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【新品實測】GreenValley LiAir X3H 應用於重劃區掃描與點雲處理

已更新:2月6日

GreenValley LiAir X3H 重點實測說明


自2022年GreenValley LiAir X3H上市後,至今已累積不少海內外的使用者,簡易的操作流程以及輕巧的重量,讓初學者也能輕鬆上手,機器本身自帶雙GNSS天線,不論搭載各種無人機皆能達到良好的精度表現,空載光達在國外市場上也是深受好評且具有前瞻性,有關 LiAir X3H的詳細規格可參考我們之前所撰寫的新品介紹】超高性價比無人機空載光達問世 LiAir X3H,本文想與各位分享翔隆團隊近期使用無人機空載光達LiAir X3於新北市淡水八里重劃區周圍進行實際掃描的測試成果,並就LiAir X3H在都市區域掃描上的表現以及LiGeoReference資料解算流程進行說明。

本次任務參數設計如下:


掃描航高為120m,側向重疊率為60%,採用重複式掃描模式,飛行速度為4m/s,掃描頻率為160KHZ。掃描同時架設GPS儀器於已知點接收靜態資料,以獲得更加精確的測量成果。掃描範圍共約42公頃,掃描時間為30分鐘。


LiGeoReference解算


完成資料蒐集後,我們使用LiGeoReference進行資料解算。LiGeoReference為GreenValley公司自家開發的點雲資料定位預處理軟體,主要功能包括掃描軌跡POS解算、點雲對位、相機方位解算、雷射掃描軸角率定(Boresight Calibration)、軌跡平差計算(Trajectory Adjustment)、分析報表產製及其他基本點雲處理項目,如量測與編輯功能。經過解算後的掃描成果才能取得正確的位置坐標,方能與其它圖資套疊,進一步深入應用。


軌跡POS解算


LiGeoReference操作介面

控制點座標導入

軌跡段選取

軌跡段展點


軸角率定(Boresight Calibration)與軌跡平差(Trajectory Adjustment)解算


各航帶間點雲經軌跡解算後,重疊區域在高程與平面上勢必會有些許誤差,軸角率定與軌跡平差可消除航帶間點雲對位誤差,使成果更加準確有一致性。如下圖顯示,原始點雲剖面成果,因點雲在垂直與平面方向無法對齊關係,使點雲產生厚度,同一平面上的點雲方向不一致,經過校正後的點雲整齊劃一,也較能反映實際物體三維平面實際位置。

原始掃描點雲剖面圖

進行軸角率定後(Boresight Calibration)及軌跡平差後(Trajectory Adjustment)


相機方位解算與點雲上色


待確認點雲位置正確後,便可將相機同步拍攝照片,反投影至點雲上,以取得點雲在自然界中之真實色彩,可清楚辨識道路標線及地物類別。除以真實色彩上色外,點雲資料於軟體中亦可使用高度、反射率、分類類別及回波數等指標進行上色。

掃描成果著色前

掃描成果上色後

掃描成果上色後


此次掃描過程也巧遇施工中的地下工地,因此也意外取得地面下工地點雲成果。不過礙於地下工程被掃描到的部位有限,針對更細部的掃描我們推薦使用 GreenValley Ligrip H120 !


精度報告


LiGeoReference提供檢核點匯入功能,使用者可自行點選檢核點並分析精度成果。本次任務實測結果平均坐標誤差於X方向為3.5cm,Y方向為2.8cm,Z方向為5.1公分。除儀器掃描本身誤差外,檢核點選取點位亦可能有所影響,檢核點實測方式為以VBS-RTK方式測量地面特徵點位(如斑馬線角點),X3掃描點位並不一定總是能掃描到實測的點位,導致選取位置與實際位置有落差,影響整體精度表現。整體來說,精度符合我們對此儀器的期待。除檢核點測量外,軟體本身也有針對軌跡解算成果進行精度分析的功能,如POS品質及位置精確度等,可得知掃描同時PPK資料蒐集的正確性。

檢核點展點

誤差分析

軌跡POS精度分析


測量工具


解算後的點雲帶有真實三維坐標,LiGeoReference亦提供距離、面積、體積量測。

單位面積內點雲密度計算

距離計算

面積量測

體積量測


Lidar360製作數值地表模型DSM/數值高程模型DEM


將解算完成後的資料導入GreenValley點雲後處理軟體LiDAR360,進行地面點分類產製DSM與DEM。

數值地表模型(DSM)

數值高程模型(DEM)


無人機空載光達 GreenValley LiAir X3H 實測性能優異


空載光達資料的優勢,在於可短時間內產製大範圍的三維地形資料(如DSM與DEM),另外光達本身的穿透性也可讓樹林遮蔽區域能獲得地表資訊,本次GreenValley LiAir X3H實測不論在任務執行的前期整備效率與後期的數據成果精度皆能符合我們期待,後續翔隆航太團隊也預計安排其他掃描測試(如山坡地、崩塌地等等),屆時會再與大家分享測試成果,若您有興趣了解產品也歡迎隨時與我們聯繫。


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後續將為大家帶來更多無人機相關測試報告。



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