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重点河段河道地形测量工作是水利部推动新阶段水利高质量发展的一项重要工作，旨在通过及时更新重要水文站大断面、重点河段河道地形信息，强化洪水预报调度算据支撑，提升“预报、预警、预案、预演”支撑能力和水平，为新阶段水利和经济社会高质量发展提供坚实可靠的基础支撑。如何高效完成重点河段河道地形测量工作，是水利部门关注的焦点。 8 G! }+ r8 ~6 t
项目背景
( N# C+ Z$ {# }6 m6 {8 Y2 L3 D 此次重点河段河道地形测量测区位于安徽省某村附近，测区面积为1平方千米，测区地势较为平坦，地形高差10米左右，测区内有少量建筑及庄稼地，以河道地形为主。根据水利局文件测绘要求，基础测绘成果采集数字高程模型（DEM）、数字正射影像（DOM）、数字线划图（DLG），且成果要求数字高程模型分辨率为0.2米，数字正射影像分辨率为0.1米。 3 k6 H6 ]/ h* A% g; m) R2 Q* r
▲测区卫星图痛点分析 + t7 O8 M7 e9 Z1 d
常规的河道地形测量手段多采用人工测量和航空摄影测量。其中，人工测量最大问题是效率低，而航空摄影测量最大的问题是穿透性不足，无法获取高精度的数字高程模型（DEM）。同时，缺少水上水下一体化数据管理软件平台。
6 g; N, c7 ~5 M; U0 P! ^8 y$ h4 u 实施方案
( g- s" A! P- g0 o 针对项目需求，中海达提供了D100多旋翼智能航测系统、智喙PM-1500机载激光雷达测量系统、iBoat BS3智能无人测量船这对空地一体、水上水下相结合的解决方案。通过基于D100多旋翼智能航测系统生产的倾斜数据，智喙PM-1500机载激光雷达测量系统生产的激光点云数据，以及iBoat BS3智能无人测量船生产的水下地形数据，输出数字线划图（DLG），以满足水利局文件的测绘成果要求，同时使用Hi-Earth Viewer多源数据可视化管理工具对水上水下数据融合展示及数据管理，方便用户浏览与管理。
1 F2 f. |4 J2 y0 q7 K ▲D100多旋翼智能航测系统 ▲智喙PM-1500机载激光雷达测量系统▲iBoat BS3智能无人测量船作业流程
/ z! ~ L- B/ ^ 1.数据采集 % ^4 U, }& R* s, _$ d% u
D100多旋翼智能航测系统利用飞行管家软件，导入测区范围后一键生成飞行航线，飞行高度109米，地面分辨率为1.7厘米，航向/旁向重叠度为75%/75%。此次飞行时间为80分钟。 2 A& q; i$ ]7 i" z) t+ I, ]
▲D100多旋翼智能航测系统数据采集技术路线图智喙PM-1500机载激光雷达测量系统利用飞行管家软件，导入测区范围后一键生成飞行航线，飞行高度300米，激光点频为300赫兹，激光重叠度30%。此次飞行时间为80分钟。 _ U) Y% P/ u) P2 Q5 J" C
▲智喙PM-1500机载激光雷达测量系统数据采集技术路线图iBoat BS3智能无人测量船根据河道500米长，100米宽的作业环境，合理安排航行路线。此次无人船采样间隔1米/秒、断面间隔10米，测量时长155分钟。 ' D5 |; i* Q/ K* X2 O: H2 j& w. m
▲无人船数据采集过程2.数据处理 5 r) O3 B' i/ ]5 l
D100多旋翼智能航测系统采集的倾斜数据，经Smart3D影像处理软件编辑后，通过空三加密及三维建模输出测区三维实景模型（OSGB），输出测区分辨率为0.1米的数字正射影像（DOM）。 + F, b1 k% q6 B3 d/ W( ^& n+ G
▲空三加密处理▲三维实景模型（OSGB）▲数字正射影像（DOM）智喙PM-1500机载激光雷达测量系统采集的激光点云数据，经点云融合软件编辑后，通过激光点云（LAS）滤波分类，DEM加载卸载、DOM联合点云测图、点云快速绘制房屋工具、切片裁剪、正射影像赋色等操作，输出测区分辨率为0.2米的数字高程模型（DEM）。
+ y) n Y2 ~% b! \. g" T! u3 w4 o; n ▲激光点云（LAS）▲数字高程模型（DEM）iBoat BS3智能无人测量船采集的水下地形基础数据，经HiMAX测量软件处理后，输出水下地形的数字高程模型（DEM）。 5 d8 Y7 F# G0 k/ p2 q
3.数据融合
* f' K8 h; A4 M 利用Hi-Earth Viewer多源数据可视化管理工具对倾斜数据、激光点云数据、水下地形数据进行融合、叠加，从水上水下整体视角、多源数据叠加分析视角呈现给用户。 ! C( h- `9 z! s# D8 `" y; f3 m
▲Hi-Earth Viewer融合后的水上水下地形成果图成果展示
: `* u$ N }6 u. Y8 i: O 经验证，此次采集数据满足规范要求，可进行数据管理及数据应用。基于水上地形和水下地形的成果数据融合叠加，水上水下成果一目了然。同时用户可以根据业务需求在数据模型上做兴趣点标注，比如学校、村庄、看台等，方便其查看与管理。 - y0 p6 W+ W, {$ e) c
▲倾斜模型+激光点云融合成果图项目总结
) R8 ~ b0 g5 m5 v 通过D100多旋翼智能航测系统获取的倾斜数据，智喙PM-1500机载激光雷达测量系统获取的激光点云数据，iBoat BS3智能无人测量船获取的水下地形数据，可以快速生成水上水下一体化的河道地形测量成果，且成果精度优于5厘米，完全满足1:500测图精度，为河道日常管理和抗洪抢险提供有力的数据支撑。
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