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總體而言,本研究中,利用無人機測繪技術(shù)和三維激光掃描儀技術(shù)分別獲取的DOM數(shù)據(jù)具有較高的精度,中誤差均控制在0.020m以內(nèi),滿足1∶200比例尺的沙灘剖面地形測量精度要求(中誤差限0.200m)。在高程數(shù)據(jù)獲取方面,三維激光掃描儀獲取的高程數(shù)據(jù)中誤差控制在0.200m以內(nèi),滿足《海洋工程地形測量規(guī)范》中規(guī)定的高程精度要求(中誤差限0.200m),但無人機的精度較三維激光掃描儀差,無法滿足該要求。
⒉測量剖面分析
本研究利用人工測量、無人機技術(shù)和激光掃描儀技術(shù)所獲取的測量數(shù)據(jù),分別繪制沙灘典型剖面圖(圖7)。可以看出,利用激光掃描儀獲取的剖面形態(tài)與人工測量剖面的基本重合,整體偏差較小。利用無人機航拍獲取的剖面曲線整體位于人工測量剖面上方,可見無人機測量高程普遍大于人工測量高程。無人機與人工測量剖面高程互差最大值為0.697m,掃描儀與人工測量的高程互差最大值為0.315m。相對而言,在近岸15m左右的研究區(qū)內(nèi),3種方法所獲取的測量數(shù)據(jù)契合度較好,離岸區(qū)無人機測量數(shù)據(jù)的高程偏差較大。
圖7 無人機測量、激光掃描與人工測量方法的沙灘剖面對比
⒊討論
本研究采用無人機航拍和三維激光掃描技術(shù),對天泉灣沙灘進行剖面測量,得到測區(qū)DOM及高程數(shù)據(jù),并以常規(guī)人工測量的方式,進行作業(yè)成果的檢核。
實踐表明,三維激光掃描儀獲取的DOM數(shù)據(jù)可以滿足1∶200比例尺地形測量平面精度要求,高程數(shù)據(jù)也滿足《海洋工程地形測量規(guī)范》規(guī)定的高程精度要求(中誤差限0.200m),在沙灘剖面地形監(jiān)測業(yè)務(wù)化生產(chǎn)作業(yè)中具有良好的應(yīng)用空間。無人機航攝獲取的平面位置數(shù)據(jù)精度也能夠達到1∶200比例尺的地形測量精度要求,但高程數(shù)據(jù)誤差在-0.697~0.086m之間,中誤差為0.313m,無法滿足《海洋工程地形測量規(guī)范》要求。
三、結(jié)論
利用無人機航拍及三維激光掃描儀技術(shù),開展沙灘剖面測量,對測量區(qū)域?qū)崿F(xiàn)全面覆蓋,具有傳統(tǒng)人工實測方法所不能比擬的優(yōu)勢。應(yīng)用結(jié)果表明,在沙灘地形剖面監(jiān)測方面,三維激光掃描技術(shù)精度較高,但地面三維掃描影像制作難度大,測量掃描過程較繁瑣,易受視場角限制,結(jié)果存在掃描噪點和盲區(qū)。無人機航拍操作簡便,可以快速獲取測區(qū)影像,相對三維激光掃描儀,不存在盲區(qū),且點云處理也簡單快捷,但其高程數(shù)據(jù)測量精度有待提高。
在實踐中,可以通過無人機航攝得到的數(shù)據(jù)進行內(nèi)插,補充三維激光掃描數(shù)據(jù)存在的盲區(qū)或漏洞;也可以在激光掃描儀進行點云數(shù)據(jù)采集時,同軸同步采用RTK測量掃描站的站點坐標,采用地物點粗拼接與基于平面的ICP精確配準的兩級拼接策略;采用測塊四角或周邊RTK點進行點云整體坐標轉(zhuǎn)換,簡化激光掃描儀操作流程。通過結(jié)合人工測量、無人機攝影及三維激光掃描技術(shù)各自的優(yōu)勢,將沙灘的所有實景信息復制到計算機上,提高野外測量效率,實現(xiàn)沙灘監(jiān)測的高效性、準確性和全面性,為沙灘整治修復決策提供數(shù)據(jù)支持。