- 2025-01-21 09:33:05無人機載激光雷達技術
- 無人機載激光雷達技術是一種將激光雷達系統安裝在無人機平臺上，進行空間三維信息獲取的技術。它利用激光脈沖測量距離，通過掃描獲取地表或物體的三維坐標信息，具有高精度、高效率、大范圍覆蓋等優勢。該技術可應用于地形測繪、森林資源調查、城市規劃、電力線路巡檢等多個領域，能夠快速生成三維模型，為決策提供支持。無人機載激光雷達技術的出現，極大地提升了空間數據獲取的靈活性和便捷性。
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無人機載激光雷達技術資訊
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- 中科院與芬蘭地球空間研究所續簽了中芬聯合實驗室合作協議。
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無人機載激光雷達技術問答
- 2023-05-26 14:15:35力高泰新品 ‖ 機載高精度N2O、CH4、CO2溫室氣體測量平臺
- 根據世界氣象組織WMO溫室氣體公報（第18期，2022/10/26），世界平均地表CO2、CH4和N2O的濃度持續增高，其中CO2為415.7±0.2 ppm，CH4為1908±2 ppb，N2O為334.5±0.1 ppb。現有溫室氣體觀測方法包括遙感衛星的柱濃度測量、大氣本底濃度測量、城市高塔大氣濃度測量、渦度相關通量觀測、近地面大氣廓線測量、土壤溫室氣體通量測量、地基傅里葉變換光譜法遙測等。對于更高時空分辨率的地表測量需求，如近地表溫室氣體泄漏監測、特定區域溫室氣體排放強度評估、衛星遙感溫室氣體數據驗證等，都需要創新的觀測技術和方法。目前，遙感衛星可用于大氣柱濃度溫室氣體的測量，結合使用高塔和無人機觀測，可以對區域尺度的溫室氣體排放進行評估。其中，由于無人機溫室氣體觀測具有機動靈活的特點，可以幫助研究者們獲取更高時空分辨率的數據，成為衛星遙感和定點高塔觀測數據的有益補充。衛星、飛機和無人機的典型測量范圍 圖源/ Bing Lu等，2020前人的部分工作包括：在固定翼飛機上（SkyArrow ERA，意大利Magnaghi Aeronautica S.p.A.公司）搭載LI-7500 二氧化碳和水汽分析儀（Gioli B等，2006，2007；Carotenuto F等，2018），測量大氣邊界層的CO2通量以及估算點源CO2釋放強度；搭載LI-7700甲烷分析儀（Gasbarra D等，2019），研究垃圾填埋場的CH4排放。LI-7500應用于Sky Arrow ERA 測量平臺 圖源/trevesgroup.com近些年來，隨著激光光譜技術的進步，光反饋-腔增強激光吸收光譜技術（OF-CEAS）脫穎而出。這種新技術在極大提高測量精確度（詳見下文的說明）的同時，實現了光腔縮小的目標。如LI-COR推出了系列高精度溫室氣體分析儀，光腔體積只有6.41cm3，極大縮短了測量響應時間——小于2秒；另外這種技術能耗低，僅為22w，兩節鋰電支持8個小時的測量。重量也僅有10.5kg，非常適合在無人機上使用。為滿足新興科研需求，北京力高泰科技有限公司與天津飛眼無人機科技有限公司合作，共同開發出了機載高精度N2O、CH4、CO2溫室氣體測量平臺。采用光反饋-腔增強激光吸收光譜技術（OF-CEAS），高精度測量N2O、CH4、CO2濃度，適合移動式大氣濃度測量。2018年推出LI-7810高精度CH4、CO2、H2O分析儀LI-7815高精度CO2、H2O分析儀2020年推出LI-7820高精度NO2、H2O分析儀2023年推出LI-7825高精度CO2同位素、NH3分析儀測量平臺主要技術參數溫室氣體測量響應時間（T10-T90）：≤2s測量精度：CO2: 0.04ppm@400ppm（5s數據平均）CH4: 0.25ppb@2000ppb（5s數據平均）N2O: 0.20ppb@330ppb（5s數據平均）LI-7825精度δ13C 1秒信號平均為 < 0.5 ‰；5分鐘信號平均為0.04 ‰δ18O5分鐘信號平均為 < 0.1 ‰@400 ppmδ17O5分鐘信號平均為 < 0.4 ‰@400 ppm起飛重量：45kg工作時間：>45分鐘標準巡航速度：8m/smax巡航速度：15m/s抗風能力：max5級風使用環境：-20℃~45℃；可小雨中飛行測量高度：0-2000m應用案例A Pilot Experiment使用機載高精度CH4、CO2溫室氣體測量平臺，研究某工業園區的溫室氣體排放。