1、項目背景

宣商高速公路是連接安徽省和河南省的一條高速通道，起點為銅陵高速公路宣城北環段，終點為河南商城，沿線途經有宣城、銅陵、無為、合肥、舒城、霍山、商城。

其中舒城縣境內長約26.16公里，涉及千人橋鎮、桃溪鎮、柏林鄉、棠樹鄉四個鄉鎮。其中：桃溪鎮南設有桃溪互通，與G206相銜接：柏林鄉設有舒城北樞紐，與在建德上高速相接。金安段境內約30公里。在六安市金安區內，設置兩處互通出入口，一處位于施橋境內（宣商高速與G237金舒大道交口），第二處位于東河口境內（宣商高速與六毛路交口）。

本項目位置圖

宣商高速舒城段至濟廣高速樞紐斷全線約67.3公里，本次項目起始設計里程為K12+000-K79+300.項目全線尤其是金安段境內植被茂密，地形崎嶇，常規工程測量手段人工作業效率低，危險性高且工期短等問題。

為此我公司在本項目斷面測量中引用機載激光雷達技術，項目以D2000無人機為平臺，搭載lidar2000激光雷達對沿線斷面范圍內區域進行掃描，使用飛馬無人機管家軟件進行點云數據處理，并通過RTK實測數據隨機抽檢精度。

2、技術路線

1）宣商高速金安段進行航飛，起始設計里程為K55+000-K79+300，總長度為24.3公里；將全測區分為5個區塊開展航飛工作。

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；根據橋梁分布位置分為4個區塊開張航飛工作。

本次工作共計9個區塊。

2.1、外業數據獲取

將本次航飛路線kml導入飛馬無人機管家“智航線”模塊，根據測區的地形起伏和精度要求，結合現場踏勘結果及所使用的機載激光雷達設備固有的技術參數，適當擴大航飛范圍，自動生成最佳航線，航線設計如圖：

航線規劃示意圖

我公司以無人機搭載激光雷達進行測量，實際航飛時為提高作業效率，利用了夜間作業，縮短數據獲取周期。僅利用了1個工作日，就完成了外業數據采集的工作。 

航空攝影數據采集

2.2、內業數據處理

2.2.1 激光點云數據預處理（智激光）

 使用飛馬無人機管家及IE軟件進行激光點云的數據解算；流程入下：

 1）解算飛行軌跡；

 2）依次進行激光點云數據解算、特征提取、航帶平差、點云去澡、點云去冗余、精度檢核、質量檢查等操作，生成具有三維地理空間坐標的激光點云，為后期的縱橫斷面測量應用提供數據基礎。解算后點云效果如下圖所示：

部分點云成果

其中點云質量檢查主要通過點云高程精度、點云密度、點云線面位置精度及航帶間公共點差值。

點云質量檢核

   2.2.2 點云分類（智點云）

    利用飛馬無人機管家的智點云模塊進行地面點云分類處理，然后自動提取縱橫斷面圖.

    地面點分類，智點云的分類選項具有簡單易操作的特點，常用的選項已經預制，我們只需要進行選擇即可。（小貼士：地面點分類是干什么的？目的是將地面點進行分類，過濾掉植被、房屋等非地面點。）

2）點云分類前                              點云分類后地面點

2.2.3 縱橫斷面圖生成

為解決傳統道路斷面測量方式的弊端，飛馬無人機管家智點云模塊推出了自動提取縱橫道路斷面功能。其處理流程主要分為兩種方式：

本次項目采用的是導入里程點作業流程：

根據里程點數據生成指定寬度的橫斷面線，并根據點云數據對斷面線按照采樣距離進行內插，計算該位置的實際地面高程，通過角度閾值對斷面線進行抽稀，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，確認圖形無誤后，點擊導出即可進行成果輸出，可導入第三方軟件進行應用。

成果輸出界面

軟件支持導出 CASS 格式（DXF 格式）的斷面示意圖數據，其中包含道路整體設計圖，各個道路橫斷面圖，以及不同比例尺下的道路縱斷面圖；同時也支持導出緯地格式(.HDM 及.DMX 格式)數據。

3、輸出成果

本項目自2022年6月3日開工至2022年6月5日完工，前后僅用三個工作日時間。獲得的成果如下：

1. 約25公里的激光雷達點云數據

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月份參與斷面測量的工作中。主要負責對于道路沿線斷面范圍內點云數據的采集。項目全線大約45公里，高差大，沿線地區均為高山峽谷，還有部分地區為無人區，常規測量手段在此類地區存在儀器信號差、人工作業效率低、危險性高等問題。我公司利用飛馬d2000搭載lidar2000對于測區進行數據采集。

測區范圍

項目區內高差劇烈且待測工程基本布置于陡坡區域或者山谷兩側，定高飛行會造成峽谷內無回波或回波質量不佳，為避免點云數據的空間分布不均，保證數據精度，航線規劃以“變高航線”方式展開，確保航飛數據能夠采集足夠數量和密度的點云。

        部分航線規劃示意圖

   航飛數據采集

由于測區內沒有千尋信號，我們是采用的使用GNSS設備同步在控制基站上采集靜態數據的方式進行解算。

點云精度

5、項目總結

項目采用機載lidar2000激光雷達進行地面點數據獲取，并通過飛馬無人機管家進行斷面數據的提取。完美的完成了任務。

經過本次實踐，飛馬無人機D2000搭載激光雷達D-lidar2000進行斷面測量工作主要優勢在于：

1）工作效率極大的提升。本項目工期緊，任務量大，以傳統測量方式無法在規定的范圍內完成斷面測量工作，利用LiDAR技術，外業工作效率提高數倍以上，且激光雷達對薄云和植被有一定的穿透能力，若只需獲取激光點云數據，其航飛作業對天氣要求較低，可在陰天甚至夜間作業，縮短數據獲取周期。

2）安全性更高，并能極大地減少外業花費的人力、物力，大幅提高工作效率。在地形復雜、外業實測人員很難安全到達區域，機載雷達的優勢更加明顯。

3）提高測量數據的精度。采用此方法，LIDAR點云密度大，地形還原基本與實際地形形態一致，斷面數據整體表現優于外業實測表現結果。

4）采用高精度、高密度的雷達點云數據提取縱橫斷面，具有自動化程度高、精度高、速度快等優勢。

5）數據重復利用率高，獲取的點云數據及DEM數據，信息量足夠，在工程進行中亦能有效的重復使用。