徕卡机载激光扫描系统ALS50-II

徕卡机载激光扫描系统ALS50-II

ALS50-II 机载激光扫描系统

徕卡机载激光扫描系统ALS50-II

内容提要

LIDAR 技术背景简介及应用领域 ALS50-II 机载激光扫描系统产品简介 ALS50 应用成果展示

ALS50-II 总结

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ALS50-II 总结

徕卡机载激光扫描系统ALS50-II

LIDAR 技术背景

LIDAR称为激光雷达，是激光扫描 与探测系统的简称。 机载LIDAR技术提供了一种高效快 捷地获取高精度空间数据的方法。它的 优势在于对大范围区域、人口密集区域 、地形复杂地区、沿岸岛礁海区进行空 间数据的快速获取，而这正是用其他方 法所不能得到的或是在高昂成本下才能 获得的。

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机载LIDAR主要的应用领域国土资源调查获取高密集、高精度、高清晰的基础地理信息数据，提取、挖掘各 种专题信息数据，服务于国土资源的信息化管理和调查。 分析森林树木的覆盖率和覆盖面积，概算出森林占地面积和树木的 平均高度，便于相关部门进行宏观调控。

林业资源调查

电力选线、勘测 了解整个线路设计区域内的地形和地物要素的情况，尤其是在树木密集处，可以估算出需要砍伐树木的面积和木材量。

交通管线设计

为公路、铁路设计提供高精度的地面高程模型，以方便线路设计和 施工土方量的精确计算。同样在进行通讯网络、油管、气管线路设 计时有着重要的应用价值。

数字城市建设

可以完成三维数字城市建设的主要部分-城市三维数字模型的建设 。数字地面模型与GIS系统有机的结合，可以建立和完善“数字城 市”系统。

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ALS50-II 总结

徕卡机载激光扫描系统ALS50-II

ALS50-II 系统组成激光扫描仪 系统控制箱 操作终端 导航终端

ALS50-II是可搭载在多种航空飞行平台上获取地表激光反射数据的机 载激光扫描集成系统。可全天候(包括夜间或恶劣天气)进行航空遥感作 业，快速获取高精度DTM。与光学或数字影像结合使用，加上少量控制点 可获得正射影像产品。7

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ALS50-II 工作原理

将ALS50-II安装于航空平台上， 通过测量飞机的空间位置与姿态，以 及飞机对地距离和扫描角度，得出地 面激光扫描点的三维位置坐标。

飞机的空间位置由GPS确定，姿 态由惯性测量单元IMU确定，飞机对 地距离由激光信号发射与接收的时间 间隔确定，由此综合解算得出DTM 。此外，由接收的激光信号强弱则可 得到地表分类信息。

徕卡机载激光扫描系统ALS50-II

ALS50-II 性能指标ALS50-II将脉冲频率提高到150KHz。在保证数据精度的前提下，大大提高了激光点密度。

ALS50-II最大脉冲频率 最大扫描频率

150 kHz 90 Hz

回波/强度信号次数相对飞行高度 (m) 最大扫描角度 (deg) 自适应滚动补偿 控制箱工作温度 扫描仪工作温度 数码相机 IPAS型号9

4+3200 – 6000 75 有 0 – 40°C 0 – 40°C 机舱内温度 1280 x 1024 像素 IPAS CUS6

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ALS50-II 性能升级 更多小体积目标可以进行测量(如：电力线) 更多低反射率的物体能被探测到(如：沥青道路) 更高的飞行高度 - 在大面积低点密度项目中提供最大覆盖率 - 甚至在山区都可以采用固定飞行高度 对大气条件要求低(如：雾、烟、霾) 采用同一硬盘存储GPS、IMU及激光数据

所有操作通过图形界面远程进行控制

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ALS50-II 产品规格ALS50-II扫描仪 (cm, kg) 控制箱 (cm, kg)37 W x 56 D x 24 H, 30kg 45 W x 47 D x 36 H (8U), 40kg

电源 (28 VDC)激光发散度 波形压 硬盘 是否能从现有系统升级?

<28A 平均, <35A 最高0.22mr @ 1/e2 ( 0.15mr @ 1/e) 8 bits @ 1 nsec interval @ 50kHz 300GB (~17 小时) 能

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ALS50-II 精度报告相对飞行高度AGL [m]

ALS50-II, 40 OFOV包含GPS误差10cm平面精度 高程精度 [cm] 脉冲频率 [kHz]

500 1000 2000 3000 4000 5000 6000

9 15 24 34 44 54 65

8 11 13 15 18 21 24

150 99.3 58.4 41.1 31.8 26.0 21.9

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IPAS PPP 精确单点定位Leica推出IPAS PPP (Precise Point Positioning)精确单点定位软 件，采用精密卫星轨道数据和精密卫星时钟纠正数据，在不架设基站的 情况下计算精密的动态定位信息。采用此项技术的优势在于：

提供高精度解算GPS和IMU数据的全新解决 方案

GPS差分不依赖地面参考站的观测数据 操作简便，工作流程更加简化高效 高精度星历：30s间隔，13天后获取

低精度星历：5min间隔，17小时后获取

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IPAS 惯性定位及定向系统

通过GPS/IMU直接获取外方位元素 可靠的后处理解算模型，获取高精 度飞机的位置和姿态数据

提高陀螺座架的实时精度 提供飞行控制及管理系统信号传输 端口(ASCOT, Track’Air, etc.),可 进行远程控制

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FPES 飞行计划及评估软件

采用电子地图为背景，制定优化的飞行路线 可加入数字高程模型制定飞行计划 可以导出数据到飞行控制系统中(ASCOT,FCMS)15

飞行质量评估

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FCMS 飞行及航摄仪控制管理软件 能同时控制多个航摄仪 提供飞行模拟软件对飞行操作员进行训练 优化飞行路线 对飞行过程进行质量控制

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ALS50-II 总结

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ALS50应用成果

地表点云数据DSM-未处理植被18

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ALS50应用成果

地面点云数据DTM-去除植被19