DB51/T 2695-2020 四川地质灾害调查机载激光雷达数据获取技术规范

DB51/T 2695-2020 四川地质灾害调查机载激光雷达数据获取技术规范
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DB51/T 2695-2020 四川地质灾害调查机载激光雷达数据获取技术规范简介:

DB51/T 2695-2020 是四川省地方标准,其全称为《地质灾害调查机载激光雷达数据获取技术规范》。这个标准主要规定了在地质灾害调查中,利用机载激光雷达(LiDAR)技术获取数据的一种技术指南。

机载激光雷达是一种高精度的测绘技术,通过飞机或无人机携带的激光发射器和接收器,对地表进行扫描,可以生成高分辨率的三维地形数据。在地质灾害调查中,这种技术可以快速、准确地获取地面形态、地物高度、坡度等信息,对山体滑坡、地面塌陷、地面裂缝等灾害的识别和分析具有重要作用。

该技术规范详细描述了数据获取的硬件设备要求、数据采集流程、数据处理方法、数据质量控制标准,以及数据的应用场景和分析方法等。它的实施有利于提高地质灾害调查的精度和效率,为地质灾害的预防、预警和应急响应提供科学依据。

DB51/T 2695-2020 四川地质灾害调查机载激光雷达数据获取技术规范部分内容预览:

1 范围 2 规范性引用文件 3术语和定义 4基本要求 5工作流程 6技术准备 7航摄实施.. 8数据预处理 9质量检查 10成果归档 附录A(规范性附录) 机载LiDAR航摄偏心分量测定表 附录B(规范性附录) GPS静态观测记录表 附录C(规范性附录) 航摄飞行记录表

本标准由四川省测绘地理信息局提出并归口。 本标准由四川省市场监督管理局批准发布。 本标准起草单位:四川测绘地理信息局测绘技术服务申心(四川省测绘地理信息局测绘应急保障中心) 四川省国土空间生态修复与地质灾害防治研究院、成都理工大学。 本标准主要起草人:黄青伦、李永建、许强、余金星、周兴霞、马志刚、董秀军、程多祥、廖露、陈 思思、刘飞、肖洋、李为乐。

调查机载激光雷达数据获取技

本标准规定了地质灾害调查机载激光雷达数据获取的工作流程、技术准备、航摄实施、 数据预处理、质量检查、成果归档的技术要求。 本标准适用于四川省内地质灾害调查和地质灾害隐惠早期识别工作机载激光雷达数据 获取。

信息服务平台 下列术语和定义适用于本标准。 3.1 激光雷达LiDAR 发射激光束并接收回波获取目标三维信息的系经 [CH/T80242011YD/T 3436.3-2018标准下载,定义3.1] 3.2 机载激光雷达airborneLiDAR 在航空平台上,集成激光雷达、定位定姿系统(POS)、数码相机和控制系统所构成的 综合系统。 [CH/T80242011,定义3.4]

调查比例尺的划分,依据如下: a)根据地质灾害调查精度和地质灾害隐惠早期识别技术要求,将地质灾害调查划分为 重大地质灾害点精细化调查和重点地区地质灾害详查。 b)重大地质灾害点精细化调查采用1:500、1:1000或1:2000比例尺,重点地区地质灾害 羊查采用1:5000或1:10000比例尺。 c)1:500~1:2000地质灾害调查比例尺,较适用于单点崩塌、滑坡地质灾害的精细化调查 或上述地质灾害隐患的早期识别,也适用于小区域、小流域等重点区域的地质灾害调查和地 质灾害隐惠早期识别工作。 d)1:5000~1:10000地质灾害调查比例尺,较适用于泥石流灾害详细调查或泥石流地质 灾害隐惠的早期识别,也适用于大面积开展地质灾害区域调查。 e)开展地质灾害调查机载LiDAR数据获取时,应优先确定地质灾害调查比例尺,不同 比例尺,采用的平台、设备、技术参数均不同。

