实景复制技术了解一下?能让测绘效率提升百倍!

来源:南方日报 时间:2018-07-10 分享至:
[宇辰导读]南方的转型,符合国家信息安全的大趋势。

 

在柬埔寨首都金边与西哈努克市之间,中国援建的高速公路项目正在进行前期基础测绘工作。但120公里长的区域里,大部分是热带雨林,还有20公里的山区。若使用传统方式穿越雨林测绘,5人小队1天最多只能测量4公里。若使用有人直升机载移动测量,碰上雨季,雨林的闪电高度非常低,威胁人身安全。

5月6日,南方测绘新款无人机载激光雷达SZT-R250亮相,一个架次即可测3—5公里,并且可根据天气随时调整测量计划,夜晚也可以进行测量,8天即完成外业飞行并提交分类完成的地表三维点云数据,可由此得到高精度高分辨率的数字地形模型等。

曾经研制出中国第一台全站仪、第一台静态GPS接收机、全球首个北斗三星网络CORS系统……在测绘装备自主研发道路上深耕不辍的南方测绘,是全国地理信息产业的百强榜首企业,在传统测绘装备上有着20亿元的基础销售规模。

如今,它又向高端测绘装备领域进发。经过六年潜心研发打磨、两万公里现场巡演,推出的三维激光移动测量系统,让测绘效率提升百倍。其中车机载一体化移动测量系统SZT-R1000因机身结构紧凑、重量较轻,更可无需改装直接轻松转换汽车或飞机搭载平台,而成为世界首创。

“新兴的测绘装备目前主要集中在无人机航测和三维激光测量,我们已经走通了这两部分的硬件和软件全部核心技术,现在主要是花大力气推广应用,实现无人机和三维激光的低成本产业化和应用普及化。”南方测绘集团创始人、总经理马超说,南方测绘已实现2017年三维激光相关业务收入过亿的业绩。


什么是实景复制技术?

这是继GPS技术之后的又一次技术革命


作为国内测绘装备行业的龙头企业,南方测绘曾经把电子化测绘装备引进中国,并完成自主研发,为国家、单位、个人节省了大量资金,改写了中国电子测绘装备的市场格局。“长期以来,我们关注的焦点是运用全站仪、RTK采点、CASS作图这些传统的测绘方式。但不难发现,这些传统的测绘方式有着共同的‘点’——效率不高,耗费人力。”马超说。

而要解决传统测量作业模式的效率不高、人力成本高、复杂环境不能作业等弊端,就要向高端测绘装备领域进发——三维激光移动测量系统便是其中的一种。

三维激光扫描技术是继GPS技术之后的又一次技术革命,被称为实景复制技术,获得的原始数据具有高采样率、高分辨率、高精度以及全视景、全覆盖、真三维的特点,可用于获取高精度高分辨率的数字地形模型。

“三维激光移动测量系统灵活,周期短,移动测量系统采集的数据成果,包括空间坐标点云数据及全景相片,精度可达到2厘米,满足国家规范的要求。”南方测绘集团副总经理缪小林介绍,相较于传统测绘,效率提高10倍甚至百倍以上。

以江西省赣州市崇义县4000户房屋改造升级项目为例,这里山脉纵横交错,群峰起伏,房屋沿地形而建,单栋房屋结构复杂。若仅靠传统测绘供给进行数据采集,不仅数据采集不全面,工作效率也很低。而当三维激光扫描技术介入后,外业组只需要2个人、1台地面式设备便能完工。

然而,这个领域仍依赖进口装备,设备整体价格高昂,动辄上百万元,大单位用不好,小单位用不起。为推动移动测量技术的产业化发展,国内企业进行了长时间的探索,投入大量人力物力,甚至在国外厂家也对中国移动测量普及化失去信心的时候,以南方测绘为代表的企业,走通了移动测量的全部关键环节。

“放眼国内和国际任何一个有影响力的行业展会,没有无人机、激光雷达的已经被第一梯队远远抛开,而基于这些新装备衍生的项目应用正风生水起,一个测绘工程的新业态呼之欲出。”缪小林说。


高端测绘技术如何推广普及?

