用测深的雷达制图水下地形
案例分析
作者：Reka Vasszi
用于航海目的的水深度可以追溯到古代文明。随着技术的发展，几个世纪以来，除了基于船舶的回声外，对水体的远程监控和映射越来越多，通过机载系统进行的激光雷达测深量调查，可以使用。
测深量调查使专业人员可以测量水深，绘制水下地形，对淹没植被和栖息地进行分类以及研究海洋生态，水质，污染物溢出和流体动力学。
借助4倍的测深产品线，Leica Geosystems引入了一种创新的高分辨率技术，用于浅水和沿海地图，与以前的机载系统版本相比，点密度增加了四倍。这Leica Chiroptera 4x，测深和地形激光雷达系统，捕获每秒140,000点并覆盖浅水区25米深。这款高效的沿海调查激光雷达传感器旨在为环境监测，研究和测量提供更准确的数据，即使在浑浊的水中进行了研究和测量表明，其效率映射了加拿大的约翰半岛和太平洋的汤加群岛。
改善浅水检测
新斯科舍省社区学院的应用地理研究小组（AGRG）的研究科学家蒂姆·韦伯斯特（Tim Webster）是最早使用新的Chiroptera 4X调查加拿大约翰·半岛沿海地区的人之一。
使用传统的航空摄影或基于船的Echo Sounder方法绘制浅水和沿海地区可能会成本高昂，由于水的清晰度和不可预见的天气条件而耗时和挑战。为了克服这些挑战并提高生产率和数据准确性，韦伯斯特决定在他的地球研究中使用Chiroptera 4X测深和地形激光雷达。
地球研究的目的是双重的。首先，团队映射了底栖栖息地海湾现有的水产养殖，包括贝类基础设施的地图和浮标，以估计正在生长多少生物质。
研究的第二个目标是开发流体动力模型为了帮助新牡蛎农场的租赁，并提议在海湾周围的适当地点，而不会损害敏感的Zostera码头或所谓的鳗草。鳗草床对于许多鱼类和贝类的沉积物沉积和托儿所很重要，因此它被加拿大渔业和海洋（DFO）用作生态系统健康指标。
韦伯斯特（Webster）于2014年在加拿大海事领域进行了类似的研究，以了解如何使用Leica Chiroptera II来优化浅水地形 - 伴随 - 伴随激光雷达调查的后处理。这次，教授及其团队有机会部署新的Chiroptera 4X，并将捕获的数据与2014年的结果进行比较。量化点云密度和目标识别的改善在新的Chiroptera 4X中，该团队比较了三种测量工具的捕获数据：
- Chiroptera II
- Chiroptera 4x
- Multibeam Echo Sounder。
该地理学实验涉及对不同水深的四个1立方米立方体进行目标测量，以确定三个不同传感器提供的细节和数据水平。
研究小组将Chiroptera 4X飞越海湾，收集了有关测量目标的信息，并将2014年从2014年的地形和海床数据与2018年进行的数据进行了比较。研究人员比较了三种不同的调查方法：
- 点云密度
- 正射马赛克
- 数字高程模型
- 激光振幅。
使用从波形数据得出的离散点完成了捕获数据的分析Leica Lidar调查工作室用于点云生成和清洁原始LIDAR数据的后处理软件。
“这个特殊的实验是量化Chiroptera 4X的细节的准确性和水平，我们对结果感到非常满意，”报告了韦伯斯特。“结果表明，与其他设备相比，点密度显着增加，目标细节，检测极限以及更直接的底栖点分类的潜力。”
利用Chiroptera 4X的近红外激光进行地形数据收集，并结合了用于测深的数据收集的绿色激光器，研究团队精确地捕获了水下功能和生成的虚拟现实抬高模型，以研究底栖生物栖息地。此外，研究人员提出了牡蛎养殖的可持续地点，而不会损害浮雕栖息地。
“ Chiroptera 4X的这种进步是在点密度方面显着突破它改善了我们沿海地区映射的分辨率，”韦伯斯特说。“在目标检测很重要的任何应用中，我都会看到，在水文和考古等行业中，chiroptera 4x的好处增加。”
安全可靠地通过太平洋水域
太平洋是一个极其文化多样的地区，说明了超过1000种语言的说法，但是，与之联系的是水。长期以来，海洋和沿海海洋一直是太平洋生活方式的组成部分。共享太平洋水域的人的经济，运输和文化是基于海洋提供的海军和海洋基础设施和生态系统。即使海洋导航在群岛中起关键作用，但南太平洋的图表不足。
浅水深度范围数据对于安全海洋航行以及港口，管道和沿海地区或浅离岸区域的任何其他基础设施的建设至关重要。如果没有有关水深的精确信息以及水下特征和潜艇峡谷的确切位置，则经济和可持续发展会受到负面影响。
ixblue与Project Partners Geomatics Data Solutions（现为Woolpert，Inc。）和EOMAP澳大利亚被要求绘制汤加群岛及周边地区，以提供3D水深信息并改善该地区的航海图。
该项目是太平洋地区航海计划（PRNI）的一部分，该计划是一项旨在通过太平洋安全可靠的通道的总体计划，同时保护环境并允许太平洋岛屿经济发展。该项目由新西兰外交与贸易部（MFAT）与新西兰土地信息（LINZ）合作。
汤加王国，波利尼西亚群岛，包括169岛，大约延伸800公里在南太平洋。在汤加，农业，捕鱼和林业提供了大部分就业，因此，关于土地和浅水特征的详细数据可以支持该岛集团的可持续发展。
考虑到需要高分辨率调查和图表的相对较大的面积，林茨需要一个智能解决方案，以使预算最大。ixblue与澳大利亚EOMAP和Geomatics数据解决方案一起应用了收集地形和测深数据的多传感器方法， 包括：
- 卫星来源的测深（SDB）
- 机载激光测深（ABL）
- Multibeam Echosounder（MBE）
- 潮汐量表安装和基准计算。
SDB调查是将大面积映射到可见水深的非常有效的工具，但是捕获土地和水下的高分辨率数据使用了r翅目4X ALB。
Chiroptera 4X安装在Cessna 441中，以获取汤加和尼埃的数据，包括贝弗里奇礁，覆盖了大约633平方公里的区域。地理数据解决方案专家在岸上和海上收集了高分辨率的测深和地形数据，并将roptera 4X的结果与SDB进行了比较。
“与Chiroptera II相比，具有额外密度，使我们能够运行空间算法，同时降低了我们意外地从数据集中删除海床的风险。换句话说，它提高了我们的目标识别概率，”Geomatics数据解决方案的Carol Lockhart说。
除了海底的测深数据外，通过使用Chiroptera 4X获得的意外好处数据解决方案之一是改善了土地上密集的测深量激光数据的渗透率，即使在较密的植被上也提供了完全覆盖，在该植被上，TOPO激光器没有渗透。
“本地利益相关者将收到完整的图像和Topo-Bathy数据集，因此他们还可以从新的Chiroptera 4X提供的高分辨率数据中受益，并且除了改善航海图表外，还可以将数据用于其他目的，”洛克哈特解释了。
这不同测量设备的结合方法提供了所有人的完整知识导航 - 重要功能和其他地形信息岛屿。多亏了新发行的Chiroptera的4倍技术，调查的专家是声音密度的四倍，是以前可能。
