绘制最后的边界
阿拉斯加是美国人口密度最小但面积最大的州。以其多样的景观和寒冷的天气而闻名，在冬季旅行是很困难的。在该州的北部地区，苔原广阔，冬季气候恶劣，使用冰路运输资源是很受欢迎和必要的。由于该州有超过300万个面积超过20英亩的湖泊，因此需要对这些湖泊的地貌有一个清晰的了解，才能最好地确定在哪里可以安全、可持续地修建这些道路。经济地质学(局)、德克萨斯大学奥斯汀分校的研究小组,着手地图的一部分这野生前沿和提供更好的理解当地的栖息地,使用徕卡的翼手目机载激光雷达系统调查2014年阿拉斯加北坡。
一个独特的景观
阿拉斯加北坡微地形在北极苔原环境中支持各种潜在的鱼类栖息地、水体和湿地区域。一般来说，不到2米深的浅层解冻湖泊是该地区冻土带景观的主要组成部分，它们约占整个地区的20%。在一个日历年中，只有几周是完全不结冰的，所以我们相应地安排了我们的实地考察，从7月中旬开始，到8月初结束。
湖泊的深度、冰的生长和衰变决定了它们是否适合野生动物和水生动物的栖息地，以及工业发展。假设该地区的冰堆积厚度为1.5到2米，如果水深度超过2米，液态水最有可能位于这些湖泊的中心盆地下方。调查结果尤其重要，因为它们将揭示深度超过2米的湖泊，适合建造冰路，但有潜在的鱼类栖息地。研究结果也有望帮助该地区的其他环境和水文评估。
研究科学家约翰·安德鲁斯(John Andrews)负责地面实况和整体后勤支持，他说:“由于调查区域内分散着数千个湖泊，它们的浑浊程度各不相同，而且具有挑战性的天气条件限制了空中调查活动，这当然不是一项容易的任务。”“然而，通过机载激光雷达测量，我们能够在传统测量方法无法实现的地区获得非常详细和精确的地形和水深数据。”
用双倍的扫描功率飞行
总共空运了95条线路以覆盖整个调查地区，在该地区，向西的线路数增加。平均飞行路线大约50公里长。为确保完全覆盖，飞行线间距设置为160 - 180米，其中地面激光足迹计算为280 - 290米宽。为了补偿不断变化的地面高度(北部30米，南部95米)，在飞行过程中监测大气压力，以保持恒定的飞行高度和地面上空的狭长。
翼手龙使用两个激光雷达扫描仪来获取地形和水深数据。地形激光雷达(红色波长)的数据以300 kHz发射，用于获取植被高度和地球地形的高分辨率三维位置数据。水深激光雷达(绿色波长)的数据以35千赫发出，用于确定与水有关的统计数据;例如深度、体积和面积大小。我们还分别采集了400米和1700米的彩色红外和自然彩色图像，作为视觉参考和正射校正的目的。
“这个项目的技术基石是翼手龙机载激光雷达和成像系统，”该局负责现场数据处理和系统校准的研究科学家John Hupp说。“同时利用激光雷达数据收集高分辨率图像，使我们能够轻松区分水体、植被特征、湿地和高地，与任何其他传统类型的调查相比，节省了我们的时间和成本。”
对于这两种激光雷达扫描仪，测量的平均垂直偏移量小于1厘米，而与Deadhorse机场跑道路面收集的地面控制点相比，计算的标准偏差约为3厘米。校准程序分别应用于两个扫描仪，其中平均滚动和俯仰偏差测量小于2.6厘米。
“我们还检查并修正了主要由不正确的惯性导航系统(INS)的横摇、俯仰和偏航旋转角度造成的任何明显的激光雷达系统校准误差。这些误差可以通过分析相邻和对立的激光雷达条带来检测，”Hupp说。“理论上，如果不存在旋转偏差，来自不同条带的激光雷达点应该在无阻塞的表面上无缝匹配;虽然不期望完美，但我们可以在实践中取得非常接近的结果。”
更快、更准确的数据分析
使用徕卡激光雷达测量套件LLSS v2.09将原始数据文件转换为行业标准的LAS1.2进行输出。由于LAS数据集采用二进制格式，因此无论是用于分析还是可视化目的，它们都提供了对信息的快速和方便的访问。两个扫描器的数据集被平展到1 x 1千米，以简化数据查看和分析的计算需求。因此，我们在整个调查区域生成了829个瓦片，每个瓦片在每个方向都包含一个20米的缓冲区，以生成一个无缝的1米数字高程模型(DEM)，用于绘图。
最深水体计算为3.5 m。在分析的4697个水体中，有3837个(81.7%)被归类为浅或非常浅，测量深度不足1米。只有4.6%(216处)的水体深度超过了2.0米。计算各水体平均深度为0.67 m。
