在地理信息數(shù)據(jù)采集領(lǐng)域，尤其是山區(qū)這種地形復(fù)雜、環(huán)境多變的區(qū)域，獲取高精度的等高線數(shù)據(jù)模型一直是個(gè)挑戰(zhàn)。傳統(tǒng)的測(cè)量方式不僅耗時(shí)費(fèi)力，而且在一些人跡罕至的區(qū)域甚至難以開展。然而，隨著科技的飛速發(fā)展，無人機(jī)技術(shù)與激光雷達(dá)的結(jié)合為這一難題提供了創(chuàng)新且高效的解決方案。
一、山區(qū)地形測(cè)繪的挑戰(zhàn)
山區(qū)地形復(fù)雜，地勢(shì)起伏大，植被茂密，這些因素給傳統(tǒng)測(cè)繪工作帶來了極大的阻礙。在山區(qū)，人工攜帶全站儀、RTK 等設(shè)備進(jìn)行數(shù)據(jù)采集，不僅需要耗費(fèi)大量的人力、物力和時(shí)間，而且在一些地形險(xiǎn)峻、人員難以到達(dá)的區(qū)域，根本無法進(jìn)行有效的數(shù)據(jù)采集。此外，茂密的植被會(huì)遮擋視線，使得光學(xué)相機(jī)無法穿透植被獲取真實(shí)的地貌特征，從而影響測(cè)繪數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性。
二、方案：大疆M400 + L2激光雷達(dá)系統(tǒng)
大疆 M400 作為行業(yè)級(jí)旗艦飛行平臺(tái)，具備諸多強(qiáng)大的功能，為山區(qū)等高線數(shù)據(jù)采集提供了可靠的保障。
超長(zhǎng)續(xù)航能力：加裝負(fù)載后的 Matrice 400 前飛續(xù)航可達(dá) 59 分鐘，懸停時(shí)間可達(dá) 53 分鐘，這使得無人機(jī)能夠在山區(qū)進(jìn)行長(zhǎng)時(shí)間的連續(xù)作業(yè)，無需頻繁更換電池或返回基地充電，大大提高了作業(yè)效率。強(qiáng)大的避障系統(tǒng)：借助環(huán)掃激光雷達(dá)、高精度毫米波雷達(dá)及全彩低光魚眼視覺傳感器構(gòu)成的避障系統(tǒng)，Matrice 400 可在高達(dá) 25 米 / 秒的飛行速度下，避開樓宇、山體等大型障礙物，即使在夜間或雨霧天氣等惡劣環(huán)境下，也能保障飛行安全。這一特性在山區(qū)復(fù)雜地形中尤為重要，能夠有效避免無人機(jī)與障礙物碰撞，確保數(shù)據(jù)采集任務(wù)的順利進(jìn)行。智能作業(yè)功能：Matrice 400 支持任意水平方向的實(shí)時(shí)仿地飛行功能，在測(cè)繪作業(yè)時(shí)，可確保地面 GSD 分辨率一致，獲取高精度建圖數(shù)據(jù)。通過該功能，無人機(jī)能夠根據(jù)地形的起伏自動(dòng)調(diào)整飛行高度，始終保持與地面相對(duì)高度穩(wěn)定，從而獲取更準(zhǔn)確、更均勻的測(cè)繪數(shù)據(jù)。
禪思 L2 激光雷達(dá)集成框幅式激光雷達(dá)、高精度自研位姿系統(tǒng)和 4/3 CMOS 可見光測(cè)繪相機(jī)，賦予了飛行平臺(tái)精準(zhǔn)、高效、可靠的三維數(shù)據(jù)采集能力
高精度數(shù)據(jù)采集：融合 GNSS、高精度自研位姿系統(tǒng)，禪思 L2 的高程精度可達(dá) 4 厘米，平面精度達(dá) 5 厘米。在山區(qū)等高線數(shù)據(jù)采集過程中，如此高的精度能夠準(zhǔn)確反映地形的細(xì)微變化，為構(gòu)建高精度的等高線數(shù)據(jù)模型提供了有力支持。高效率作業(yè)：開機(jī)即作業(yè)，單架次飛行可快速獲取 2.5 平方公里點(diǎn)云數(shù)據(jù)。與傳統(tǒng)人工測(cè)繪方式相比，大大縮短了數(shù)據(jù)采集的時(shí)間，提高了工作效率。在大面積山區(qū)測(cè)繪項(xiàng)目中，能夠顯著減少項(xiàng)目周期，降低成本。高穿透性：光斑面積小，能量更集中，量程提升 30%，可達(dá) 250 米（反射率 10%，100 klx）、450 米（反射率 50%，0 klx），典型作業(yè)航高可達(dá) 150 米。最大支持 5 回波，能夠穿透更茂密的植被，獲取豐富的林下地面點(diǎn)。這一特性使得在山區(qū)植被茂密區(qū)域，也能準(zhǔn)確獲取地形數(shù)據(jù)，彌補(bǔ)了傳統(tǒng)光學(xué)測(cè)繪手段的不足。
