激光雷达数据在雨污分流项目的应用

一、项目介绍

1.1什么是雨污分流?

    雨污分流是指将雨水和污水分隔,各用一条管道运送,进行排放或后续处理的排污方式。

    雨水能够经过雨水管网直接排到河道;污水需经过污水管网收集后,送到污水处理厂进行处理,水质合格后再排到河道里,这样能够避免河道被污染。

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1.2雨污分流的好处

  ①雨污分流便于雨水收集运用和污水集中处理排放,最大好处就在于能够提升污水处理功率,节省污水处理成本。

  ②在降雨天气,实施雨污分流能够将雨水和污水分开,雨水经路面下水道流入河流或被运用,而污水要被送到污水处理厂。

  ③雨水污染轻,经过分流后,可直接排入城市内河,经过天然沉积,即可作为天然的景观用水,也可作为城市市政用水。同时,雨水经过净化、缓冲流入河道,能够提高地表水的运用效益。

  ④污水排入污水管网,并经过污水处理厂处理,完成污水再生回用,雨污分流后能提高污水处理率,防止污水对河道、地下水形成污染。

二、测区介绍

    高青县位于淄博北部,北依黄河,南靠小清河,西部、北部隔黄河与惠民县、滨州市相望。测区包含高青县黑里寨镇、青城镇、木李镇,共计262个自然村。


 

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三、项目实施

3.1无人机及载荷

  根据项目技术设计要求,项目组选取了飞马V100和D2000无人机作为飞行平台。通过V100搭载V-CAM100正射模块,通过D2000搭载D-lidar2000激光模块,可以实现以下目标:

(1)采用v100飞正射,大大提高了作业的效率。

(2)利用D2000获取雷达数据,RTK高精度实时定位,保持航线稳定性,无需地面基站。

(3)激光扫描确保了植被茂密区域的地面采样率。

(4)激光扫描可以完整反映出污水沟的地形。

3.2无人机及飞行作业

    为满足成果精度要求,航线设计时采用了较高的数据采样率。正射摄影采用了4厘米/像素的分辨率,80%和60%的航向和旁向重叠率。激光扫描采用126/平方米的采样率,50%的航带重叠率。在此条件下正射作业飞行高度为310米,激光扫描作业的飞行高度为90米。

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3.3数据处理

3.3.1影像空三及正射生成

      本项目使用无人机管家智理图模块进行影像空三及正射生成。该软件可以集群处理,显著提高工作效率,空三平差和正射生成所需时间提高30%。

3.3.2点云数据处理

(1)点云数据解算

    利用无人机官家智激光模块进行点云解算,特征提取,航带平差。


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(2)地面点分类

    利用无人机管家智点云模块,根据地形特征和经验值设置分类参数后,软件完成地面点的自动分类。对于地形突变,陡坎较多的区域,会出现将陡坎分类为非地面点的现象,需要对点云进行必要的人工分类编辑,对错误分类的点云进行重新分类,使得地形表示完整准确。

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 上图为点云自动分类界面


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 点云自动分类前后对比图

3.3.3点云成果输出

(1)DEM、等高线输出

    地面点分类完成后,即可输出DEM和等高线。激光点云输出的等高线具有较高的精度和细节表现,但同时使等高线节点多、弯曲严重、数据量增加、美观度变差。因此等高线输出时需要根据地形特征设定进行调整。

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(2)其他格式输出

    官家还可输出txt、dat、las格式的数据,可任意选择采样间隔,进行数据抽稀,可直接导入CAD、EPS等软件中使用。

 

 

四、成果质量

3.1激光点云高程精度

    将点云高程值与检查点高程比较,得到高程误差值,部分分区的点云精度统计如下图:

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点云精度中误差为4厘米

3.2空三平差

     空三平差完成后在空三报告中会列出所有控制点参差和检查点误差。部分区域的空三精度统计如下图

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五、项目总结

       项目的顺利实施体现了lidar数据优势,大大提高了效率,减少了人工量。飞马D2000-lidar2000具备操作简便、飞行稳定、定位精确、数据获取效率高等特性可以满足各类高精度地理信息数据产品的生产需要。