1000立方米以下的水体有3014个(64.1%)，1000立方米以上的湖泊有1683个(35.9%)。所分析的所有水体的平均体积计算为所分析的所有水体的12 771立方米(3 373 741加仑)。
一个独特的景观
阿拉斯加北坡微地形在北极苔原环境中支持各种潜在的鱼类栖息地、水体和湿地区域。一般来说，不到2米深的浅层解冻湖泊是该地区冻土带景观的主要组成部分，它们约占整个地区的20%。在一个日历年中，只有几周是完全不结冰的，所以我们相应地安排了我们的实地考察，从7月中旬开始，到8月初结束。
湖泊的深度、冰的生长和衰变决定了它们是否适合野生动物和水生动物的栖息地，以及工业发展。假设该地区的冰堆积厚度为1.5到2米，如果水深度超过2米，液态水最有可能位于这些湖泊的中心盆地下方。调查结果尤其重要，因为它们将揭示深度超过2米的湖泊，适合建造冰路，但有潜在的鱼类栖息地。研究结果也有望帮助该地区的其他环境和水文评估。
研究科学家约翰·安德鲁斯(John Andrews)负责地面实况和整体后勤支持，他说:“由于调查区域内分散着数千个湖泊，它们的浑浊程度各不相同，而且具有挑战性的天气条件限制了空中调查活动，这当然不是一项容易的任务。”“然而，通过机载激光雷达测量，我们能够在传统测量方法无法实现的地区获得非常详细和精确的地形和水深数据。”
用双倍的扫描功率飞行
总共空运了95条线路以覆盖整个调查地区，在该地区，向西的线路数增加。平均飞行路线大约50公里长。为确保完全覆盖，飞行线间距设置为160 - 180米，其中地面激光足迹计算为280 - 290米宽。为了补偿不断变化的地面高度(北部30米，南部95米)，在飞行过程中监测大气压力，以保持恒定的飞行高度和地面上空的狭长。
翼手龙使用两个激光雷达扫描仪来获取地形和水深数据。地形激光雷达(红色波长)的数据以300 kHz发射，用于获取植被高度和地球地形的高分辨率三维位置数据。水深激光雷达(绿色波长)的数据以35千赫发出，用于确定与水有关的统计数据;例如深度、体积和面积大小。我们还分别采集了400米和1700米的彩色红外和自然彩色图像，作为视觉参考和正射校正的目的。
“这个项目的技术基石是翼手龙机载激光雷达和成像系统，”该局负责现场数据处理和系统校准的研究科学家John Hupp说。“同时利用激光雷达数据收集高分辨率图像，使我们能够轻松区分水体、植被特征、湿地和高地，与任何其他传统类型的调查相比，节省了我们的时间和成本。”
对于这两种激光雷达扫描仪，测量的平均垂直偏移量小于1厘米，而与Deadhorse机场跑道路面收集的地面控制点相比，计算的标准偏差约为3厘米。校准程序分别应用于两个扫描仪，其中平均滚动和俯仰偏差测量小于2.6厘米。
“我们还检查并修正了主要由不正确的惯性导航系统(INS)的横摇、俯仰和偏航旋转角度造成的任何明显的激光雷达系统校准误差。这些误差可以通过分析相邻和对立的激光雷达条带来检测，”Hupp说。“理论上，如果不存在旋转偏差，来自不同条带的激光雷达点应该在无阻塞的表面上无缝匹配;虽然不期望完美，但我们可以在实践中取得非常接近的结果。”
更快、更准确的数据分析
使用徕卡激光雷达测量套件LLSS v2.09将原始数据文件转换为行业标准的LAS1.2进行输出。由于LAS数据集采用二进制格式，因此无论是用于分析还是可视化目的，它们都提供了对信息的快速和方便的访问。两个扫描器的数据集被平展到1 x 1千米，以简化数据查看和分析的计算需求。因此，我们在整个调查区域生成了829个瓦片，每个瓦片在每个方向都包含一个20米的缓冲区，以生成一个无缝的1米数字高程模型(DEM)，用于绘图。
最深水体计算为3.5 m。在分析的4697个水体中，有3837个(81.7%)被归类为浅或非常浅，测量深度不足1米。只有4.6%(216处)的水体深度超过了2.0米。计算各水体平均深度为0.67 m。
1000立方米以下的水体有3014个(64.1%)，1000立方米以上的湖泊有1683个(35.9%)。所分析的所有水体的平均体积计算为所分析的所有水体的12 771立方米(3 373 741加仑)。
安德鲁斯说:“翼手龙的先进技术提供了准确、详细和经济有效的结果，可以对世界偏远地区的微观地形和水深特征进行分析。”“各种形状和大小的水体——河流环境、湿地和高地、丘陵和平地，以及所有其他地形特征——都被快速准确地绘制成地图并进行分析。”
作者:Kutalmis Saylam
