人機測繪遙感大數據精準解譯。現階段每年通過無人機測繪遙感系統獲取的數據多大PB級以上，多數被用于生產標準的測繪產品，但是在數據挖掘分析方面仍顯不足。因此，需要基于機器學習、人工智能、大數據等先進理論方法，探索無人機高分辨遙感大數據挖掘、分析技術方法，研究建立多樣化、深層次、精確遙感數據解譯模式，讓“休眠”的數據流動起來，變成“會說話”的載體，發揮更加重要的作用。
4.2 發展趨勢
近年來，人工智能、5G、云計算、深度學習、邊緣計算、大數據等新理論、新技術的不斷突破與進展，以及自然資源、應急管理和公共安全等領域的需求不斷提升，有力推動中國輕小型無人機測繪遙感技術從現階段的飛行到智能化時代的飛行、感知、交互并行方向發展，促進傳統的測繪遙感產品專業化應用向大眾化應用方向的拓展。
（1）無人機飛行控制智能化。
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