《实景三维中国建设总体实施方案
(2022-2025年)》
根据《实景三维中国建设总体实施方案(2022-2025年)》要求,地方层面需要完成优于2米格网DEM与DSM制作。实施方案中也专门介绍了基于激光雷达(LiDAR) 点云数据生产DEM、DSM。
具体流程如下:
用激光雷达技术进行DEM构建已经得到广泛普及,在理想情况下1人1天可以完成5-6km2的内业工作。但面对1天上百平方公里的外业采集,内外业工作效率差距大的困境,目前只能依靠大量的人员才能拉平。
在某省的实际项目生产中,面对全省几千平方公里的1:2000DEM生产,1人5-6km²的生产效率根本无法在一天内完成,那么是否有可能提升生产效率至一人一天30km²,且保质保量完成工作任务呢?
一般生产流程
以上生产流程中存在哪些问题导致了效率无法提升呢?
1
流程乱
从图中可以看到,传统的生产流程中人工操作和电脑运算混在一起,导致工作中出现人等电脑或者电脑等人的情况,由此拉长了不必要的工作时间。
2
管理繁
现有市面上的点云处理软件缺少项目管理功能,在大项目中,多人作业协同不便,只能靠人工管理。工作协调、任务分配等环节不仅提高了管理成本,人工操作失误造成的数据缺失和错误,也是导致工期延迟的问题之一。
3
分类难
软件中的参数设置对分类结果有很大的影响,但参数之间相互关联且较难理解,造成了分类难的问题。目前的解决方法只能通过多次试验反推出理想的参数,如此反复的试验带来了不必要的时间成本。
4
人工多
现有算法的参数选择较为宽泛,一般按照较为粗略的场景、区域进行分类,无法满足对地形局部细节的作业需求。面对山峰、陡坎等复杂地形,就需要人工进行修改,增加了大量额外的工作内容。
针对以上问题,华测制定了相关的解决方案:
1 新流程
流程乱
基于CoProcess支持大数据量的条件下,我们重新梳理了整个生产流程,如下图所示:
可以看到,通过新的生产流程设计,将电脑和人工工作全部分开,通过配置算力,就可以有效避免人工等待电脑,电脑等待人工的情况。更重要的是,大数据量的智能计算优化了人工接边的工作环节,减少了人工工作内容。
2 可视化管理
管理繁
为了支持大项目作业,我们专门设计了一套数据管理和分发界面,所有点云数据以图幅为基本管理单元。通过可视化界面进行任务下发,可以直观地看到项目进展、任务分配情况,提升管理效率。
3 算法提升
分类难
通过数据处理经验积累并优化算法,实现参数场景化,用户可以简单分辨不同场景,选择对应山地、丘陵、平原等,软件自动配置合理参数,基本不需要二次分类,减少大量人工交互与等待工作,为电脑与人工工作分离提供底层支撑。
4 提升操作效率
人工多
针对陡坎、山顶、林下等区域,软件支持小范围选择后按场景参数进行针对性的局部分类,在避免传统生产流程中反复调试参数工作的同时,减少了人工手动编辑的工作。
陡坎分类效果
林下分类效果
山顶分类效果
应用成果展示
北方某省测绘单位接到了大机载激光雷达点云数据,4500km2的1:2000 DEM的生产项目。如果采用传统生产流程,1人1天平均生产DEM4-5km2。
采用华测CoProcess,20天仅8个人就完成了4500km2的1:2000DEM数据生产与质检,成果全部合格,顺利完成项目验收。
部分点云成果
部分DEM成果
从上述案例可以看出,采用华测CoProcess进行DEM生产,简化了生产流程,优化了算法效果,解决了流程乱、管理繁、分类难、人工冗余的问题。
用户经过半天培训,即可以完成1人1天30km2地面点分类、DEM生成的生产任务,相比传统点云DEM生产提升了6倍的作业效果。
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