作者:高长安 于娜 来源:科学网 www.sciencenet.cn 发布时间:2014/10/9 13:21:58
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激光雷达测量技术解决特大城市三维数字构建瓶颈

 

记者 高长安 通讯员 于娜

10月9日上午10时许,在四川省某地,天津市星际空间地理信息工程有限公司(简称“星际空间公司”)技术人员正紧张有序地实施机载激光雷达航摄作业。

“机载激光雷达航摄可以采集到人工和其他交通工具无法采集的信息数据。”该公司航测事业部总经理刘永强介绍,星际空间公司的机载激光雷达航摄,可以实现有人机、无人机、地面基站技术相互融合。项目完成后可提供高精度的三维基础地理信息,为该区域内三维数字城市建设、规划、国土等领域提供坚实的数据支撑。

星际空间航测事业部总工程师王国飞介绍,机载激光雷达测量主要采用基于单体建筑物和单向道路的设备检校方案。由于检校飞行过程中误差模型的复杂性,现有设备检校方案存在参数的检校效果不佳、不能有效检核检校成果的可靠性、检校场成果不能用于对测区航测数据成果的质量控制等一定的局限性。

针对这一问题,该公司提出了融合检核功能的机载激光雷达测量设备检校方法,通过检校场特征地物的选取和内业数据处理方法的改进,提高了设备检校精度和可靠性,并加强了测区航测数据成果的质量控制能力。

机载激光雷达技术是集激光扫描、全球定位系统和惯性导航系统三种技术于一体的空间测量技术,能够快速、准确地获取地表三维空间信息。而车载移动激光扫描技术代表着移动测量系统的最新发展趋势,该技术可以快速获取高密集、高精度的激光点云数据,并同步获取与点云高精度匹配的数码照片。

近年来,该公司集成机载和车载激光雷达测量技术,研究了融合检核功能的机载激光雷达测量设备检校方法、机载激光雷达测量点云整体平差技术、车载激光雷达测量点云整体平差技术、集成机载和车载激光雷达测量的建筑物高精细建模技术、基于车载激光雷达测量的城市部件智能化三维建模技术、机载和车载激光雷达测量质量控制方案等关键技术,实现了城市三维空间数据快速获取,制作完成了数字高程模型、数字正射影像和具有顶部细节的建筑物三维体框模型。

在此基础上,通过融合车载点云和数码照片,制作了具有侧面精细结构的建筑物模型成果;通过自主研发的激光雷达测量数据处理软件,实现了基于车载激光雷达测量技术的城市部件智能化建模。该项目技术方案解决了特大城市三维数字城市构建的技术瓶颈。

自2008年以来,该公司承担了天津市三维数字城市建设,累计完成11919平方公里的三维数字地形模型、数字正射影像、数字高程模型及1400平方公里建筑物三维数字体框模型、近500平方公里三维数字精细模型的制作;开发了具有自主知识产权的三维数字城市管理平台,实现了三维数字规划方案辅助审批、二三维一体化的城市规划管理。

3年来,该公司完成大型激光雷达测量工程项目30余个,分布于天津、吉林、河北、江苏、山西等15个省、自治区和直辖市,应用领域涉及基础测绘、城市规划、国土管理、交通、水利、地质等,多个项目属同类项目国内首次应用激光雷达技术,累计完成航测飞行38000平方公里、车载激光扫描4000公里、数字高程模型、数字正射影像和数字地形模型生产达16000平方公里。累计获得科技部、住建部、天津市科委等科技课题共计13项。

 
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