測量期間假設：（1）工業園區處于不間斷的常規運行狀態；（2）飛行測量期間大氣條件穩定；（3）大氣邊界層內溫室氣體和氣象條件的垂直變化遠大于水平變化；（4）測量高度的溫室氣體與空氣混合充分，且以平流為主。根據以上條件，飛行需要滿足的低度應大于粗糙度子層（通過風溫濕廓線確定，或估算為研究區內建筑物平均高度的3倍），并位于近地層內。無人機應盡量保持勻速運動并平穩飛行，俯仰角不大于5°，橫滾角不大于20°，盡量保持與地面的相對高度穩定（仿地飛行）。需要在大氣邊界層湍流發展顯著的時間段開展測量，一般為上午10:00至下午4:00。同時，為了盡可能減少垂直輸送方向上的誤差，風速以2-3級為宜，避免在陰天、雨天等不利氣象條件下開展監測。采用基于控制體積的質量守恒法對園區開展走航式測量，此方法也稱為自上而下排放強度反演算法（Top-down Emission Rate Retrieval Algorithm, TERRA）。根據對園區不同高度監測斷面的測量數據，計算得到東西南北四個斷面的平流通量以及垂直向上的溫室氣體排放強度。飛行中的機載高精度CH4、CO2溫室氣體測量平臺樣地與方法Materials and Methods該樣地平均海拔1400m，年降雨量小于300mm，主導風向偏西風。在2022年12月進行試飛。主要進行兩方面測量：（1）背景樣地大氣CH4、CO2濃度垂直廓線；（2）沿工業園區外圍飛行，測量垂直大氣方向上CH4和CO2濃度。另外，飛行過程中會同步采集風向、風速、空氣溫濕度、大氣壓強、經緯度坐標、海拔信息等。測量航跡原始數據質量控制QA/QC采用滑動均值濾波方法對所有數據進行異常值檢驗，對大于5倍測量數據標準差的點位，標記為異常值并剔除，用線性插值方法進行數據插補。一個測量架次，如果異常數據超過30%，標記為無效測量，需要重新補測。實驗結果Results背景樣地大氣廓線就CO2而言，飛行上升過程測量的CO2濃度要低于在下降過程中測量的濃度。在飛行上升過程中，近地面測得的CO2濃度高，約為715mg/m3；隨著測量高度的攀升，CO2濃度存在下降的趨勢，在1900m至2000m時，CO2濃度降低至約680mg/m3。在下降過程中，2000-1900米區間內存在一個小高峰，濃度約為800mg/m3，約1600m-1700m之間存在一個峰值，濃度約為900mg/m3。CO2 大氣廓線CH4 大氣廓線就CH4而言，飛行上升過程測量的CH4濃度要略低于在下降過程中測量的濃度。近地表的CH4濃度高，約為1.24mg/m3。隨著高度增加，CH4濃度下降，在2020米左右時，CH4濃度降至1.16 mg/m3。工業園區在園區南部，測量得到3處高CO2濃度區，一處距離地表75-100m處，濃度約為495ppm；第二處距地面175-200m處，濃度約為505ppm；第三處距地面100-125m，濃度約為520ppm。CH4數據類似，距離地面100-125m處，存在CH4高濃度區域，濃度約3794.35ppb。CO2數據的空間網格化CH4數據的空間網格化排放強度計算根據標量守恒方程和散度定理，認為控制體積內的質量變化與通過控制體積表面的綜合質量通量相等。可以通過在排放源周圍構建控制體積，在忽略大氣沉降的情況下，對控制體積四個表面和上表面進行通量計算，然后進行積分，最終獲得排放控制體積內部的排放強度。數據顯示，該工業園的CO2的排放強度約為12.539 kg/s ± 0.640 kg/s；CH4排放強度為 21.521 g/s ±3.424 g/s。實驗結論Conclusions使用機載高精度N2O、CH4、CO2溫室氣體測量平臺，結合數學模型，能夠對特定區域的溫室氣體排放強度進行定量評估。