南方測繪遙感數(shù)據(jù)自動處理+三維激光創(chuàng)新應(yīng)用經(jīng)驗(yàn)分享

5月18日，WGDC2023第十二屆全球地理信息開發(fā)者大會來到第二天。（首日精彩內(nèi)容請戳藍(lán)字→南方測繪解讀數(shù)字孿生應(yīng)用價(jià)值，激光掃描儀獲年度最具創(chuàng)新力產(chǎn)品丨WGDC2023）

南方遙感CTO齊雪松與南方測繪三維激光部總經(jīng)理張磊先后在衛(wèi)星應(yīng)用創(chuàng)新峰會及實(shí)景三維創(chuàng)新峰會分享遙感數(shù)據(jù)高效處理、三維激光創(chuàng)新應(yīng)用經(jīng)驗(yàn)。

GPX系統(tǒng)：更高精度更高效的遙感數(shù)據(jù)處理

衛(wèi)星遙感歷經(jīng)60余年發(fā)展，在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)、生態(tài)環(huán)境、氣象觀測、海洋資源、國土資源、應(yīng)急管理、交通運(yùn)輸?shù)阮I(lǐng)域都有廣泛的應(yīng)用。包括遙感衛(wèi)星、無人機(jī)等在內(nèi)的遙感數(shù)據(jù)來源，獲取的遙感衛(wèi)星影像數(shù)據(jù)越來越多，分辨率也越來越高。如何快速精準(zhǔn)地處理各種類型的衛(wèi)星遙感數(shù)據(jù)，實(shí)現(xiàn)多源遙感衛(wèi)星數(shù)據(jù)信息融合，是我們面臨的新挑戰(zhàn)。針對上述挑戰(zhàn)，齊雪松介紹了南方測繪遙感板塊的新方案——GPX系統(tǒng)。

GPX是面向航天和航空的光學(xué)衛(wèi)星、雷達(dá)衛(wèi)星、框幅和無人機(jī)等多源遙感數(shù)據(jù)，運(yùn)用行業(yè)領(lǐng)先和創(chuàng)新的攝影測量算法和高性能計(jì)算技術(shù)相結(jié)合，精準(zhǔn)地自動化和規(guī)?；厣a(chǎn)DSM、DEM、DOM、鑲嵌、3D模型和建筑白模等二/三維高質(zhì)量遙感數(shù)據(jù)產(chǎn)品的專業(yè)軟件。

數(shù)字正射影像圖（DOM）

數(shù)字表面模型（DSM）

數(shù)字高程模型（DEM）

數(shù)字線劃圖（DLG）

三維模型

GPX分為航天和航空兩個版本，支持光學(xué)衛(wèi)星、雷達(dá)衛(wèi)星、衛(wèi)星推掃成像、無人機(jī)攝影以及其他移動測量系統(tǒng)的原始數(shù)據(jù)。

01 高精度高效率衛(wèi)星數(shù)據(jù)匹配處理架構(gòu)GPX系統(tǒng)應(yīng)用ERD (Embedded Reference Dataset) 嵌入式參考數(shù)據(jù)集將全球既有的衛(wèi)星遙感影像進(jìn)行切片，并提取切片特征。通過對比影像特征，可以精切、快速地實(shí)現(xiàn)衛(wèi)星遙感影像定位（平面誤差＜2米，高度誤差＜3米）。相比較傳統(tǒng)搜索定位模式，這種遙感圖像定位效率和精度都有大幅提升。

02 “LiveMosaic”的自動化流程理念

GPX具有大區(qū)域自動化流控制鑲嵌更新功能，即Live Mosaic，高時(shí)效性地將新近獲取的遙感影像數(shù)據(jù)進(jìn)行“補(bǔ)丁式”替換，從而實(shí)現(xiàn)不斷優(yōu)化，實(shí)時(shí)更新。

03“純DSM”/ “真正射”算法優(yōu)化后的高精度DSM，有效地降低了邊緣“噪聲”，即“純DSM”。

左傳統(tǒng)DSM，右“純DSM”

而傳統(tǒng)遙感正射影像基本存在建筑斜坡和遮擋，GPX利用DSM矯正，優(yōu)化了樓頂視圖，做到幾乎無遮蓋，即“真正射”，影像中建筑位置關(guān)系更準(zhǔn)確。

