解决方案

始终致力于高精度三维激光系列产品开发、应用服务与产业化,为用户提供多行业、全场景解决方案。

机载激光雷达在城市规划监测中的应用

机载激光雷达在城市规划监测中的应用

项目背景
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近年来,机载激光技术在城市规划建设中的应用越来越广泛,它能快速获取与处理城市的高精度三维空间信息,实现大范围、可视化、短周期的城市建设情况的动态监测,具有定量和客观的特征。一方面,能够有效地震慑城市违法违章建设活动,监督城市总体规划建设的执行,另一方面,也为处理城市灾害和紧急情况提供了高质量、直观的空间信息支持,促进我国城市规划建设的可持续性发展。

解决方案

  (1)使用设备

  海达数云在城市规划监测中的应用主要借助长距离、高密度的ARS-1000大型机载激光测量系统获取城市规划区域不同时期(通常为规划前后)的三维激光点云数据,将城市建筑的变化量与城市规划进行比对,实现对城市建成区内的建筑物的动态监测,全面掌握城市建设规划的实施情况,辅助市政、城管、规划等部门及时发现并依法查处各类违法建设。

  (2)技术路线

  城市规划监测是以机载激光点云和影像获取为基础,以激光点云和影像内业处理为核心,结合城市建筑物动态监测及后续扩展应用需求来实施。基于机载激光的城市规划监测需要综合考虑机载激光数据采集、内业处理和平台管理应用等几个方面,其技术流程如下:

成果展示

  基于激光数据的建筑物动态监测,主要是利用不同时期的激光数据和影像数据生成DSM和DOM,定期检测变化情况,识别变化区域,统计合法、非法建筑的存量和增量。以下是以广东省科学城两个不同时期获取的激光点云数据为基础,利用海达三维激光点云处理软件的建筑物动态检测模块自动识别出房屋平面高度1M的变化区域。

  1.不同时期机载激光数据过滤、去噪、分类

  通过海达三维激光点云处理软件可以加载不同时期的机载激光数据,并借助过滤、去噪、分类功能对数据进行预处理,以保证生成满足应用需求的DSM成果。

  2.自动生成不同时期DSM

  由于激光扫描点云密度较大,可以在生成DSM数据时,每个网格单元取一个高程点。网格大小根据建筑物动态监测变化精度而定,如以房屋平面高度1M识别精度的话,建议网格大小<0.5M,已保证变化监测识别精度。

  3.不同时期DSM成果对比计算

  根据两个不同时期DSM的高程变化和DOM的色差可以自动识别建筑物高度及平面变化区域。由于DSM数据在处理和对比计算过程中都存在一定的误差,但建筑物1m以上的变化,可通过设置高差阈值和邻域面积阈值滤除误差、噪点。

  本软件在赋色的DSM上,通过限定DSM差值范围,同样可以根据色差提取平面变化区域,通过设定的色差阈值滤除二次摄影太阳高度角和季节不同带来的色差,通过边缘跟踪等基本图像处理手段获取待选平面变化区域。

  4.动态监测变化分析统计

  通过不同时期DSM的对比,可实时计算出高程/平面在指定精度内的变化区域。并通过在差值DSM上对其进行二值化提取,边缘跟踪等基本的图像处理手段,可以获取在差值DSM上的待选变化区域,实现建筑物动态变化区域的统计分析。

  5.动态监测应用扩展

  建筑物现状动态监测出的变化区域,可以按照点云或矢量数据格式进行导出,统计合法、非法建筑的存量和增量。其监测变化区域的成果数据可以时间为单位,无缝的集成到城市规划建设管理数字化应用平台中进行管理分析、应用服务。

项目总结

  借助ARS系列机载激光解决方案进行高效的城市规划动态监测,同时,在激光点云处理软件基础上,结合机载激光数据后处理应用可以按照应用需要进行定制化扩展开发,快速满足各类应用的需求,另外,结合动态变化监测出的成果数据可以与城市违法应用平台无缝对接集成,满足后续可视化、动态化管理,并对违法建设进行执法查处。同时,规划、国土、园林、城管等部门也可以基于动态监测变化区域成果数据进行综合管理。

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