參考文獻【1】世界氣象組織溫室氣體公報 - 第18期【2】Bing Lu, Phuong D. Dao, Jiangui Liu, Yuhong He, Jiali Shang. 2020. Recent advances of hyperspectral imaging technology and applications in agriculture. Remote Sensing 12(16): 1-44.【3】Carotenuto F, Gualtieri G, Miglietta F, et al. Industrial point source CO 2 emission strength estimation with aircraft measurements and dispersion modelling[J]. Environmental monitoring and assessment, 2018, 190: 1-15.【4】Gasbarra D, Toscano P, Famulari D, et al. Locating and quantifying multiple landfills methane emissions using aircraft data[J]. Environmental Pollution, 2019, 254: 112987.【5】Gioli B, Miglietta F, Vaccari F P, et al. The Sky Arrow ERA, an innovative airborne platform to monitor mass, momentum and energy exchange of ecosystems[J]. 2006.
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- 2022-12-01 11:49:54江蘇省環保系統走航無人船大比武-圓滿落幕
- 11月11日是個好日子，不光是光棍節、嗨購節，更是澄峰無人船直面機遇挑戰、乘風破浪的里程碑。01 無人船比測大賽 同臺競技展身手 由江蘇省生態環境系統發起組織的《地表水在線自動監測儀器和便攜式小型水質分析儀比對測試》大比武活動，澄峰團隊攜水質監測采樣無人船與暗管排查無人船參與。 大比武活動在國家生態環境監測部門指定的河道內舉行，澄峰團隊攜WD90水質監測采樣無人船與W120暗管排查無人船參與。 今天，小澄就帶大家來詳細認識和了解我們的001號參賽選手--WD90水質監測采樣無人船的特點吧。02、新一代無人船產品--澄峰WD90 澄峰WD90水質監測采樣無人船是新一代無人船產品，船體小便攜具有自動采樣與自動監測功能，推進器涵道式設計有效防止水草，漁網纏繞，具備機動靈活的實現大范圍水體的水樣自動采集與實時監測功能。可廣泛應用于環保水文，水利，水務，科研，漁政等領域。設定航跡與實際航跡重合度設定軌跡實際軌跡采樣功能1.15號點為采樣點 2.可以設置采樣容量，200-1000ml可選 3.清洗設置1-5次可選所取水樣及對應編號：瓶1為15號點所取水樣 瓶2為30號點所取水樣成果展示數據變化點位圖澄峰科技 聚焦河湖生態環境監測數據服務 是不是對我們澄峰WD90無人船有更全面了解呢？想要了解更多或者業務咨詢的小伙伴，可以關注我們或撥打400-008-5117，我們隨時為您提供優質服務。 最 后，再次祝賀本次《地表水在線自動監測儀器和便攜式小型水質分析儀比對測試》大比武活動圓滿落幕！
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- 2021-08-18 12:38:31水上測量測繪無人船