左傳統(tǒng)正射，右“真正射”

在AI技術(shù)的加持下，GPX還可以實(shí)現(xiàn)規(guī)?；啄Ｉa(chǎn)。

04多視角/多星源衛(wèi)星三維建模GPX可適配主流商業(yè)航天和航空傳感器，將不同視角、來源的遙感數(shù)據(jù)快速定位，快速生產(chǎn)出實(shí)景三維模型。

南方測繪傳承了PixelFactory和StreetFactory的核心技術(shù)，與AirBus像素工廠開展底層合作，并融合人工智能、大數(shù)據(jù)等技術(shù)進(jìn)行本土化開發(fā)，將GPX系統(tǒng)打造成更適合中國用戶需求的遙感影像生產(chǎn)工具。

國產(chǎn)測繪級激光雷達(dá)產(chǎn)品解決方案

隨著三維激光技術(shù)國產(chǎn)化不斷推進(jìn)，儀器成本大大降低，我國三維激光雷達(dá)技術(shù)的發(fā)展與普及應(yīng)用進(jìn)入了“快車道”。三維激光設(shè)備能用在那些方面？怎樣用？成為廣大用戶關(guān)注的問題。

張磊在《國產(chǎn)測繪級激光雷達(dá)產(chǎn)品解決方案》中介紹了南方測繪國產(chǎn)激光雷達(dá)解決方案的基本情況，分享了南方測繪在1000+項(xiàng)目中積累的三維激光應(yīng)用經(jīng)驗(yàn)，并解讀了三維激光在跨行業(yè)應(yīng)用中發(fā)揮的重要作用。

01國產(chǎn)激光雷達(dá)解決方案

激光雷達(dá)可以大范圍高效率獲取激光點(diǎn)云數(shù)據(jù)信息，具有全天時(shí)作業(yè)、穿透性強(qiáng)、高精度等多項(xiàng)優(yōu)勢，無論是在實(shí)景三維中國應(yīng)用場景、智慧城市建設(shè)，還是在無人駕駛、遺產(chǎn)保護(hù)等應(yīng)用領(lǐng)域的技術(shù)實(shí)施方案中，都可見激光雷達(dá)技術(shù)的身影。

國產(chǎn)激光服務(wù)城市實(shí)景三維建設(shè)

近年來，國產(chǎn)三維激光產(chǎn)品逐漸成熟。以南方測繪系列激光產(chǎn)品為代表的國產(chǎn)測繪級架站式激光雷達(dá)、多平臺移動測量系統(tǒng)、高效率數(shù)據(jù)處理軟件的蓬勃發(fā)展，降低了數(shù)據(jù)采集的成本，提高數(shù)據(jù)采集的效率和精度。

南方測繪SPL-1500架站式掃描儀、SAL-1500移動測量系統(tǒng)已成為三維數(shù)據(jù)采集工作的利器，經(jīng)過眾多項(xiàng)目的磨合優(yōu)化，形成了成熟穩(wěn)定的數(shù)據(jù)采集方案。

SPL-1500是南方測繪自主研發(fā)的第二代全面國產(chǎn)地面三維激光掃描測量系統(tǒng)，能保證高精度測量，最大測程1500m，最大脈沖速率200萬點(diǎn)/秒，測量精度3mm@100m，設(shè)備重量僅為6KG，多用于中、長距離各類場景，如建筑掃描建模、立面測量、礦山方量計(jì)算及點(diǎn)云數(shù)字場景構(gòu)建等。

SPL-1500

SAL-1500移動測量系統(tǒng)由南方測繪自主研發(fā)生產(chǎn)，測程長達(dá)1500m，測量速度高達(dá)200萬點(diǎn)/秒，配備專業(yè)級飛行控制平臺智航SF1650，作業(yè)時(shí)長可達(dá)50mins，能夠輕松應(yīng)對測繪、交通、林業(yè)、地災(zāi)、電力等行業(yè)的數(shù)據(jù)采集工作。

SAL-1500

此外，SAL-1500還根據(jù)任務(wù)需要可搭配車載平臺、固定翼無人機(jī)載平臺等。主要應(yīng)用于電力巡檢、地形采集、礦山測繪、斷面采集、林業(yè)調(diào)查以及城市實(shí)景三維等。

