欧洲首创单光子激光雷达
案例研究
第一批地图是用羊皮纸绘制的，其准确性、质量和分布都非常有限。技术的变化彻底改变了制图学，改变了我们获取、交流和分发空间信息的方式。如今，带有地理信息的详细地图可以在任何带有浏览器的设备上查看。
潘普洛纳是西班牙北部纳瓦拉省的首府，以奔牛而闻名于世。如果你正在计划一次远足，在手机上就可以轻松获得包含这一地区所有地形信息的地图。
纳瓦拉的经济发展部已经开放了它的大门，在一个单一的界面上，提供了多种基础地图，包括地籍、水文、文化、基础设施、地图正射影像等。除了可用的细节和信息，这些地图是欧洲首次使用单光子激光雷达捕获的信息。
量子飞跃
纳瓦拉在历史上一直是引进新技术获取前沿地理信息的先锋地区。1929年，一名飞行员飞到纳瓦拉地区拍摄并制作了该地区的地籍簿。1967年，纳瓦拉政府制定了第一个地图规划，要求建造卓越的大地测量基础设施，这在当时是领先的。
44年后，激光雷达捕捉到了纳瓦拉的表面。在2011年到2012年间，Tracasa该公司在西班牙市场开发地籍、制图和领土信息系统等重大项目。该公司利用高点密度激光雷达覆盖了纳瓦拉的领土。使用徕卡ALS60机载传感器，Tracasa从天空中捕获了每平方米1.2个点的异构区域。
2017年，纳瓦拉的制图管理部门决定更新该地区的激光雷达数据，将之前的激光雷达飞行的点密度提高10倍——该技术由美国海军提供徕卡SPL100激光雷达传感器实现了一个量子飞跃，将之前的激光雷达飞行密度增加到每平方米14点。
选择合适的技术在欧洲尝试全新的东西
由于欧洲没有其他公司有这种传感器的经验，如何决定商用单光子激光雷达机载传感器是正确的技术?
Tracasa,纳瓦拉和政府的分配与西班牙国家地理研究所合作(IGN),建立了一个要求投标,其中包括一个非常高的点密度每平方米10分,很少传感器可以遵守这些规范与效率高需要这样的一个广大的地区。
在一架B200飞机上配备了SPL100激光雷达传感器和中格式徕卡RCD30摄像机，Tracasa公司将飞行和信息捕捉委托给了空中- med和COWI公司。利用SPL100提供的100束输出光束和每秒共600万次测量数据，该团队绘制了整个地图在短短几个月的时间里就找到了大片的土地。
“这种覆盖的新奇之处在于点云密度的增加，这将使我们获得广泛的应用。得到的平均点密度为14点/平方米，平面测量精度优于20厘米，高程测量精度优于15厘米。使用中格式摄影测量相机联合捕捉RGBN图像，也使同时获得用于给点云着色的激光雷达数据的图像成为可能。“我们对数据很满意——我们拥有我们想要的点密度、区域规格和精度。2011年，我们每平方米只有1分，现在是14分。”Tracasa的项目经理Víctor García Morales说。
再高的山也不够
纳瓦拉地区与法国接壤，位于比利牛斯山脉和埃布罗河之间，面积为10,391平方公里。尽管面积相对较小，但纳瓦拉是比利牛斯山脉控制的一个相当多样化的地区，海拔超过2400米，与埃布罗山谷的平坦冲积平原形成对比。
“纳瓦拉是操控任何机载传感器的完美区域。如果这个传感器在这里运行，在这个有植被的异质性区域，飞行计划和执行可能会非常具有挑战性，它可以在任何地方运行。”说Moisés Zalba Almándoz, Tracasa的主管。
在飞行之前，需要考虑很多方面。覆盖纳瓦拉的飞行计划最初提供了200条航线。SPL100创造了高密度点云穿透纳瓦拉的植被，地面雾和薄云，而80mp相机捕捉RGBN颜色信息。
“使用之前的技术，我们花了大约270小时飞行;使用SPL100，时间减少到170小时，点云密度增加了14倍。通过加强规划，这甚至可以进一步减少，”加西亚莫拉莱斯说。
当决策影响广泛的领域，需要详细和一致的数据，并需要以可控的成本频繁更新时，公司应该由每个数据点的成本来驱动。单光子激光雷达系统捕获每秒100万次测量，宽度为2公里。SPL100是理想的获取大面积，降低每个采集数据点的成本。
多个应用程序，多个业务
该项目在IGN的国家正射摄影区域计划(PNOA)框架内，旨在每六年更新一次全西班牙的高密度激光雷达信息。使地图数据在每个人的指尖是一个艰巨的过程，而激光雷达数据收集是拼图的一部分。没有数据处理和可视化，工作流是不可能完成的。
纳瓦拉的SPL100激光雷达数据通过HxMap进行后处理，徕卡MissionPro飞行规划软件实现了三维虚拟全球规划环境和传统的二维地图规划视图。HxMap是本项目使用的主要后处理平台，在一个接口内生成所有的LiDAR数据产品。bob综合app下载将单光子激光雷达和HxMap结合到一个工作流程中，允许专家生成各种应用的机载数据，包括:
- 生成一个数字地形模型和一个数字表面模型
- 更新制图
- 准备森林管理计划
- 绘制洪水区域和其他水文应用
- 支持应急管理计划
- 地图电线
- 向公众提供信息
