為貫徹落實(shí)四川水文事業(yè)高質(zhì)量發(fā)展，結(jié)合科研課題研究需求，四川省水文中心、阿壩水文中心統(tǒng)籌協(xié)調(diào)九寨溝管理局、四川大學(xué)水利水電學(xué)院及中海達(dá)等相關(guān)技術(shù)團(tuán)隊(duì)的各方資源，經(jīng)過(guò)多次實(shí)地踏勘和深入研究，共同制定了《九寨溝湖群景觀物理形態(tài)（水上水下一體化）科學(xué)測(cè)量工作實(shí)施方案》。

九寨溝位于高海拔地區(qū)，地理狀況復(fù)雜，氣候條件多變，對(duì)測(cè)量設(shè)備的穩(wěn)定性和可靠性提出了挑戰(zhàn)。同時(shí)水下地形復(fù)雜多樣，水上植被遮擋嚴(yán)重，對(duì)數(shù)據(jù)處理和分析技術(shù)也提出了高要求。

該方案采用了“空天地一體”監(jiān)測(cè)技術(shù)和中海達(dá)最新測(cè)量設(shè)備對(duì)九寨溝湖泊的水上水下地形和庫(kù)容水體水量進(jìn)行精準(zhǔn)測(cè)量。這是當(dāng)前測(cè)繪新技術(shù)、新設(shè)備在九寨溝湖泊物理生境、水文情勢(shì)調(diào)查中的首次應(yīng)用，為九寨溝世界自然遺產(chǎn)地監(jiān)測(cè)、保護(hù)管理和可持續(xù)發(fā)展提供寶貴的水文基礎(chǔ)資料。

方案主要設(shè)備：

方案優(yōu)勢(shì)：

1）效率高

采用PM-1500機(jī)載激光測(cè)量系統(tǒng)和iBoat BS12水文測(cè)驗(yàn)無(wú)人船，可快速獲取測(cè)區(qū)水上水下一體化地形數(shù)據(jù)，無(wú)需布設(shè)像控點(diǎn)、重疊度要求低、內(nèi)業(yè)數(shù)據(jù)處理效率高；

2）精度高

高精度組合慣導(dǎo)加持，聯(lián)合解算提高定位精度，誤差分布均勻，受地形高差變化、 地貌相似程度影響小，測(cè)區(qū)高程中誤差5公分內(nèi)，可有效滿(mǎn)足客戶(hù)要求；

3）點(diǎn)云密度高

高密集度的點(diǎn)云，能夠真實(shí)反映現(xiàn)實(shí)場(chǎng)景地形地貌情況，為后期建設(shè)數(shù)字孿生模型提供高精度基礎(chǔ)數(shù)據(jù)；

4）主動(dòng)式測(cè)量

對(duì)光線、天氣要求低，可全天時(shí)作業(yè)，提高效率，且遠(yuǎn)離危險(xiǎn)區(qū)域，作業(yè)人員及設(shè)備安全得以保證；

5）應(yīng)用范圍廣

成果多樣化，滿(mǎn)足當(dāng)前多源數(shù)據(jù)融合需求，可廣泛應(yīng)用于水利、交通、地質(zhì)等測(cè)繪任務(wù)；

6）助力水利工程建設(shè)全生命周期

使用中海達(dá)水上、水下一體化硬件設(shè)備、內(nèi)外業(yè)一體化軟件系統(tǒng)，輕松助力數(shù)字孿生水利工程建設(shè)項(xiàng)目。

1. 前期準(zhǔn)備

1）項(xiàng)目調(diào)研與需求分析：

·對(duì)測(cè)量區(qū)域進(jìn)行詳細(xì)的調(diào)研，了解水域的地理特征、測(cè)量范圍、水下地貌等信息。

·明確測(cè)量的目標(biāo)，例如評(píng)估水庫(kù)當(dāng)前蓄水能力或預(yù)測(cè)未來(lái)可能的蓄水情況。

·根據(jù)項(xiàng)目的具體需求，明確測(cè)量的精度、范圍、時(shí)間等要求。

2）設(shè)備選型：

方案采用PM-1500機(jī)載激光測(cè)量系統(tǒng)、iBoat BS12水文測(cè)驗(yàn)無(wú)人船。

2. 測(cè)量實(shí)施

1）現(xiàn)場(chǎng)踏勘與設(shè)備部署：

·在項(xiàng)目現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行踏勘，確定測(cè)量路線等。