SouthLidar Pro是一款集數(shù)據(jù)預(yù)處理和后處理于一體的點(diǎn)云數(shù)據(jù)處理軟件，全中文操作界面，符合國家制圖標(biāo)準(zhǔn)，擁有豐富的工具集，用于激光點(diǎn)云成果綜合處理。

02測繪級激光雷達(dá)應(yīng)用

南方測繪三維激光團(tuán)隊(duì)成立于 2008年，經(jīng)過十余年的發(fā)展，已成為集研發(fā)、生產(chǎn)、產(chǎn)品銷售、項(xiàng)目承接于一身的激光雷達(dá)解決方案供應(yīng)商。團(tuán)隊(duì)現(xiàn)有數(shù)款自主研發(fā)的架站式、車載、機(jī)載激光雷達(dá)軟硬件產(chǎn)品，坐擁國內(nèi)最大的三維激光數(shù)據(jù)采集及處理團(tuán)隊(duì)，累計(jì)實(shí)施激光點(diǎn)云項(xiàng)目超1000個。

深耕三維激光測量領(lǐng)域的數(shù)年來，南方測繪三維激光依托集團(tuán)遍布中國及海外的市場銷售網(wǎng)絡(luò)，為多行業(yè)用戶提供三維激光掃描技術(shù)咨詢、數(shù)據(jù)獲取、數(shù)據(jù)處理等多方面的技術(shù)服務(wù)。據(jù)統(tǒng)計(jì)，立面類項(xiàng)目累計(jì)實(shí)施面積達(dá)到1000萬平方米，機(jī)載類激光項(xiàng)目累計(jì)實(shí)施面積達(dá)到3萬平方千米，道路采集類項(xiàng)目累計(jì)實(shí)施長度超過105萬千米。

以深圳市羅湖區(qū)東門廣場為例，南方測繪根據(jù)業(yè)主要求（提供建筑外立面圖紙，計(jì)算整治部分的面積），根據(jù)地形圖規(guī)劃站點(diǎn)，每個建筑物掃描三個面（正、左、右）。高樓建筑則需將掃描儀架在高與被測物體的位置進(jìn)行掃描。遮擋的圍欄以及樓房需另外再設(shè)站點(diǎn)。

林區(qū)地形圖采集項(xiàng)目，則充分體現(xiàn)了無人機(jī)載三維激光的效率優(yōu)勢。在云南省山區(qū)某林地測量項(xiàng)目中，常規(guī)傾斜模型不能準(zhǔn)確獲取密林區(qū)域地形高程數(shù)據(jù)，于是項(xiàng)目團(tuán)隊(duì)使用南方國產(chǎn)機(jī)載激光SAL-1500采集點(diǎn)云數(shù)據(jù)，生產(chǎn)傾斜攝影植被區(qū)域缺失的高精度林下地形數(shù)據(jù)。

03激光雷達(dá)泛測繪應(yīng)用

三維激光技術(shù)在支撐自然資源管理，服務(wù)生態(tài)文明建設(shè)方面發(fā)揮的重要作用測繪人應(yīng)該比較熟悉。近年來，三維激光不斷拓展應(yīng)用外沿，在歷史文化保護(hù)、自動駕駛（高精度電子地圖）、智慧城市管理等領(lǐng)域發(fā)揮了越來越重要的作用。例如，車輛在無人駕駛狀態(tài)下自主控制行駛、導(dǎo)航、監(jiān)測周圍環(huán)境，車路協(xié)同離不開語義豐富的道路信息，三維激光技術(shù)就可以支持路面快速采集和更新。

在歷史測繪建檔項(xiàng)目中，三維激光測量成果細(xì)節(jié)豐富，無接觸測量等優(yōu)勢是其他測繪方式難以比擬的。

目前，南方測繪正在不斷探索三維激光技術(shù)在傳統(tǒng)測繪、新型測繪各種項(xiàng)目中的應(yīng)用方案，取得了一定的成果。

為期2天的WGDC2023已經(jīng)落幕，不同領(lǐng)域的各位專家共同帶來了一場測繪創(chuàng)新知識盛宴，讓人耳目一新。南方測繪將在創(chuàng)新之路上不斷前行，實(shí)現(xiàn)時(shí)空地理信息信息價(jià)值，為測繪技術(shù)進(jìn)步貢獻(xiàn)力量。

審核編輯 ：李倩