宣商高速公路是連接安徽省和河南省的一條高速通道，起點(diǎn)為銅陵高速公路宣城北環(huán)段，終點(diǎn)為河南商城，沿線途經(jīng)有宣城、銅陵、無為、合肥、舒城、霍山、商城。
其中舒城縣境內(nèi)長約26.16公里，涉及千人橋鎮(zhèn)、桃溪鎮(zhèn)、柏林鄉(xiāng)、棠樹鄉(xiāng)四個(gè)鄉(xiāng)鎮(zhèn)。其中：桃溪鎮(zhèn)南設(shè)有桃溪互通，與G206相銜接：柏林鄉(xiāng)設(shè)有舒城北樞紐，與在建德上高速相接。金安段境內(nèi)約30公里。在六安市金安區(qū)內(nèi)，設(shè)置兩處互通出入口，一處位于施橋境內(nèi)（宣商高速與G237金舒大道交口），第二處位于東河口境內(nèi)（宣商高速與六毛路交口）。
本項(xiàng)目位置圖
宣商高速舒城段至濟(jì)廣高速樞紐斷全線約67.3公里，本次項(xiàng)目起始設(shè)計(jì)里程為K12+000-K79+300.項(xiàng)目全線尤其是金安段境內(nèi)植被茂密，地形崎嶇，常規(guī)工程測(cè)量手段人工作業(yè)效率低，危險(xiǎn)性高且工期短等問題。
為此我公司在本項(xiàng)目斷面測(cè)量中引用機(jī)載激光雷達(dá)技術(shù)，項(xiàng)目以D2000無人機(jī)為平臺(tái)，搭載lidar2000激光雷達(dá)對(duì)沿線斷面范圍內(nèi)區(qū)域進(jìn)行掃描，使用飛馬無人機(jī)管家軟件進(jìn)行點(diǎn)云數(shù)據(jù)處理，并通過RTK實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)隨機(jī)抽檢精度。
1）宣商高速金安段進(jìn)行航飛，起始設(shè)計(jì)里程為K55+000-K79+300，總長度為24.3公里；將全測(cè)區(qū)分為5個(gè)區(qū)塊開展航飛工作。
2）宣商高速舒城段桃溪互通、柏林互通；金安段東河口互通、施橋互通；根據(jù)橋梁分布位置分為4個(gè)區(qū)塊開張航飛工作。
本次工作共計(jì)9個(gè)區(qū)塊。
2.1、外業(yè)數(shù)據(jù)獲取
將本次航飛路線kml導(dǎo)入飛馬無人機(jī)管家“智航線”模塊，根據(jù)測(cè)區(qū)的地形起伏和精度要求，結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)踏勘結(jié)果及所使用的機(jī)載激光雷達(dá)設(shè)備固有的技術(shù)參數(shù)，適當(dāng)擴(kuò)大航飛范圍，自動(dòng)生成最佳航線，航線設(shè)計(jì)如圖：
航線規(guī)劃示意圖
我公司以無人機(jī)搭載激光雷達(dá)進(jìn)行測(cè)量，實(shí)際航飛時(shí)為提高作業(yè)效率，利用了夜間作業(yè)，縮短數(shù)據(jù)獲取周期。僅利用了1個(gè)工作日，就完成了外業(yè)數(shù)據(jù)采集的工作。
航空攝影數(shù)據(jù)采集
2.2、內(nèi)業(yè)數(shù)據(jù)處理
2.2.1 激光點(diǎn)云數(shù)據(jù)預(yù)處理（智激光）
使用飛馬無人機(jī)管家及IE軟件進(jìn)行激光點(diǎn)云的數(shù)據(jù)解算；流程入下：
1）解算飛行軌跡；
2）依次進(jìn)行激光點(diǎn)云數(shù)據(jù)解算、特征提取、航帶平差、點(diǎn)云去澡、點(diǎn)云去冗余、精度檢核、質(zhì)量檢查等操作，生成具有三維地理空間坐標(biāo)的激光點(diǎn)云，為后期的縱橫斷面測(cè)量應(yīng)用提供數(shù)據(jù)基礎(chǔ)。解算后點(diǎn)云效果如下圖所示：
部分點(diǎn)云成果
其中點(diǎn)云質(zhì)量檢查主要通過點(diǎn)云高程精度、點(diǎn)云密度、點(diǎn)云線面位置精度及航帶間公共點(diǎn)差值。
點(diǎn)云質(zhì)量檢核
2.2.2 點(diǎn)云分類（智點(diǎn)云）
利用飛馬無人機(jī)管家的智點(diǎn)云模塊進(jìn)行地面點(diǎn)云分類處理，然后自動(dòng)提取縱橫斷面圖.