三、實(shí)戰(zhàn)案例：深圳某山區(qū)等高線數(shù)據(jù)獲取
采用大疆 M400 無人機(jī)搭載 L2 激光雷達(dá)進(jìn)行等高線數(shù)據(jù)采集。該山區(qū)區(qū)域高落差大，植被茂密，傳統(tǒng)測(cè)繪方式難以開展工作。
作業(yè)流程：
智能規(guī)劃：通過M400遙控器規(guī)劃作業(yè)區(qū)域
采集數(shù)據(jù)：無人機(jī)以15m/s 的速度進(jìn)行數(shù)據(jù)采集，遙控器端可實(shí)時(shí)預(yù)覽點(diǎn)云
點(diǎn)云處理：通過大疆智圖軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)一站式處理
等高線提取：通過第三方軟件進(jìn)行等高線生成
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| 人工攜帶設(shè)備逐一打點(diǎn)采集，效率極低，在山區(qū)復(fù)雜地形中，一天能完成的測(cè)繪面積非常有限 | 單架次作業(yè)面積可達(dá) 2.5 平方公里，每天可飛行多個(gè)架次，能在短時(shí)間內(nèi)完成大面積的山區(qū)測(cè)繪任務(wù) |
| 受限于人員操作和地形環(huán)境，在植被茂密區(qū)域和難以到達(dá)的地方，數(shù)據(jù)精度難以保證 | 高程精度可達(dá) 4 厘米，平面精度達(dá) 5 厘米，能獲取高精度的山區(qū)地形數(shù)據(jù)，包括林下地形 |
| 在山區(qū)險(xiǎn)峻地形中，人工測(cè)繪面臨諸多安全風(fēng)險(xiǎn)，如摔倒、滑落、被野生動(dòng)物襲擊等 | 無人機(jī)飛行作業(yè)，避免了人員進(jìn)入危險(xiǎn)區(qū)域，保障了作業(yè)人員的安全 |
| 需要大量人力，且設(shè)備搬運(yùn)、人力培訓(xùn)等成本較高 | 一次性設(shè)備投入相對(duì)較高，但長(zhǎng)期來看，作業(yè)效率的提升大大降低了總體成本 |
四、技術(shù)突破關(guān)鍵點(diǎn)
L2激光雷達(dá)四大革命性價(jià)值：
真植被穿透：五次回波技術(shù)捕獲地表真實(shí)形態(tài)
夜航能力：主動(dòng)激光實(shí)現(xiàn)24小時(shí)測(cè)繪
免像控：融合GNSS、高精度自研位姿系統(tǒng)，高程精度4cm，平面精度5cm
測(cè)量距離：250米（反射率10%，100klx），450米（反射率50%，0klx）
大疆 M400 無人機(jī)搭載 L2 激光雷達(dá)的組合，為山區(qū)等高線數(shù)據(jù)模型的獲取提供了一種高效、精準(zhǔn)、安全的全新解決方案。與傳統(tǒng)人工測(cè)繪方式相比，在作業(yè)效率、數(shù)據(jù)精度、作業(yè)安全性和成本等方面都具有顯著優(yōu)勢(shì)。隨著無人機(jī)技術(shù)和激光雷達(dá)技術(shù)的不斷發(fā)展，相信這種組合將在更多的地理測(cè)繪項(xiàng)目中得到廣泛應(yīng)用，為地理信息行業(yè)的發(fā)展帶來新的變革。“無人機(jī)與激光雷達(dá)的組合，讓復(fù)雜地形測(cè)繪正式進(jìn)入「自動(dòng)化厘米時(shí)代」！聯(lián)系我們獲取完整技術(shù)方案！