·將PM-1500機(jī)載激光測(cè)量系統(tǒng)安裝到無(wú)人機(jī)上，并進(jìn)行設(shè)備調(diào)試（系統(tǒng)設(shè)備免校準(zhǔn)，開(kāi)機(jī)即可作業(yè)）。

2）數(shù)據(jù)采集：

·按照預(yù)定的測(cè)量路徑和參數(shù)設(shè)置，啟動(dòng)測(cè)量設(shè)備進(jìn)行數(shù)據(jù)采集。

·在數(shù)據(jù)采集過(guò)程中，需要密切關(guān)注設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)和數(shù)據(jù)質(zhì)量，確保數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性和完整性。

·數(shù)據(jù)質(zhì)量檢查：在數(shù)據(jù)采集完成后，對(duì)采集到的數(shù)據(jù)進(jìn)行質(zhì)量檢查。檢查內(nèi)容包括數(shù)據(jù)的完整性、一致性、準(zhǔn)確性等。對(duì)于存在問(wèn)題的數(shù)據(jù)，需要進(jìn)行必要的修正或重新采集。

3. 數(shù)據(jù)處理與分析

1）配套Hi-LiDAR點(diǎn)云處理軟件，將PM-1500機(jī)載激光測(cè)量系統(tǒng)采集的激光點(diǎn)云基礎(chǔ)數(shù)據(jù)，通過(guò)后處理得到地面點(diǎn)后輸出測(cè)區(qū)水上高程模型（DEM）。

2）使用iBoat BS12水文測(cè)驗(yàn)無(wú)人船采集水下地形基礎(chǔ)數(shù)據(jù)，通過(guò)HiMAX后處理軟件輸出水下地形高程模型(DEM)。

3）利用Hi-LiDAR多源數(shù)據(jù)可視化管理工具，對(duì)成果數(shù)據(jù)進(jìn)行融合、疊加，從水上水下整體視角、多源數(shù)據(jù)疊加分析。

通過(guò)水上和水下的數(shù)據(jù)相互融合，形成了一套完整的水上水下模型，經(jīng)過(guò)核驗(yàn)數(shù)據(jù)精度優(yōu)于5cm，可以與其他數(shù)據(jù)源進(jìn)行無(wú)縫對(duì)接和融合，為相關(guān)研究和應(yīng)用提供了全面、可靠的高精度數(shù)據(jù)支持。

▲正射影像

▲水上水下融合高程模型

聯(lián)合工作組利用PM-1500機(jī)載激光測(cè)量系統(tǒng)，獲取了長(zhǎng)海、五彩池、箭竹海、熊貓海、犀牛海等典型湖泊岸上部分的高精度地形影像數(shù)據(jù)及點(diǎn)云數(shù)據(jù)，利用激光雷達(dá)多回波與影像數(shù)據(jù)融合技術(shù)，解決了兩岸植被遮擋問(wèn)題，解算出岸上部分植被下真實(shí)地表模型以及各湖泊當(dāng)前水域面積。

水下部分使用iBoat BS12無(wú)人船獲取各區(qū)域水下高精度地形數(shù)據(jù)，利用中海達(dá)專(zhuān)業(yè)后處理軟件對(duì)水上水下數(shù)據(jù)進(jìn)行融合，展現(xiàn)區(qū)域水上水下一體化地形地貌，繪制各測(cè)區(qū)真實(shí)的庫(kù)容曲線，反映了九寨溝景區(qū)各湖泊當(dāng)前真實(shí)水量及水量變化規(guī)律。

一張張清晰可見(jiàn)的湖泊岸上、水下內(nèi)部“CT影像”呈現(xiàn)在電腦屏幕上，為九寨溝湖泊健康評(píng)價(jià)、河湖地貌形態(tài)保護(hù)和修復(fù)、生物多樣性保護(hù)等精準(zhǔn)把脈。