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水上水下無人化點云數(shù)據(jù)采集方案
4月11日，*發(fā)布了《2018年中國海洋經(jīng)濟(jì)統(tǒng)計公報》，總體來看，2018年海洋經(jīng)濟(jì)繼續(xù)保持平穩(wěn)增長，總量再上新臺階，隨著產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)不斷優(yōu)化，新興產(chǎn)業(yè)和新業(yè)態(tài)快速成長，海洋經(jīng)濟(jì)的“引擎”作用日漸凸顯。
海洋產(chǎn)業(yè)的大發(fā)展同時也對海洋測繪技術(shù)的應(yīng)用提出了更高的要求。尤其是在河流港口調(diào)查、三維航道掃測、水下地形數(shù)據(jù)采集、水下建筑物施工等領(lǐng)域，對數(shù)據(jù)的需求不僅于水下，甚至還包括部分水上數(shù)據(jù)，而且數(shù)據(jù)采集的速度還要更快，數(shù)據(jù)精度更高。
傳統(tǒng)的作業(yè)方式分開采集水上水下的地理空間信息數(shù)據(jù)，同一個項目干兩次，不僅浪費(fèi)時間，消耗大量人力成本，而且作業(yè)的效率和成果精度難以滿足實際工程的需要。更別說碰上有些人工根本無法企及的水域，作業(yè)難度成倍增加的同時，也有安全隱患。
針對以上問題，華測導(dǎo)航創(chuàng)新推出水上水下無人化點云數(shù)據(jù)采集方案，由水下部分NORBIT iWBMS多波束，水上部分NORBIT iLidar及載體華微6號無人測量船組成。
那么這套方案在實際應(yīng)用過程中，又是如何真正發(fā)揮作用的呢？
案例一：上海東海大橋
東海大橋起始于上海市浦東新區(qū)蘆潮港，北與滬蘆高速公路相連，南跨杭州灣北部海域，直達(dá)浙江嵊泗縣小洋山島，全長32.5公里，是上海市的“一號工程”。本次掃測區(qū)域位于小洋山島附近的437、438號樁周邊。
客戶需要了解東海大橋橋墩下部排樁位置的泥沙沖刷情況，以此作為橋墩是否需要拋石保護(hù)的數(shù)據(jù)依據(jù)。但因密集排樁盲區(qū)太多，傳統(tǒng)的測量方式往往導(dǎo)致數(shù)據(jù)缺失嚴(yán)重，無法提供可靠的數(shù)據(jù)依據(jù)。針對該問題，華測導(dǎo)航制定了NORBIT STX多波束搭載華微6號無人船的解決方案。
華微6號無人船靈活的船身可以靠近橋墩進(jìn)行近距離掃描，獲取橋墩周圍的高精度數(shù)據(jù)。為什么華微6號可以完成如此高難度的動作？這就要說到華微系列無人船*的直線技術(shù)。
船體內(nèi)置的慣導(dǎo)及定位模塊、配合精密算法編程，會使得船體在遭遇水流的情況下，能夠根據(jù)船體受水流的推力大小及方向，控制螺旋槳進(jìn)行自動轉(zhuǎn)向調(diào)節(jié)，從而繼續(xù)按照計劃航線進(jìn)行切流作業(yè)。轉(zhuǎn)彎時，船體會自動降速，船體的跑線與計劃線保持一致，確保作業(yè)過程中水下數(shù)據(jù)的完整性。
成果展示：
橋段排樁及水底沖刷情況展示
去掉排樁查看水底沖刷細(xì)節(jié)
案例二：日本福岡淺水碼頭
客戶想要在圖示封閉區(qū)域內(nèi)布設(shè)系纜樁，需要了解水下地形的情況。但是該區(qū)域水比較淺，部分地區(qū)不到2米，傳統(tǒng)的載人船不僅吃水深，容易擱淺，而且在這個范圍不大的封閉測區(qū)，掉頭都十分困難，更別談其他高難度操作了。因此代理商不遠(yuǎn)*來到中國尋找解決方案。
淺水游艇碼頭
華微6號搭載iWBMS多波束經(jīng)過簡單安裝調(diào)式就下水了，免去了大船固定安裝的過程。除了安裝快速，提率的關(guān)鍵在于iWBMS多波束210°超大開角的設(shè)計。
*，多波束的作業(yè)效率取決于實際水深和波束的開角掃寬，水深越深作業(yè)效率越高。而對于淺水作業(yè)，則是波束開角越大，掃寬越大，作業(yè)效率也就越高。
傳統(tǒng)多波束開角≤165°，iWBMS大開角210°，而且iWBMS波束可旋轉(zhuǎn)，邊坡也能測。
水下地形3D展示：
案例三：廣東省龍川縣東江二橋
東江是珠江水系干流之一，此次測區(qū)在龍川縣東江二橋附近的水域。由于本項目是做河道岸堤檢測以及橋墩監(jiān)測，因此不僅需要水下數(shù)據(jù)，還需要部分水上數(shù)據(jù)，傳統(tǒng)的常規(guī)操作不僅缺失了部分水上地形數(shù)據(jù)，而且無法測到橋墩的全貌，根本滿足不了項目需求。
華測導(dǎo)航工作人員帶著華微6號搭載iWBMSh STX和iLiDAR激光掃描儀趕赴現(xiàn)場，很快完成了設(shè)備的組裝、下水。因為整個方案采用高度集成的設(shè)計，免安裝校準(zhǔn)，姿態(tài)與聲吶基陣集成安裝，出廠姿態(tài)0偏差，無需再外業(yè)找斜坡水域跑校準(zhǔn)線，不但節(jié)省至少半天的工作量，操作也更加簡單。
測量過程中，華微6號保持沿測線行進(jìn)，航速穩(wěn)定在4-6節(jié)。船上的無線傳輸系統(tǒng)將船載位置、姿態(tài)、多波束聲吶數(shù)據(jù)、三維激光點云數(shù)據(jù)實時同步到岸站的電腦上，由Qinsy數(shù)據(jù)采集軟件及其他配套的顯控軟件來完成數(shù)據(jù)采集顯示、設(shè)備工作控制和測量導(dǎo)航功能。
水上水下數(shù)據(jù)無縫拼接，點云數(shù)據(jù)成果展示：
水上水下無人化點云數(shù)據(jù)采集方案是華測導(dǎo)航經(jīng)過多年市場調(diào)研和技術(shù)突破而推出的全新解決方案，一站式解決水域測量的多重難題。高精度點云成果，水上綜合精度＜2cm，水下綜合精度＜3cm。時間同步，水上水下數(shù)據(jù)無縫拼接，定位、姿態(tài)數(shù)據(jù)實時共享，節(jié)約項目開支。集成化，提率；無人化，保障人員安全。可廣泛應(yīng)用于三維航道掃測、島礁、壩體、岸提、河流港口調(diào)查、水利、水文研究等領(lǐng)域。
華測導(dǎo)航致力于推動水域測繪走向無人化、智能化，讓海洋測繪更加。