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2021.04.11
两家公司，一个愿景 Quantum Spatial 与RIEGL 加强伙伴关系的力度
两家公司，一个愿景
Quantum Spatial 与 RIEGL 加强伙伴关系的力度
背景
在Quantum Spatial（QSI），我们是3D雷射扫描/光达技术的早期采用者，也是北美最具规模的地理信息服务公司。我们在1995年完成了第一个光达项目，该项目使用了配备2 KHz雷射（每秒2千点）的机载系统。如今，雷射发射器通常以2 MHz(每秒2百万点）的频率(PRR)运行，即以快1000倍的速率运行。第一个项目使我们能够在冬季绘制山区运输廊道的地图，但由于明显的阴影和低的太阳角度，摄影测量方法被排除在外。这项崭新的技术使道路施工可以按计划提前一年进行，这不是传统方法所能提供的。
2008年，我们进入了基于地面的移动制图测绘，从而满足了道路，铁路和公用事业分配项目对高精度，高密度点云和图像的需求。这是一个很好的学习机会，因为与机载技术相比有很多相似之处，但是在设备校正，视距和GPS中断方面引入了许多新挑战，这对轨迹产生了影响。
2012年，随着RIEGL VQ-820-G传感器的推出，我们进入了浅水地形透水光打技术。再次，在这个领域中有一些挑战和经验教训。增加可见光雷射（绿色）并需要飞得很低，同时又增加了对水质和底部反射率的大量需求，这带来了更多的数据获取工作挑战。
Cessna安装 RIEGL VQ-1560i
佛罗伦萨飓风–
第二个是2018年飓风佛罗伦萨之后大西洋沿岸的地形测深光达扫描。QSI与分包商一起使用了四个RIEGL传感器（2个VQ-880-G2，VQ-880-GH，VQ-880-G +）在2019年和2020年收集了从弗吉尼亚海滩到默特尔海滩的5,541平方英里的数据，包括帕姆利科和阿尔伯马尔峡湾的后湾。在沿海各郡因COVID-19大流行而关闭时，所有这些工作都得以完成。虽然QSI只有二个VQ-880-G2透水光达，但加上从RIEGL借用VQ-880-GH ，从而可以在合理的时间内完成对大型项目区域的数据采集。RIEGL可以持续为我们提供问题释疑，故障排除和传感器修复，这是保持项目进展和降低成本的宝贵资源。
展望未来
Quantum Spatial提供的每个解决方案几乎都是基于3D技术和其下游分析。包括用来绘制自然和建筑环境地图的机载光达和透水地形光达、道路、铁路和路旁公用设施的车载移动制图系统；摄影测量学则用于专业应用和障碍物分析；而无人载具系统，则用在较小的项目区域中实现最高的密度和精度。
在过去的五年中，我们见证了技术的飞速发展，没有理由相信这种情况将会改变。这种增长将分为几大类，包括：新功能，增强的性能和小型化。这三个方面都有很好的案例。第一个方法为解决旧问题开辟了新途径。变电站应用中的热像仪使我们能够在出现故障之前检测出故障组件，而在冬季，机载热像仪拍摄使我们能够侦测到无人居住的房屋和建筑物。
在增强性能方面，过去15年中，光达系统中的近红外雷射发射频率已从50 kHz移至2 MHz (现为4MHz)，将数据采集时间减少到了原来的几分之一，或使得我们从直升机转换为固定翼飞机，为高密度项目提供了显著的效率。
最后，随着我们转为使用更小的无人机平台进行数据采集，所以小型化传感器至关重要。今天的无人机光达传感器提供了三年前闻所未闻的准确性和功能。我们刚刚完成了一个研究项目，在距地面250英尺高度的95％信心水平下，于路面上实现了1英寸（2.54公分）的垂直精度。这可以与车载移动测绘或地面型光达实现的成果相媲美。
Quantum Spatial 与 RIEGL 加强伙伴关系的力度
背景
在Quantum Spatial（QSI），我们是3D雷射扫描/光达技术的早期采用者，也是北美最具规模的地理信息服务公司。我们在1995年完成了第一个光达项目，该项目使用了配备2 KHz雷射（每秒2千点）的机载系统。如今，雷射发射器通常以2 MHz(每秒2百万点）的频率(PRR)运行，即以快1000倍的速率运行。第一个项目使我们能够在冬季绘制山区运输廊道的地图，但由于明显的阴影和低的太阳角度，摄影测量方法被排除在外。这项崭新的技术使道路施工可以按计划提前一年进行，这不是传统方法所能提供的。
2008年，我们进入了基于地面的移动制图测绘，从而满足了道路，铁路和公用事业分配项目对高精度，高密度点云和图像的需求。这是一个很好的学习机会，因为与机载技术相比有很多相似之处，但是在设备校正，视距和GPS中断方面引入了许多新挑战，这对轨迹产生了影响。