世界首创背后还有2万公里“长征”


2016年,南方测绘推出“征图”系列车机载一体化、无人机载、车船载一体化、全景影像、室内外一体化5款移动测量系统,引起市场轰动。但鲜有人知道,南方测绘激光扫描移动测量技术的研发其实走了六年“长征”。

业内人士常说,测绘仪器属于光、机、电一体化的高科技产品,在国外只有制造照相机的厂家才有能力造。因此,高端测绘装备的自主研发,必须在高精度、高性能方面达到要求。

在推出产品之前,南方测绘涉猎三维激光扫描领域也已十年多,在三维激光扫描移动测量的人员、技术、市场等方面积累了大量“资本”。

2007年成立的三维激光事业部,最初走的是代理国外三维激光扫描产品的道路。从一年演示几十次成交一台,到一年销售数十套产品的成交量并承揽大量激光扫描项目;从连年亏损、减员到实现盈利,南方的三维激光团队经历了很多波折和磨难。

这与当时的测绘地理信息行业的整体环境不无关系:人工不贵且劳动力较多,全站仪、RTK大行其道。反观三维激光产品,价格昂贵,技术难度高,全中国一年的市场当量也只有十来台。

但在连续亏损的那几年,马超一直安慰三维激光团队:“坚持、等待、忍耐。”马超的想法很明确:等到三维激光扫描产品的市场行情回暖,南方测绘再加速着手自主产品的研发。

2010年,一个由四人组成的团队撸起袖子开始研发。2014年,南方测绘开始向国内的团队寻求合作,前后经历了两次失利。2016年,在引进了高学历定向人才之后,南方又重回自主研发的道路,最终一鸣惊人,推出了五款“征图”移动测量系统,其中SZT-R1000因机身结构紧凑、重量较轻,更可无需改装便轻松转换汽车或飞机搭载平台,而成为世界首创。

然而,南方的移动测量系统能用吗?性能是否稳定?这是“征图”面世后,一些人发出过疑问。

2017年1月20日,南方测绘“征图”移动测量系统全国巡演呼和浩特站圆满举行,意味着持续三个月的全国巡演正式告一段落。至此,“征图”巡演的“长征”走过30城,总行程超过两万公里。

“征图”始于2016年10月,11人、3辆车、5款三维激光扫描移动测量设备,从冰城哈尔滨开始,由北往南、由东至西,依次前往各省会城市进行巡演。每一场巡演都邀请了各省对移动测量技术及应用有切实需求和实际经验的用户单位、专家学者们参加,移动测量技术的便捷和高效得以直观展现。

30场巡演和累计100多次拆装及测试,南方测绘在外界的质疑中交出了亮丽的成绩单。其中,巡演行进至青海省时,合作伙伴要求“征图”进行了170公里道路扫描的验证,结果显示,精度90%以上在3cm以内,100%在5cm以内。用户单位感叹:“你们的精度比进口设备的都高!”


观点


武汉大学测绘学院教授陶本藻:

推动中国测绘装备往高端发展

“共享单车、快递和手机导航都需要位置服务,都离不开测绘,曾经的小行业已经发展到千亿的大产业”。在武汉大学测绘学院教授陶本藻看来,国家的大发展带来了测绘的大发展。从智慧城市建设、城市地下管线普查到不动产登记、农村土地确权登记,还有接下来的三调,特别是“一带一路”建设,工程项目的增加、大数据处理能力的提升,都需要企业积极参与。

“南方的转型,符合国家信息安全的大趋势。”据陶本藻观察,国家的高速发展、社会的进步,对具有自主知识产权、自主可控的地理信息技术和设备有了更广泛的需求,对从软硬件基础上加强安全保障,杜绝安全漏洞等问题格外重视。无人机和三维激光等新兴技术,虽然应用的门槛很高、价格很高,很难普及,但是三维激光的自主研发生产能力并不比国外差,精度都能达到要求。

陶本藻认为,在无人机和三维激光产品的研发和批量生产、市场推广方面,南方测绘重视三维激光移动测量和无人机新兴技术,符合当前智能交通、智慧城市等市场需求。“现在用户使用得最多的仍然是全站仪和RTK、地基增强系统,南方测绘已经达到了中国第一,接下来要推动中国测绘装备往高端发展,服务于国家建设,服务‘一带一路’建设”。

 

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