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2023.10.04
准确、效率 、一致性,是当今最佳光达传感器的要求。
这个访谈提供了NV5的内部观点。NV5是一间为全世界公共或私人客户提供技术、合格性评估和咨询解决方案的的领导供货商。这是由受访者提供的说法。
在1990年代,商用光达进入了地理空间服务领域,随着全球定位系统(GPS)的成熟和惯性导航技术的引入,它成为了一项可行的技术。NV5几乎立即进入了这个市场。我们的第一代传感器具有每秒2千赫兹的脉冲速率,虽然这与我们现今技术相比显得相形见绌。但这是一个令人印象深刻的开始。
我们从未停滞,迅速成长为现今全球最大、最有能力的光达服务供货商之一。在过去的25年里,我们不断升级我们的机载传感器,于2000年代中期增加了地面移动测绘的能力,并于2013年RIEGL首次推出的透水光达时我们就采用了。我们多元化了我们的扫描平台,除了我们的固定翼飞机,亦增加了直升机和无人机系统。几年前,我们开始整合机器人系统,将光达与可见光和热红外相机结合起来,用以对孤立地点进行远程检查。光达在我们为客户提供的服务中扮演着关键的角色。
对于水深测量作业,我们使用的传感器之一是RIEGL VQ-880G II透水光达。同样的,对于这项专业技术,我们是非常早期的采用者,当第一批商用传感器推出时几乎立刻就采购了多台传感器。
我们的软件套装包含了许多贡献者像是RIEGL后处理软件、TerraSolid的现成模块、BayesMap解决方案、Esri和由我们内部研发工程师开发的许多客制化的应用程序。
技术选择过程
多年来,我们与所有光达制造商保持密切合作,并在不同时期拥有所有供货商的传感器技术。然而,最近我们几乎专注于RIEGL的传感器,因为它们对于我们承接的各种项目中具有最佳的性能特征。
在评估技术时,我们考虑了许多因素。这包括了有效实现非常高的点密度和精确的三维精度的能力。我们也需要能够穿透茂密的植被;在测深应用中达到更大的深度;适应城市和农村计划的环境;以及在平坦和陡峭地形中表现良好。传感器的可靠性至关重要,因为在扫描过程中失去一台传感器可用,导致增加2至3周的实际成本可能对我们的项目计划造成灾难性的影响。最后,将原始数据转移至智能点云的后续工作流程必须适合我们的生产环境。
2019年,NV5地理空间部门与森林恢复实验室(Forest Resilience Laboratory)和西雅图华盛顿大学(University of Washington, Seattle)的研究人员合作,获得了在加州内华达山脉优胜美地国家公园的高分辨率高程模型。这些数据是透过RIEGL VQ-1560 II传感器以每平方公尺60点(ppsm)的最大密度扫描的。
高海拔地区对直升机的操作带来了重大挑战,因为引擎很难在更高的高度下运作。我们在海拔16,000英呎到23,000英呎的范围内,仅飞行于地表上方700英呎的高度并获取了详细的高程模型。冰川的许多部份几乎都是垂直的,我们能够将RIEGL VQ-480 II传感器安装在45度的视角上,以确保近乎完美的数据采集,特别是在崎岖的冰瀑区域。我们相信这次的数据采集创下了光达扫描的最高高度的新记录。
考古学家藉这些资料在哥伦比亚北部发现了一些过去不为人知的遗址。这些数据也被国家地理频道用于制作《失落古城》(Lost Cities With Albert Lin)系列。
RIEGL传感器是每个项目得以成功的重要部份。对于优胜美地项目,VQ-1560 II非常适合崎岖的地形,穿透具有挑战性的植被,并且可提供相对于其他传感器保守估计20%的成本效益。VQ-480 II非常适合坤布冰川,因为它的尺寸较小,且在高达23,000英呎的极端温度下运作得非常好。使用具有交叉模式的小型VUX-1并飞行在非常低的高度,可以让我们有效穿透茂密的丛林树冠。更重要的是,我们多样化的光达传感器套装可以让我们选择正确的技术来面对每个项目的特定挑战。
3D技术的未来用途我们的规模和服务的多元性的优势之一是能够资助新技术和解决方案的研究。我们的专业人员总是会寻找更好的方法来面对挑战并密切关注3D技术的发展。
其中一些进步将会是传感器技术的进步、效率提升和新功能的结果。其他则是来自我们从数据中获得答案的方式。更高的分辨率和更好的精度可以让我们解决几年前使用遥感技术无法解决的问题。过去5年我们在人工智能和机器学习方面的进展更加令人印象深刻,并且正在解锁新的可能性。包括增加远程检查和分析的频率;将人员从危险的项目环境中撤离;或引进新的解决方案来改善我们客户的流程与其消费者的生活。未来是非常光明的。
