Aplicação do scanner Apus UAV LiDAR e Lixel X1 SLAM na aquisição eficiente de dados detalhados
Scanner UAV LiDAR+ SLAM: Uma das soluções mais precisas e rápidas para obter dados específicos de informações geográficas
Levantamentos topográficos em larga escala são caracterizados por uma ampla área de levantamento, ambiente complexo e demanda por alta precisão de mapeamento. Baseado em uma operação de ponto único, o método tradicional pode ser demorado e não atende aos requisitos de alta precisão e eficiência do mapeamento topográfico.
Atualmente, a tecnologia de escaneamento a laser é uma das soluções mais precisas e rápidas para a obtenção de dados geográficos específicos. Uma solução LiDAR de um UAV (veículo aéreo não tripulado) pode obter dados de nuvem de pontos de grande área, alta eficiência e precisão. A tecnologia de escaneamento a laser baseada em SLAM, que pode operar sem GNSS, adquire dados de nuvem de pontos de alta resolução com rapidez e precisão.
Este estudo de caso apresenta a combinação de duas tecnologias baseadas em LiDAR para obter rapidamente dados espaciais de alta resolução e melhorar a integridade dos dados em comparação com um único método de medição.
Necessidade do projeto
A área de levantamento é de cerca de 1,5 km², com desnível de 30 metros, cobertura vegetal de aproximadamente 60% e vilarejos com fileiras de casas conectadas por muros laterais, além de instalações desorganizadas com um grande número de barracos de lata. Os resultados do mapeamento exigem um erro de elevação inferior a 5 cm e a ausência de vazios nos dados de áreas protegidas, como barracos de lata e beirais.
Figura 1 Vista aérea da área de levantamento
Desafio
Obter dados precisos e detalhados da topografia do solo em áreas de vegetação densa com o método de fotogrametria pode ser desafiador devido ao ambiente complexo da área de levantamento. Métodos tradicionais de levantamento, como estações totais e operação RTK, podem ser demorados e podem não cobrir áreas grandes ou inacessíveis com eficácia.
Figura 2 Hcasas e florestas na área de pesquisa
Solução
Durante o processo de captura de dados, a missão enfrentou diversos desafios, como áreas densamente florestadas e paisagens acidentadas. Para escanear com eficácia a grande área, o sistema APUS LiDAR foi integrado ao DJI M350RTK. Essa combinação provou ser altamente eficaz na captura de dados precisos e detalhados, mesmo em áreas de difícil acesso.
Além do sistema APUS LiDAR, o LixelX1 O scanner SLAM foi usado para ampliar os dados em casos em que partes da estrutura estavam bloqueadas por barracos ou telhados. Isso permitiu uma varredura mais abrangente e detalhada de toda a área de levantamento.
Para garantir a precisão dos dados, vários pontos de verificação RTK foram coletados em toda a área de levantamento. Esses pontos de verificação foram usados para verificar a nuvem de pontos de fusão e garantir que os dados resultantes fossem o mais precisos e exatos possível.
Projeto especificações
1. Equipamento
LixelX1 Scanner SLAM com módulo RTK, sistema APUS LiDAR, DJI M350RTK, receptor GNSS SatLab SL900 + rede CORS.
2. Software
Estúdio Lixel, Sat-LiDAR.
Figura 4 O LixelX1 Scanner SLAM e APUS integrados com DJI M350RTK
3. Rota técnica
Resultados
Dados qualificados e de alta densidade
Figura 6 Relatório de precisão gerado pelo Sat-LiDAR
Os dois tipos de nuvens de pontos foram colocados no mesmo sistema de coordenadas e perfeitamente mesclados — a média dZ = -0,026, raiz quadrada média = 0,029 (GCP).
Nuvem de pontos LiDAR do UAV APUS
Lixelx1 Nuvem de pontos SLAM
Efeito de fusão de dados
Resultado do modelo digital de elevação (MDE) e do mapeamento topográfico
A nuvem de pontos, de alta integridade e resolução centimétrica, foi processada com o software Sat-LiDAR para classificar pontos no solo. Isso permitiu a recuperação de informações claras sobre o solo sob a área protegida, resultando em um modelo digital de elevação (MDE) e um gráfico digital de linhas (GDL) precisos.
Cconclusão
A combinação das tecnologias LiDAR e scanner SLAM para UAVs é uma ferramenta poderosa para aprimorar a precisão e a confiabilidade dos dados de levantamento. A tecnologia LiDAR para UAVs pode criar mapas 3D altamente detalhados do terreno e dos objetos abaixo, enquanto o escaneamento SLAM pode localizar e posicionar o UAV com precisão durante o levantamento. Essa combinação garante que os dados do levantamento sejam abrangentes e precisos, tornando-os uma fonte de dados confiável para diversas aplicações, como planejamento urbano, monitoramento de canteiros de obras e gestão de recursos naturais. Com sua capacidade de capturar dados de levantamento precisos e abrangentes, essa tecnologia tem se tornado cada vez mais popular em diversos setores, proporcionando benefícios significativos aos profissionais dessas áreas.
