禁飞区如何高效获取

水网建设底板数据

 

2024年2月27日水利部发布《2024年水利网信工作要点》。《要点》提到，着力推进水利智能业务应用，升级完善流域防洪业务应用。加快产汇流水文模型、洪水演进水动力学模型研发应用。

水库、河流沿岸及水下一体化地形数据作为数字孪生水网建设的底板数据，其完整性和精确性对于后续的一系列水文分析工作至关重要。目前，我们可通过运用遥感、激光雷达、无人船、水下机器人等技术动态提取流域沿岸、下垫面、水下地形等信息，开展下垫面参数提取示范应用和流域防洪遥感应急监测等。

通过机载激光测量设备，可快速获取河流及库区沿岸的地形数据。利用激光多回波的特性，在密林区域也可以获取较为准确且完整的地形成果，结合利用多波束获取的水下地形成果，可快速获取完整的水上水下地形。

但目前国内很多河流沿岸及库区，有众多区域属于禁飞区，且有突发横风影响，对无人机安全飞行造成影响。因此，在禁飞区及存在飞行安全隐患的区域，急需一种低成本、高效、灵活的测量手段，以弥现有方案的不足。

 

地面激光雷达LiGrip H300

助力河岸& 库区高效测量

 

利用便携式激光雷达测量设备（LiGrip H300），搭载船载平台，可沿河岸进行扫描作业，获取堤岸点云及影像数据，生成DEM、DSM模型。

结合无人船获取的水下地形数据，可快速获取测区的完整水岸地形及模型成果。通过完整、精确的数字孪生水网建设的底板数据，进行后续的一系列水文分析工作。

 

外业数据采集

查询涨潮和落潮时间表，根据项目要求选择适宜时段进行采集，由于河流、港湾包括少部分湖泊会存在涨潮和落潮现象，在落潮后，会有更多河岸露出水面，便于激光扫描仪获取更多堤岸信息。

激光测量时，需要船只作为载具搭载作业人员和设备进行数据采集。利用测距较长的SLAM设备进行河岸扫描，如：LiGrip H300。需采用背负模式，以便直接获取具有地理坐标的点云。

通过背负作业方式，可对堤坝路进行精细测量。

 

数据处理

通过点云预处理软件可实现数据一键处理，包括轨迹解算、点云融合、点云去噪、多测站拼接、点云分类等。

点云及全景影像联合显示

库区堤岸点云数据

堤岸点云数据细节

 

成果生产

水边线绘制：可利用LiDAR360的【矢量编辑】功能，沿河岸边线进行绘制，最终可导出Gpkg、dxf、Shp格式的数据成果。

 

模型数据生产：可将河岸点云与水下多波束点云数据融合叠加，进行地面点分类后，利用LiDAR360的地形生产功能，生成河道或库区的DEM和DSM模型。

库区及河道DEM模型

 

淹没分析：以河道/库区三维模型为基底，可推演不同水位的淹没范围，及时做出疏散转移部署；可直观获取行洪障碍物位置，及时进行疏通。

 

方案优势

 

利用便携式激光雷达设备可快速获取河岸、堤防、水工建筑物及水库库区的地形数据，结合水下多波束数据形成完整的河道、库区地形，为数字孪生水网提供精确的底板数据。

利用多回波技术，即使在植被覆盖茂密的河岸区域，依然可以获取准确的地表点数据，弥补了遥感技术无法获取林下地形的问题。

通过船载方式进行河岸数据采集，可有效解决禁飞区、大风区域无人机无法飞行作业的问题，作业灵活安全。

利用激光非接触测量的特点，作业人员无需涉水便可获取准确的水边线数据，极大提升了水岸线获取的工作效率，保证人身安全。

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