地面點(diǎn)分類，智點(diǎn)云的分類選項(xiàng)具有簡單易操作的特點(diǎn)，常用的選項(xiàng)已經(jīng)預(yù)制，我們只需要進(jìn)行選擇即可。（小貼士：地面點(diǎn)分類是干什么的？目的是將地面點(diǎn)進(jìn)行分類，過濾掉植被、房屋等非地面點(diǎn)。）
2）點(diǎn)云分類前 點(diǎn)云分類后地面點(diǎn)
2.2.3 縱橫斷面圖生成
為解決傳統(tǒng)道路斷面測(cè)量方式的弊端，飛馬無人機(jī)管家智點(diǎn)云模塊推出了自動(dòng)提取縱橫道路斷面功能。其處理流程主要分為兩種方式：
本次項(xiàng)目采用的是導(dǎo)入里程點(diǎn)作業(yè)流程：
根據(jù)里程點(diǎn)數(shù)據(jù)生成指定寬度的橫斷面線，并根據(jù)點(diǎn)云數(shù)據(jù)對(duì)斷面線按照采樣距離進(jìn)行內(nèi)插，計(jì)算該位置的實(shí)際地面高程，通過角度閾值對(duì)斷面線進(jìn)行抽稀，最終生成斷面圖。
斷面線、圖生成
查看斷面圖
2.2.4 成果輸出
斷面圖生成完畢，確認(rèn)圖形無誤后，點(diǎn)擊導(dǎo)出即可進(jìn)行成果輸出，可導(dǎo)入第三方軟件進(jìn)行應(yīng)用。
成果輸出界面
軟件支持導(dǎo)出 CASS 格式（DXF 格式）的斷面示意圖數(shù)據(jù)，其中包含道路整體設(shè)計(jì)圖，各個(gè)道路橫斷面圖，以及不同比例尺下的道路縱斷面圖；同時(shí)也支持導(dǎo)出緯地格式(.HDM 及.DMX 格式)數(shù)據(jù)。
3、輸出成果
本項(xiàng)目自2022年6月3日開工至2022年6月5日完工，前后僅用三個(gè)工作日時(shí)間。獲得的成果如下：
1. 約25公里的激光雷達(dá)點(diǎn)云數(shù)據(jù)
2. 24.3公里縱斷面DMX文件
3. 24.3公里橫斷面HDM文件
4、引申
我公司曾于今年的5月份參與斷面測(cè)量的工作中。主要負(fù)責(zé)對(duì)于道路沿線斷面范圍內(nèi)點(diǎn)云數(shù)據(jù)的采集。項(xiàng)目全線大約45公里，高差大，沿線地區(qū)均為高山峽谷，還有部分地區(qū)為無人區(qū)，常規(guī)測(cè)量手段在此類地區(qū)存在儀器信號(hào)差、人工作業(yè)效率低、危險(xiǎn)性高等問題。我公司利用飛馬d2000搭載lidar2000對(duì)于測(cè)區(qū)進(jìn)行數(shù)據(jù)采集。
測(cè)區(qū)范圍
項(xiàng)目區(qū)內(nèi)高差劇烈且待測(cè)工程基本布置于陡坡區(qū)域或者山谷兩側(cè)，定高飛行會(huì)造成峽谷內(nèi)無回波或回波質(zhì)量不佳，為避免點(diǎn)云數(shù)據(jù)的空間分布不均，保證數(shù)據(jù)精度，航線規(guī)劃以“變高航線”方式展開，確保航飛數(shù)據(jù)能夠采集足夠數(shù)量和密度的點(diǎn)云。
部分航線規(guī)劃示意圖
航飛數(shù)據(jù)采集
由于測(cè)區(qū)內(nèi)沒有千尋信號(hào)，我們是采用的使用GNSS設(shè)備同步在控制基站上采集靜態(tài)數(shù)據(jù)的方式進(jìn)行解算。
點(diǎn)云精度
5、項(xiàng)目總結(jié)
項(xiàng)目采用機(jī)載lidar2000激光雷達(dá)進(jìn)行地面點(diǎn)數(shù)據(jù)獲取，并通過飛馬無人機(jī)管家進(jìn)行斷面數(shù)據(jù)的提取。完美的完成了任務(wù)。
經(jīng)過本次實(shí)踐，飛馬無人機(jī)D2000搭載激光雷達(dá)D-lidar2000進(jìn)行斷面測(cè)量工作主要優(yōu)勢(shì)在于：
1）工作效率極大的提升。本項(xiàng)目工期緊，任務(wù)量大，以傳統(tǒng)測(cè)量方式無法在規(guī)定的范圍內(nèi)完成斷面測(cè)量工作，利用LiDAR技術(shù)，外業(yè)工作效率提高數(shù)倍以上，且激光雷達(dá)對(duì)薄云和植被有一定的穿透能力，若只需獲取激光點(diǎn)云數(shù)據(jù)，其航飛作業(yè)對(duì)天氣要求較低，可在陰天甚至夜間作業(yè)，縮短數(shù)據(jù)獲取周期。
2）安全性更高，并能極大地減少外業(yè)花費(fèi)的人力、物力，大幅提高工作效率。在地形復(fù)雜、外業(yè)實(shí)測(cè)人員很難安全到達(dá)區(qū)域，機(jī)載雷達(dá)的優(yōu)勢(shì)更加明顯。
3）提高測(cè)量數(shù)據(jù)的精度。采用此方法，LIDAR點(diǎn)云密度大，地形還原基本與實(shí)際地形形態(tài)一致，斷面數(shù)據(jù)整體表現(xiàn)優(yōu)于外業(yè)實(shí)測(cè)表現(xiàn)結(jié)果。
4）采用高精度、高密度的雷達(dá)點(diǎn)云數(shù)據(jù)提取縱橫斷面，具有自動(dòng)化程度高、精度高、速度快等優(yōu)勢(shì)。
5）數(shù)據(jù)重復(fù)利用率高，獲取的點(diǎn)云數(shù)據(jù)及DEM數(shù)據(jù)，信息量足夠，在工程進(jìn)行中亦能有效的重復(fù)使用。