结合测深和激光雷达数据进行快速周转地形测量

作者：Sam Pfeifle

由于它到达国家线路分离爱达荷州的州线，蛇河叉子，一叉，沿着边境的蛇流向南方，另一个标题作为克利尔沃特的开始。任何人都在船上旅行的人会很快遇到克利尔沃特纪念桥，这座大约228米长的桥梁，致力于二战退伍军人。

这座大桥于1951年春天通车，十多年前被联邦政府认定为“功能过时”，主要是因为它的道路不再适合大桥每天的交通。

2019年3月，也就是大桥开工近70年后，爱达荷州交通部委托两家工程公司对大桥及其周围区域进行全面地形测量，作为多年项目的一部分，以替换大桥及其周围道路，确保子孙后代的安全高效运输。

这项工作首先落到了我的头上霍洛克工程师，在美国西部有15个办事处，其中三个在爱达荷州。Horrocks的负责人和测量经理Lonnie Olson说，收集桥梁和周围道路的测量数据是他们移动测绘部门的一项标准工作，但该项目还需要河底和桥梁下部结构的测深数据。

“他们想看看桥桩周围的冲刷情况，”奥尔森说。“他们正在寻找的途径之一是保留下部结构和大部分桥梁本身。”

他知道将Multibeam Sonar数据添加到移动映射云数据将使由此产生的Topo一致，细粒度，精确的数据从河流底部开始，但出现了一个问题：Horroks没有多滨声纳单位。

奥尔森说：“在犹他州，我们没有任何大河，大多数湖泊也不需要太多的水深数据。”。“我们通常只做单波束声纳，这不是我们在这里寻找的。”

幸运的是香肠组有一个多梁单元，用于此类桥梁冲刷分析和水力建模。更妙的是，斯派塞的声纳船还装有徕卡飞马：两个移动传感器平台以其上面和水线低于水线移动式映射，同样的移动扫描平台狼在其巷道测绘前18个月投资。

奥尔森决定联系到同名单位的Spicer Project Squestor Nathan Shepherd，并将力量联合在一起 - 第一次他有史以来第一次向另一个测量团队分包给另一个调查团队。

---

一天内完成

霍洛克人将驾驶这座桥和周围的道路。斯派塞将驾驶河流，使所有东西都位于水线以下、河岸和桥底。然后，他们将数据拼接在一起，提取平面测量法，创建表面模型和地形测量。

因为Pegasus是一种能够从多个源摄取数据的传感器平台，所以可以将多阵线和LIDAR信息集成到单点云中。

“帕伽索斯的坐骑是用螺栓固定在船上的，”谢泼德说，“你不能只是出去租一艘船，然后让它工作。”

谢泼德解释说，虽然飞马座的激光雷达装置只需在桥下和河岸上来回一次就可以抓取所有东西，但多波束更像是在割草。该团队需要40或50次使用多波束来获得河底以及所有净空高程和水力研究所需的数据。

不过，这一切都是在一天之内完成的。

总而言之，为这项工作建立完整的控制网络大约需要三天，然后是四天的现场准备和实际扫描，在现场总共需要七天——与传统方法相比，这大大节省了时间。

“十年前，”奥尔森说，“你必须用一个机器人全站仪每隔50英尺横切一次，并在结构的一些关键点进行拍摄，你可能需要花三到四周的时间在现场进行控制和收集。”

至于水下工作，“你可能每250英尺就有一个横截面，可能有十几个单波束声纳的总测量值，然后从中得到一个模型，”Shepherd说。“而且他们不可能得到冲刷。没有办法知道这一点。他们必须派潜水员下去目测一下。”。

Shepherd总结道：“所以，这大约占了三分之一的时间，我不知道还有多少数百倍的数据。”

更好吗？奥尔森说：“当我把所有的数据放在一起的时候，我们的云层在斯派塞和我们的上下数据之间的准确度不到厘米。你从其他任何方面都找不到这种准确度。你可以做到这一点，但成本将是指数级的。”

---

移动映射的后台效果

你可能听说过这样的恐怖故事：“移动地图创建了如此多的数据，以至于无法管理！”“当你所要做的只是驾驶扫描仪四处走动时，谁还需要一个调查团队？”

当然，进入移动地图领域确实需要进行后台调整，但如果您做好准备并为员工提供培训，这些调整应该相对容易管理。

Horrocks的工程师们已经做了大约8年的激光扫描，但在大约18个月前购买了Pegasus：Hexagon旗下Leica Geosystems的两个平台后，他们才开始进行移动扫描。Horrocks的负责人兼调查经理Lonnie Olson说，这绝对影响了他的员工队伍。bob体育报道

“我们的一些现场工作人员在室内过渡，”他说。“我有一个由以前的高级CAD技术人员组成的团队，他们接受过调查工作的培训。我们能够在内部完成大部分后期处理工作。”

他们还招募了最近从当地的地质学计划招聘了毕业生，并在船上开始使用移动点云数据开始培训它们。

“现在我们有一个五个人的团队，”奥尔森说，“谁一无所不不在地从点云中提取数据。”

Leica Geosystems'Jason Ellis表示，Horroks的经验是典型的，现场员工进入后台的运动应该被视为聪明的行动而不是调解。

“从现场到办公室的连续性始终是一个挑战，”埃利斯说。“很难传达在现场所做的工作以及需要如何处理。”

通过经验丰富的现场工作人员在与数据合作的专家交叉培训，您有能够在整理现场员工试图完成重要数据时的人。

同样地，埃利斯说，让那些在野外操作扫描仪的人也能使用该软件也是非常有帮助的。

“我看到很多人在这个领域做完后处理，所以他们知道他们很好，可以把所有东西包装起来或者知道他们需要重新扫描他们是否有一个问题，”他说。“很多场地人们开始采取分析的作用，这是一件好事。你在这个领域里敢于那些能够更加富有成效的人。“

交叉培训也有助于填补地理空间专业的劳动力缺口。埃利斯说：“很难找到好的人，因此，如果在实地收集的团队能够管理大部分的后期处理，并获得认证，这将有助于保持项目的正常进行。”。

至于技术方面，奥尔森说没有必要为此而紧张。只要确保你有大量的多TB的USB驱动器，它们现在非常便宜，而且在你的硬件上也不便宜。

奥尔森说：“你的标准CAD机器可以很好地处理这些东西。”。“软件现在开始迎头赶上。你真的不需要太多东西就可以开始使用。它非常简单。即使是基本的笔记本电脑也能处理。当然，你需要一台像样的电脑，但我们是一家工程公司，所以我们还是有它们。”

---

无缝工作流程

所有的后处理都在Pegasus Manager中完成，因此组合数据集的工作流程非常简单。运行这两辆车的团队能够实时检查数据和图像的覆盖范围，然后使用轨迹调整模块将所有数据汇集在一起，并约束测量控制。Pegasus软件使用自动特征提取和其他自动功能，使后处理快速高效。

从那里，霍洛克斯能够将MicroStation和TopoDOT文件传送到爱达荷州运输部。（软件导出为所有通用行业标准格式。）

奥尔森说：“为了处理所有这些数据，一个由四个人组成的团队花了大约一周半的时间才完成了整个调查。这比几年前快得多。”

Leica Geosystems'Jason Ellis提供了这项工作的技术支持，因为他一直在为调查团队做的几十年来。在这种情况下，他留下了速度的印象。

由于他们的互补专业知识，期望管理和良好的沟通，这两家工程公司成功了。鉴于较强的沟通提前且相对顺畅的操作，团队能够将沐浴和激光乐节数据结合而不会头疼。

本文的完整版本已发布xyHt杂志2019年10月。