飞行平台选型依据如下,具体参见表1。 a)重大地质灾害点精细化调查,优先采用无人机平台。无人机包括固定翼、多旋翼、 复合翼(垂直起降)等。 b)固定翼、复合翼无人机适合大面积重点地区地质灾害详查,例如区域性滑坡、崩塌、 泥石流调查。多旋翼无人机适合开展高密度激光点云扫描下的单点危岩边坡扫描,尤其针对 地质灾害调查或地质灾害隐惠面积较小情况 c)重点地区地质灾害详查,优先采用有人机平台。有人机平台选型依据地形地貌、气 医条件、航摄面积以及地质灾害调查时间紧迫性等综合因素而定。如选用无人机平台,则重 点针对激光植被穿透率和激光点云密度的适宜性进行测试,对比与有人机激光雷达系统的性 能,评价是否满足地质灾害调查需要或地质灾害隐患早期识别需求。 d)飞行平台的选型还需综合考虑地质灾害调查区域的安全性,如在人口密集区域、机 场较近区域、靠近易燃易爆区域、以及重点管控区域,无人机平台选型一定要严格把关,做 到设备性能可靠,保证地质灾害调查工作的安全性。 e)选定飞行平台后,需按照空域管理规定,申请空域方可开展地质灾害调查工作

激光雷达选型依据如下,具体参见表2。 a)平原、丘陵区域,优先采用中短距离机载激光雷达,回波次数不低于3次,激光测距 精度优于0.05米。

b)山地、高山地区域,优先采用中长距离机载激光雷达,回波次数不低于4次,激光测 距精度优于0.1米

表2激光雷达设备选型

地质灾害调查机载激光雷达数据获取点云密度确定参照如下,具体见表3。 a)依据地质灾害调查比例尺设定不同的激光点云获取密度。点云密度越高,可获取更 高分辨率的地形地貌数据,可更好保留微小地貌,并有助于成灾前兆信息的提取与地质灾害 急惠早期识别。 b)植被穿透率与激光点云密度存在正比关系。在地质灾害调查比例尺相同的条件下, 获取的激光点云密度越大,可获取相对较多的地面点云数据,但是林分郁闭度较大或存在乔 霍混交林的情况下,点云密度与植被穿透率不一定成正比, c)点云密度设定与地质灾害调查比例尺和林分郁闭度有关。林分郁闭度越大,相同调 查比例尺条件下需要采用的点云密度越大:林分郁闭度越小,则获取时采用的点云密度越小,

表3不同调查比例尺的点云密度

航飞影像获取的时间要求、精度要求如下,具体参见表4。 a)地质灾害调查航飞影像宜采用与点云数据同步获取的方式,特殊困难区域可采用异 步获取的方式, b)通过异步方式获取的点云和影像的时间间隔不宜超过30个自然日。 c)航飞影像质量需满足地质灾害调查的精度要求,影像应清晰、层次丰富、反差适中、 色调柔和。 d)航飞影像应能辨认出与地面分辨率相适应的细小地物影像,主要地质调查对象应在 范围内清晰呈现。 e)影像上不应有云、云影、烟雾、大面积曝光、噪点等缺陷。如局部存在少量缺陷 但不影响影像拼接及重要地物判识,可不做处理。 f)航飞影像航向重叠度和旁向重叠度应满足设计要求。 g)拼接后影像无明显模糊、重影和错位现象。 h)其他质量及规格应满足CH/Z3005有关规范要求,

地质灾害调查机载激光雷达数据获取工作流程包括:技术准备、航摄实施、数据预处理 质量检查、成果归档,具体参见图1。 a)技术准备。收集测区中高分辨率遥感影像、地形数据等数据资料:根据地质灾害调 查比例尺和林分郁闭度,综合确定点云密度,并据此开展航线设计。 b)航摄实施。正式开展航摄前应进行检校飞行与基站架设:航摄数据采集完成后,应 及时检查数据质量,必要时进行补飞与重飞,并开展检查点采集。 c)数据预处理。主要包括POS数据处理、点云数据解算以及影像数据的预处理, d)质量检查。检查点云数据密度、航带接边精度、航片质量、POS数据以及检查点数 据的质量情况。 e)成果归档。对数据成果和文档成果进行整理归档。

a)收集测区中高分辨率卫星遥感影像、无人机遥感影像、地形数据、气象水文以及交 通路网等辅助数据。卫星遥感影像和无人机遥感影像现势性不超过1年,交通路网等其他辅 助数据现势性不超过2年。 b)开展重天地质灾害点精细化调查时,宜选用分辨率优于0.5来的卫星遥感影像和比例 尺优于1:10000的数字高程,用于开展航线设计。 c)开展重点地区地质灾害详查时,宜选用分辨率优于1米的卫星遥感影像和比例尺优于 1:50000的数字高程,用于开展航线设计。 d)根据测区实际情况,必要时可进行实地勘查以获取更多相关信息和资料