在1990年代,商用光达进入了地理空间服务领域,随着全球定位系统(GPS)的成熟和惯性导航技术的引入,它成为了一项可行的技术。NV5几乎立即进入了这个市场。我们的第一代传感器具有每秒2千赫兹的脉冲速率,虽然这与我们现今技术相比显得相形见绌。但这是一个令人印象深刻的开始。
我们从未停滞,迅速成长为现今全球最大、最有能力的光达服务供货商之一。在过去的25年里,我们不断升级我们的机载传感器,于2000年代中期增加了地面移动测绘的能力,并于2013年RIEGL首次推出的透水光达时我们就采用了。我们多元化了我们的扫描平台,除了我们的固定翼飞机,亦增加了直升机和无人机系统。几年前,我们开始整合机器人系统,将光达与可见光和热红外相机结合起来,用以对孤立地点进行远程检查。光达在我们为客户提供的服务中扮演着关键的角色。
- 技术总览
对于水深测量作业,我们使用的传感器之一是RIEGL VQ-880G II透水光达。同样的,对于这项专业技术,我们是非常早期的采用者,当第一批商用传感器推出时几乎立刻就采购了多台传感器。
我们的软件套装包含了许多贡献者像是RIEGL后处理软件、TerraSolid的现成模块、BayesMap解决方案、Esri和由我们内部研发工程师开发的许多客制化的应用程序。
技术选择过程
多年来,我们与所有光达制造商保持密切合作,并在不同时期拥有所有供货商的传感器技术。然而,最近我们几乎专注于RIEGL的传感器,因为它们对于我们承接的各种项目中具有最佳的性能特征。
在评估技术时,我们考虑了许多因素。这包括了有效实现非常高的点密度和精确的三维精度的能力。我们也需要能够穿透茂密的植被;在测深应用中达到更大的深度;适应城市和农村计划的环境;以及在平坦和陡峭地形中表现良好。传感器的可靠性至关重要,因为在扫描过程中失去一台传感器可用,导致增加2至3周的实际成本可能对我们的项目计划造成灾难性的影响。最后,将原始数据转移至智能点云的后续工作流程必须适合我们的生产环境。
- 系统整合
- 项目简介 优胜美地(Yosemite)
2019年,NV5地理空间部门与森林恢复实验室(Forest Resilience Laboratory)和西雅图华盛顿大学(University of Washington, Seattle)的研究人员合作,获得了在加州内华达山脉优胜美地国家公园的高分辨率高程模型。这些数据是透过RIEGL VQ-1560 II传感器以每平方公尺60点(ppsm)的最大密度扫描的。
- 坤布冰川(Khumbu Glacier)
高海拔地区对直升机的操作带来了重大挑战,因为引擎很难在更高的高度下运作。我们在海拔16,000英呎到23,000英呎的范围内,仅飞行于地表上方700英呎的高度并获取了详细的高程模型。冰川的许多部份几乎都是垂直的,我们能够将RIEGL VQ-480 II传感器安装在45度的视角上,以确保近乎完美的数据采集,特别是在崎岖的冰瀑区域。我们相信这次的数据采集创下了光达扫描的最高高度的新记录。
- 哥伦比亚的考古发现
考古学家藉这些资料在哥伦比亚北部发现了一些过去不为人知的遗址。这些数据也被国家地理频道用于制作《失落古城》(Lost Cities With Albert Lin)系列。
RIEGL传感器是每个项目得以成功的重要部份。对于优胜美地项目,VQ-1560 II非常适合崎岖的地形,穿透具有挑战性的植被,并且可提供相对于其他传感器保守估计20%的成本效益。VQ-480 II非常适合坤布冰川,因为它的尺寸较小,且在高达23,000英呎的极端温度下运作得非常好。使用具有交叉模式的小型VUX-1并飞行在非常低的高度,可以让我们有效穿透茂密的丛林树冠。更重要的是,我们多样化的光达传感器套装可以让我们选择正确的技术来面对每个项目的特定挑战。
3D技术的未来用途我们的规模和服务的多元性的优势之一是能够资助新技术和解决方案的研究。我们的专业人员总是会寻找更好的方法来面对挑战并密切关注3D技术的发展。
其中一些进步将会是传感器技术的进步、效率提升和新功能的结果。其他则是来自我们从数据中获得答案的方式。更高的分辨率和更好的精度可以让我们解决几年前使用遥感技术无法解决的问题。过去5年我们在人工智能和机器学习方面的进展更加令人印象深刻,并且正在解锁新的可能性。包括增加远程检查和分析的频率;将人员从危险的项目环境中撤离;或引进新的解决方案来改善我们客户的流程与其消费者的生活。未来是非常光明的。

图1-优胜美地项目中植被的横切面清晰地显示了从树冠顶部到自然地面的结构细节。

图2-可侧向扫描的RIEGL光达装备在Eurocopter AS350B3e直升机的前方用来获取资料,珠穆朗玛峰为此次扫描提供了绚丽的背景。
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