2012年，随着RIEGL VQ-820-G传感器的推出，我们进入了浅水地形透水光打技术。再次，在这个领域中有一些挑战和经验教训。增加可见光雷射（绿色）并需要飞得很低，同时又增加了对水质和底部反射率的大量需求，这带来了更多的数据获取工作挑战。
佛罗伦萨飓风 关注区(AOI)
技术资产
我们所拥有的设备非常重要，因为这些工具使遥感方法能够为客户提供所需的答案。我们有9套地形机载光达系统；3套透水机载光达系统，4套多光谱照相机，3套高光谱仪，1套移动测绘系统和1个热红外传感器。随着技术变化的步伐必须不断投资新的传感器。除了其中两个传感器以外，所有这些传感器都是在最近两年内购买的。
我们的软件整合市售软件以及内部创新开发团队开发的专有软件。这包括TerraSolid，Vexcel，RIEGL，Esri和许多其他遥感程序。
我们与许多不同的传感器制造商合作有着悠久的历史，在我们的采购中使用他们的硬件。RIEGL是大多数地型和透水光雷达应用的首选传感器。他们一直在努力突破技术极限，其创新使我们能够以诱人的价格为客户提供先进的解决方案。
我们已经认识了他们的大部分研究和工程团队。他们在开发新技术时向我们咨询，并意识到我们的见识和经验对他们具有重要的价值。
工作流程整合
RIEGL的软件从其传感器硬件中提取出最大的效能。它们提供了有用的GUI，可以提取和校准各个任务和小型项目的数据。他们甚至拥有专门的工具来整合相机数据并折射测深数据。
在我们处理的项目规模上，我们发现使用RIEGL命令行界面更为有效，该界面允许使用RiPROCESS GUI中产生的优化项目参数。这使我们能够将RIEGL处理命令整合到批处理脚本工作流程中。这将创建一个灵活且可扩展的工作流程环境，从而提高我们的数据速度和质量。
Q-AURA: QSI采集数据更新和审查申请平台: 正追踪3个项目，包括7架以上飞机和传感器以及地勤人员。
在个别的反射/带宽甚至航高上，没有什么需要来改善RIEGL软件解决方案。但是，在进行大规模多架次项目和其他更专业的流程时，我们已经开发了内部工具来将数据处理为最高标准。RIEGL在其仪器上校准的反射率有助于提供标准化强度值，该强度值扩展了许多项目除了X,Y和Z之外，还有更多的分析。
项目案例研究
以下是最近的项目，它们是RIEGL技术的应用和所提供优点的很好的例子。
优胜美地–
关于数据质量–由于对文化的关注度很高，因此在该项目中使用VQ-1560i系列使我们能够在特别关注的目标区上实现每平方公尺超过100 点的点密度。我们的数据分析人员能够识别的详细信息包括受欢迎的攀岩墙上的攀岩装备和空旷地区的背包客。
数据采集–在诸如优胜美地这样的陡峭地形上使用RIEGL VQ-1560i的主要优势来自无盲区数据采集能力，这使我们能够在一个航高内覆盖大范围的地形变化。VQ-1560i的另一个重要优点是并行线交叉扫描成图提供的不同视角。我们能够捕捉到一些几乎是垂直的物体上令人难以置信的细节（如我们绘制了Half Dome的垂直岩面）。最后，我们能够利用VQ-1560i的高发射频率获取每平方公尺40~50点的优胜美地山谷。要是能使用新采购的VQ-1560II会更有趣，不过当我们扫描优胜美地时，新款VQ-1560II (PRR:400Mhz)还不存在，真是可惜。
我们的软件整合市售软件以及内部创新开发团队开发的专有软件。这包括TerraSolid，Vexcel，RIEGL，Esri和许多其他遥感程序。
我们与许多不同的传感器制造商合作有着悠久的历史，在我们的采购中使用他们的硬件。RIEGL是大多数地型和透水光雷达应用的首选传感器。他们一直在努力突破技术极限，其创新使我们能够以诱人的价格为客户提供先进的解决方案。
我们已经认识了他们的大部分研究和工程团队。他们在开发新技术时向我们咨询，并意识到我们的见识和经验对他们具有重要的价值。
工作流程整合
RIEGL的软件从其传感器硬件中提取出最大的效能。它们提供了有用的GUI，可以提取和校准各个任务和小型项目的数据。他们甚至拥有专门的工具来整合相机数据并折射测深数据。
在我们处理的项目规模上，我们发现使用RIEGL命令行界面更为有效，该界面允许使用RiPROCESS GUI中产生的优化项目参数。这使我们能够将RIEGL处理命令整合到批处理脚本工作流程中。这将创建一个灵活且可扩展的工作流程环境，从而提高我们的数据速度和质量。
Q-AURA: QSI采集数据更新和审查申请平台: 正追踪3个项目，包括7架以上飞机和传感器以及地勤人员。
