无人机LiDAR系统在砂质海岸监测中的应用
发布时间：2022-02-10 19:44
本研究基于海岸动态变化的研究现状和传统监测模式,提出了借助无人机搭载LiDAR系统的监测方法,阐述了其基本原理和监测流程,并以海阳万米沙滩海岸为例,获取了海岸带区域DEM,从固定地面特征点和岸滩剖面两个方面进行了精度验证。结果表明:该方法可适用于时间窗口较短的海岸侵蚀监测,其精度能够满足海岸动态变化监测的需求,可在海岸监测中推广普及应用。
【文章来源】：海洋环境科学. 2020,39(03)北大核心CSCD
【文章页数】：5 页
【部分图文】：
监测区域位置
表2 APX-15 POS系统技术指标Tab.2 Technical indicators of APX-15 POS 参数 模式 标准定位服务 差分定位 实时动态差分 后处理 定位/m 1.5～3.0 0.5～2.0 0.02～0.05 0.02～0.05 速率/m·s-1 0.05 0.05 0.02 0.015 横摇和纵摇/deg 0.04 0.03 0.03 0.025 真首向/deg 0.30 0.28 0.18 0.0802 结果与讨论
无人机LiDAR系统测量精度受限于无人机所配置的POS系统,出于成本和重量考虑,一般配置的POS系统较有人机载激光的POS精度低,为了提高精度,通常降低飞行高度。为使激光点云数据具有较高的密度满足制图需要,本次飞行高度为60 m,在约200 m宽的砂质海岸上,布设两条测线,测线之间重叠约30%,每个架次飞行10 min,覆盖长约1.5 km砂质海岸。由于无人机实时定位精度达不到厘米级的精度要求,因此,POS数据需要进行后处理,以获得厘米级精度级别的数据,无人机LiDAR系统监测流程如图所示。无人机飞行获取点云数据的同时,在测区内架设GNSS基准站,同步采集GNSS原始观测数据,采样频率为1 Hz。通过地面基准站GNSS数据与无人机机载GNSS数据联合差分解算,确定航摄过程中飞行航迹,再与POS数据耦合处理,得到航迹姿态信息,最后进行平滑处理,确定测绘时刻激光雷达的位置和姿态信息,结合激光测距及角度等参数,得到各个测点的三维坐标数据,再对点云数据进行重新地理校正,生成高精度激光点云数据。该区域总共飞行了8个架次,获取了约2 km2砂质海岸的点云数据结果。如图4所示。
【参考文献】：
期刊论文
[1]无人机LiDAR场地勘测及BIM规划设计研究与实践[J]. 田先斌,张永利,吴建文,蔡振,于悦. 图学学报. 2018(02)
[2]融合无人机LiDAR和高分辨率光学影像的点云分类方法[J]. 高仁强,张显峰,孙敏,赵庆展. 南京信息工程大学学报(自然科学版). 2018(01)
[3]基于GPS RTK技术的海岸沙丘动态监测[J]. 刘国君,高伟明,李晶. 海洋测绘. 2010(01)
[4]基于LiDAR技术的海岛礁、滩涂测绘研究[J]. 史照良,曹敏. 测绘通报. 2007(05)
博士论文
[1]基于LiDAR数据的海岸线提取技术研究[D]. 于彩霞.解放军信息工程大学 2015
硕士论文
[1]无人机LiDAR在山洪灾害调查中的关键技术及应用[D]. 胡小青.东华理工大学 2016
本文编号：3619418
【文章来源】：海洋环境科学. 2020,39(03)北大核心CSCD
【文章页数】：5 页
【部分图文】：
监测区域位置
表2 APX-15 POS系统技术指标Tab.2 Technical indicators of APX-15 POS 参数 模式 标准定位服务 差分定位 实时动态差分 后处理 定位/m 1.5～3.0 0.5～2.0 0.02～0.05 0.02～0.05 速率/m·s-1 0.05 0.05 0.02 0.015 横摇和纵摇/deg 0.04 0.03 0.03 0.025 真首向/deg 0.30 0.28 0.18 0.0802 结果与讨论
无人机LiDAR系统测量精度受限于无人机所配置的POS系统,出于成本和重量考虑,一般配置的POS系统较有人机载激光的POS精度低,为了提高精度,通常降低飞行高度。为使激光点云数据具有较高的密度满足制图需要,本次飞行高度为60 m,在约200 m宽的砂质海岸上,布设两条测线,测线之间重叠约30%,每个架次飞行10 min,覆盖长约1.5 km砂质海岸。由于无人机实时定位精度达不到厘米级的精度要求,因此,POS数据需要进行后处理,以获得厘米级精度级别的数据,无人机LiDAR系统监测流程如图所示。无人机飞行获取点云数据的同时,在测区内架设GNSS基准站,同步采集GNSS原始观测数据,采样频率为1 Hz。通过地面基准站GNSS数据与无人机机载GNSS数据联合差分解算,确定航摄过程中飞行航迹,再与POS数据耦合处理,得到航迹姿态信息,最后进行平滑处理,确定测绘时刻激光雷达的位置和姿态信息,结合激光测距及角度等参数,得到各个测点的三维坐标数据,再对点云数据进行重新地理校正,生成高精度激光点云数据。该区域总共飞行了8个架次,获取了约2 km2砂质海岸的点云数据结果。如图4所示。
【参考文献】：
期刊论文
[1]无人机LiDAR场地勘测及BIM规划设计研究与实践[J]. 田先斌,张永利,吴建文,蔡振,于悦. 图学学报. 2018(02)
[2]融合无人机LiDAR和高分辨率光学影像的点云分类方法[J]. 高仁强,张显峰,孙敏,赵庆展. 南京信息工程大学学报(自然科学版). 2018(01)
[3]基于GPS RTK技术的海岸沙丘动态监测[J]. 刘国君,高伟明,李晶. 海洋测绘. 2010(01)
[4]基于LiDAR技术的海岛礁、滩涂测绘研究[J]. 史照良,曹敏. 测绘通报. 2007(05)
博士论文
[1]基于LiDAR数据的海岸线提取技术研究[D]. 于彩霞.解放军信息工程大学 2015
硕士论文
[1]无人机LiDAR在山洪灾害调查中的关键技术及应用[D]. 胡小青.东华理工大学 2016
本文编号：3619418
本文链接：https://www.wllwen.com/kejilunwen/haiyang/3619418.html
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