a)如行业主管部门有林分郁闭度成果数据,则可直接向相关单位申请收集数据。如没 有则可以采用样地法、目测法、航片估测法或卫片估测法测定。具体确定方法按照GB/T26424 现范要求执行。 b)采用航片估测法和卫片估测法确定林分郁闭度时,宜选择遥感影像现势性不超过 年且航摄季节相同或相近的影像数据。 C)收集的林分郁闭度信息,现势性应小于2年

a)点云密度的确定参考调查比例尺和林分郁闭度,具体参见表3。 b)点云密度与激光传感器发射频率(Hz)、航飞速度(V)、航摄带宽(W)有关, 基于上述关系综合计算得到单航带点云密度(D),计算公式如下:

D=Hz/(W*V)

c)特殊困难区域,单航带点云密度不满足要求时,应沿航线重复飞行获得高密度点云 数据,直至达到点云密度要求。

a)为保证获取的点云密度和影像分辨率满足地质灾害调查精度要求(具体参见表3和表 4)工程监理资料管理标准(试行),机载激光雷达数据获取宜采用变高飞行。 b)变高飞行的航摄高度要综合考虑地形地貌、激光有效测距、林分郁闭度和飞行平台 等因素。 c)其他技术要求按照CH/T8024规范要求执行

a)开展地质灾害调查时,如遇转场应开展检校飞行。 b)其他技术要求按照CH/T8024规范要求执行。 c)检校飞行后,填写机载LiDAR航摄偏心分量测定表,

基站架设技术要求按照GB/T18314规范要求执

a)在开展数据获取期间,操作人员应密切监视航飞情况,如遇突发紧急情况应立即操 控返航。 b)机载激光雷达点云数据获取和原始点云数据质量应满足CH/T8024规范要求,数码相 机影像获取和原始影像数据质量应满足CH/Z3005规范要求。 c)数据获取后15分钟内不得关闭地面基站,待地面基站关闭后,可导出数据, d)其他技术要求按照CH/T8024规范要求执行。 e)航摄过程中,应填写GPS静态观测记录表,具体按照GB/T18314规范要求执行。 f)航摄结束后,应填写航摄飞行记录表,具体按照CH/Z3005规范要求执行。

7.4飞行季节与飞行时间

a)数据获取优选秋冬交季或春夏交季,尽量避免夏天树木茂盛或冬季积雪覆盖时间获 取数据。如因项目需要无法避免,则尽量选择天气晴朗的正午时刻获取,尽量减少因太阳高 度角引起的影像阴影问题。 b)如获取同步光学影像,影像获取时间还应满足CH/Z3005规范要求。

a)点云无法完整覆盖测区边坡、危岩体、滑坡体、泥石流区域时需要补飞。 b)航摄影像色调不一致、曝光过度或曝光严重不足,后期无法调色修复时需要重飞。 c)点云补飞需完全覆盖漏洞区域,接边精度需满足表3要求。

d)原始点云数据、POS数据的补 飞与重飞技术要求按照CH/T8024规范要求执行, e)同步获取的光学影像,若影像数据质量不满足要求,应进行补飞与重飞。 f)补飞与重飞技术要求与成果质量不得降低。

a)采用连续运行基准站网络RTK采集检查点,检查点坐标系统应与目标坐标系统一致。 如不能采用网络RTK方法采集检查点,可以采用GPS静态观测的方法或收集测区已有检查点 b)检查点要采集平面检查点和高程检查点,分别用于平面位置和高程精度的检查。 c)检查点应尽量选在硬质地面点和影像易分辨的(斑马线、车道线等)特征地物拐点。 c)无固定点位又无水泥路做标记时,应采用布设标志的方法,并尽量避免人为破坏。 d)检查点应均匀分布在整个测区,平原、丘陵、山地、高山地均应该布设。一般情况 下综合体中心水电供应及安装工程施工组织设计,按照带状测区长度计算,每公里应布设一组检查点。 )特殊困难区域或人员、车辆无法到达区域可的情减少布设

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