在个别的反射/带宽甚至航高上，没有什么需要来改善RIEGL软件解决方案。但是，在进行大规模多架次项目和其他更专业的流程时，我们已经开发了内部工具来将数据处理为最高标准。RIEGL在其仪器上校准的反射率有助于提供标准化强度值，该强度值扩展了许多项目除了X,Y和Z之外，还有更多的分析。
项目案例研究
以下是最近的项目，它们是RIEGL技术的应用和所提供优点的很好的例子。
优胜美地–
关于数据质量–由于对文化的关注度很高，因此在该项目中使用VQ-1560i系列使我们能够在特别关注的目标区上实现每平方公尺超过100 点的点密度。我们的数据分析人员能够识别的详细信息包括受欢迎的攀岩墙上的攀岩装备和空旷地区的背包客。
数据采集–在诸如优胜美地这样的陡峭地形上使用RIEGL VQ-1560i的主要优势来自无盲区数据采集能力，这使我们能够在一个航高内覆盖大范围的地形变化。VQ-1560i的另一个重要优点是并行线交叉扫描成图提供的不同视角。我们能够捕捉到一些几乎是垂直的物体上令人难以置信的细节（如我们绘制了Half Dome的垂直岩面）。最后，我们能够利用VQ-1560i的高发射频率获取每平方公尺40~50点的优胜美地山谷。要是能使用新采购的VQ-1560II会更有趣，不过当我们扫描优胜美地时，新款VQ-1560II (PRR:400Mhz)还不存在，真是可惜。
Cessna安装 RIEGL VQ-1560i
佛罗伦萨飓风–
第二个是2018年飓风佛罗伦萨之后大西洋沿岸的地形测深光达扫描。QSI与分包商一起使用了四个RIEGL传感器（2个VQ-880-G2，VQ-880-GH，VQ-880-G +）在2019年和2020年收集了从弗吉尼亚海滩到默特尔海滩的5,541平方英里的数据，包括帕姆利科和阿尔伯马尔峡湾的后湾。在沿海各郡因COVID-19大流行而关闭时，所有这些工作都得以完成。虽然QSI只有二个VQ-880-G2透水光达，但加上从RIEGL借用VQ-880-GH ，从而可以在合理的时间内完成对大型项目区域的数据采集。RIEGL可以持续为我们提供问题释疑，故障排除和传感器修复，这是保持项目进展和降低成本的宝贵资源。
展望未来
Quantum Spatial提供的每个解决方案几乎都是基于3D技术和其下游分析。包括用来绘制自然和建筑环境地图的机载光达和透水地形光达、道路、铁路和路旁公用设施的车载移动制图系统；摄影测量学则用于专业应用和障碍物分析；而无人载具系统，则用在较小的项目区域中实现最高的密度和精度。
在过去的五年中，我们见证了技术的飞速发展，没有理由相信这种情况将会改变。这种增长将分为几大类，包括：新功能，增强的性能和小型化。这三个方面都有很好的案例。第一个方法为解决旧问题开辟了新途径。变电站应用中的热像仪使我们能够在出现故障之前检测出故障组件，而在冬季，机载热像仪拍摄使我们能够侦测到无人居住的房屋和建筑物。
在增强性能方面，过去15年中，光达系统中的近红外雷射发射频率已从50 kHz移至2 MHz (现为4MHz)，将数据采集时间减少到了原来的几分之一，或使得我们从直升机转换为固定翼飞机，为高密度项目提供了显著的效率。
最后，随着我们转为使用更小的无人机平台进行数据采集，所以小型化传感器至关重要。今天的无人机光达传感器提供了三年前闻所未闻的准确性和功能。我们刚刚完成了一个研究项目，在距地面250英尺高度的95％信心水平下，于路面上实现了1英寸（2.54公分）的垂直精度。这可以与车载移动测绘或地面型光达实现的成果相媲美。
雨后天晴, 摄于北卡罗来纳州威尔明顿
总而言之，我们相信随着传感器成本的不断降低和连接性的提高，我们将在某些领域看到令人印象深刻的变化。想象有一天，我们可以透过5G和6G技术上传大量数据，以使用AI进行分析，从而可以在多种资产设施上安装低成本传感器以全面监视状况，这将开始达到近乎实时的威胁或风险分析。当地面开始位移，一棵树会使输配电线路置于危险之中。在大火发生之前，先检测出小火或在冬季危险道路状况发生前被检测，并警告驾驶员，避免发生重大事故。很快，解决方案将不受我们的想象力限制。
感谢以下作者：
Alexa Ramirez，eGIS项目经理
Colin Cooper，高级技术领域专家
Andres Vargas，技术专家
原文网址
感谢以下作者：
Alexa Ramirez，eGIS项目经理
Colin Cooper，高级技术领域专家
Andres Vargas，技术专家
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