山调用

Klöntalersee海拔848米，早在1655年，苏黎世艺术家康拉德·迈耶就受到启发，画出了第一张现代高山全景图。这座湖是由多年前的岩石滑坡造成的，两侧是2900米高的山体Glärnisch，由于其迷人的美丽，对游客和艺术家来说仍然是一个令人惊叹的景点。但不仅仅是诗人和画家认识到这片3.3平方公里的土地的潜力，它由周围的山涧提供，比如Klön。1908年，Klöntalersee在位于罗丹伯格(Rhodannberg)和萨克伯格(Sackberg)之间的东侧被一个土堆封堵，用来为周围的村庄和公司发电。

由于新建的220米长、21.5米高的土坝，堰塞湖可输送约3980万立方米的水，在需求波动和高峰时期可用于发电。

从空气到水

开创性的方法结合水文学和摄影测量,IngenieurTeam GEO GmbH计划调查该地区通过使用他们的船,测量员,徕卡呈工业无人机(UAV)的解决方案以及最先进的定位技术在瑞士徕卡呈格拉鲁斯的广州。目标是生成一个三维模型，用于精确和英寸步精确计算和模拟实际持有能力。

在所有的准备措施、审批程序和规划都完成之后，来自卡尔斯鲁厄的专家们带着配备声纳的船只前往220多公里远的湖泊，进入瑞士阿尔卑斯山，用一个常规水表来测量湖泊的污染情况。该船和徕卡地球系统无人机所做的所有测量都记录在瑞士国家坐标系统LV03中。

这艘6米长的船计划使用172条记录线，利用Reson SeaBat 8101多波束回声探测仪绘制出湖泊土壤的详细图片。测深仪以150度的角度发射声波信号，并通过测量回声经过的时间来计算水深。以每秒30次的频率，每ping 101束，水文曲线以每秒3,030个单点的方格接收高精度的河床数据。由于每个测量轨迹有三分之一的重叠，专家们在测量过程中确保了小于10厘米的精度。

但在可以收集数据之前，必须精确地校准测量系统，以避免干扰因素并正确确定结果。因此，必须在每一个部署之前调整传感器技术以减去容器的线性运动以及围绕其轴的旋转，以妨碍任何伪造。用于改进的进一步步骤以获得湖泊地面的清晰和详细的视图是将水声速分解成计算，这取决于温度和悬浮颗粒，在偶乙酸中变得尤为重要。

在船上启动和校准后，船员在第一次巡航中向海上发射到海上，以获得湖泊的第一次印象，并开始创造土壤的第一个声纳数据。遵循计划的路线并考虑湖泊的深度和质地，验船师的高技能文化照片收集了足够的信息，以创建134.837.653 x-y-z坐标的点云。总而言之，观察船的船员在五天内制作了它以纪录所有2,855,204平方米的Klöntalersee。

超出限制

不仅快速变化的天气条件和刺骨的寒冷将人与机器推到了极限，随着Glärnisch的冰川山体建设南路堤，环境也对技术进行了考验。2900米高的山体把它的影子投射到了前方。专家们担心，在靠近江边的山体陡坡上，由于Klöntalersee南侧的信号不透明，可能会失去gps信号。在这种情况下，船的位置将由放置在湖的北岸和东岸的测速仪来确定。由于湖泊的肾形，这将导致严重的问题，以获得准确的细节船的位置。

通过使用“勘测者”上的徕卡Viva GS 16 GNSS天线，多波束声纳记录的数据可以精确地分配到它们的坐标。利用其内置的smartlink技术，即使GSM网络的信号消失了，机组人员仍然能够记录高精度数据，并接收GNSS校正数据。多亏了550个通道，一个最先进的测量引擎和超现代RTK算法，无人机和舰艇的数据都可以精确地分配到测试结果。

由于它们的一般设计，岸况很难捕捉多波束装备船只。此外，在浅水区和靠近海岸的地方，损坏敏感而昂贵的传感器的风险迅速上升。为了获得体积计算和模拟的准确结果，工程师们依靠他们的无人机经验，决定通过摄影测量来捕捉海岸和堤防。

来自天空的精度

在从船上测量到湖泊的正常水位后，工程师们开始为徕卡地质系统无人机解决方案规划飞行。为了捕获与船只测量结果重叠的海岸区域，至关重要的是计划无人机在较低水位进行以下飞行。在Klöntalersee的水平被季节性地降低后，用徕卡地球系统的六轴飞行器开始了调查。

为此，荷兰国际集团的专家们。GEO团队利用内部搭建的飞行规划软件进行飞行规划，为后续飞行设置航路点，确定适合测量的参数，如高度、地面采样距离(GSD)、飞行速度、数据重叠等。为了尽可能准确地记录河岸地区经常倾斜和陡峭的地形，专家们决定对每个地区进行多次调查，以增加数据的有效性。在PC上完成飞行规划并将航路点加载到无人机内部存储后，Viva GS16将测量湖周围的地面控制点(GCP)，以便开始首次飞行。

阿尔卑斯水库的勘测再一次给人类和机器带来了挑战。除了低于0摄氏度的平均气温、快速的天气变化和低云外，拥有陡峭山坡的Klöntalersee南岸再次成为最大的挑战。无人机必须启动并降落在另一艘船上，因为陡峭的墙壁和岸边茂密的植被使飞行员无法从陆地上操作。除了敏感和可靠的技术外，飞行员的技能和稳定的手也特别重要。

尽管条件恶劣，来自卡尔斯鲁厄的研究小组在18次飞行中收集了高度精确的数据，所以在两天内就覆盖了总长度超过12公里的干海岸地带。每两秒钟拍摄一张照片，无人机以每秒4米的速度移动，专家们确保了安装在飞行多传感器平台上的相机以最高的精度记录数据。

“由于UAV的快速数据可用性，我们能够在现场评估第一个结果，”Benjamin Busse，Ingenieurteam Geo说。

技术与精度的结合

与测量船的记录一样，对基于无人机的结果进行准确的参考是非常重要的。为此,专家们Ingenieurteam GEO无人机装备一个特别RTK / GNSS模块,除了使用GS16万岁GNSS天线,这是完美的匹配工作在这些困难的条件下达到一个1 - 3厘米运用收集到的数据的准确性。

在所有的测量完成后，测量专家开始对得到的数据进行处理。多波束声纳生成的点云必须输入PDS 2000方位软件，以手动编辑和修正它们的不精确性。为了将河岸的数据整合到体积计算中，无人机创建的所有4400张高分辨率图像必须导入飞行规划软件，在那里它们与无人机的日志文件中的坐标合并。之后，在后期处理软件AgiSoft PhotoScan Pro中编辑地理参考数据，创建3D模型和点云。随后，在Autodesk应用程序AutoCAD®Civil 3D中结合了两个3D模型，以生成湖泊状况的精确模型。

使用来自3D模型的数据，工程师生成了一个精确的地图，具有客户端的高程线。通过能够产生这种精确的结果并结合两种完全不同的测量方式的调查大型和挑战性地区，工程师站在比赛中，并使用了最现代化的技术来完成工作。通过船舶和UAV生成的数据，专家能够满足客户的愿望，对详细的虚拟3D模型以及带有轮廓线的米长的情况计划。

Busse说:“我们的现代多波束系统和徕卡地球系统无人机的测量结果相结合，使我们能够非常迅速地生成高精度数据。”

对于专业人员来说，再次选择Leica Geosystems的飞行多传感器平台来重新思考传统的工作方式，是实现最佳效果的正确选择。