- 水上測量測繪無人船110水上測量測繪無人船BOAT110是一款多功能的小型智能無人船。無人船搭載單元采用通用性設計，客戶可以根據自身需求，搭載測深儀、ADCP、水質分析儀、側掃聲納等傳感器，拆卸更換便捷，即插即用.單人作業，外業無需電腦和岸站，測量原始數據內存儲，因此不用關注信號傳輸的問題，您所需要做的只是把船控制好即可。專安卓APP，內置Bing衛星地圖，多種方式規劃自動駕駛路徑，實時查看當前水深、經緯度、RTK解狀態、剩余電量、離家距離等。測量數據基于模擬水深信號可視化后處理，相比于純數字信號更準確，有效判別真實水底，消多次回波和水中雜物干擾智能遙控器遙控、自駕儀數傳、圖傳一體式遙控鏈路內置藍牙，與安卓設備數據交互水面環境超1km實際控制距離內置電池可更換支持手機充電器充電續航約20小時 遙控、自駕儀數傳、圖傳一體式鏈路自動駕駛軟件安裝在安卓手機上，您可以更加方便、效的進行船只控制帶雙LED探照燈的高清攝像頭可遠程控制LED探照燈開關，高1080P圖像質量，實時圖傳距離超過1km，可手機端進行拍照或錄像留存 實時圖傳影像延遲低，除獨立顯示外，還可以懸浮在任意APP之上，視頻窗口大小可調，不影響船只控制 測量數據完整的存儲在船體內部TF卡，同時水深和定位數據通過遙控器2.4G鏈路回傳至手機APP，實時查看當前水深、RTK解狀態，實現真正意義上的單人作業！ 測量數據可視化后處理數據后處理軟件支持模擬水深回波顯示，可疊加數字水底輪廓，支持人工鼠標跟蹤修正，可有效避免多次回波、水草反射等假水深數據，相比純數字信號更真實！尺寸/重量 110*55*35cm（不含天線）/11kg（不含電池）材料/工藝 上下板均采用碳纖維復合材料/真空壓鑄成型動力方式 內轉子無刷電機差速驅動方式速度 大6m/s，巡航3m/s續航 單組電池約3h，可現場進行電池換裝行駛方式 手動遙控或自主巡航輔助駕駛 低電量返航/實時圖傳/前視探照燈/實時水深/實時解狀態/實時經緯度，選配前視激光雷達遙控器 圖傳、數傳、遙控一體式遙控器，通過藍牙和安卓手機進行數據交互控制距離 遙控距離大于1km，自主巡航無距離限制航線規劃 采用安卓版軟件，支持現場手繪（可設置間隔和方向）、kml和dxf導入，外業可不攜帶電腦GNSS兼容性 兼容所有串口輸出GGA和RMC語句的GNSS（波特率19200，輸出頻率不小于5Hz）測深性能 內置200KHz單波束測深儀，0.5-200米量程，可自存儲測量數據數據存儲 內部TF卡數據處理 數據后處理支持模擬數據回波顯示，并可疊加數字水底輪廓，支持人工鼠標跟蹤修正
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- 2021-05-07 16:50:54無人船監測系統
- 我們對不同領域所用的水有一定的安全標準，需要檢測水質才能更好地應用水資源。相應的，水質監測技術也在不斷提升，這里是一款無人船監測系統，我們來看看它有哪些優勢吧！ GURAD無人船監測系統采用業界先進的連續流動化學分析技術，擁有多項ZL及技術創新，集無人船導航系統、水質渲染系統、檢測分析系統、大數據分析系統、數據云平臺系統于一身。 它功能強大，可應用于環保、水文等行業的湖泊、水庫、江河、近海等地表水的水質采樣監測，尤其在突發環境事件處置時，應急采樣監測。GURAD無人船監測系統依托船體，利用GPS定位、自主導航和控制設備,根據監測工作的需要可搭載連續流動分析儀、多參數水質分析儀以及采樣模塊。以人工遙控或者全自動自主導航的工作方式，在航行過程中可到達水體的絕大部分區域。
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- 2023-05-09 09:29:50Ecodrone?一體式高光譜-激光雷達無人機遙感系統——森
- 在陸地生態系統中，森林是最 大的有機碳庫，是陸地中重要的碳匯和碳源，因此了解森林生態系統在碳循環中的作用，對于研究陸氣系統的碳循環乃至全 球碳循環都是一個基礎，具有重要的意義。易科泰光譜成像與無人機遙感技術研究中心最 新推出Ecodrone?一體式高光譜-激光雷達無人機遙感系統，助力森林碳循環研究及應用。性能特點：8旋翼專業無人機遙感平臺，搭載VNIR/NIR高光譜成像、機載PC及激光雷達可飛行作業20分鐘以上，有效覆蓋面積超10ha厘米級地面分辨率，50m高度高光譜成像地面分辨率達3.5cm，30m高度（用于高分辨率林木表型分析）地面分辨率可達2cm50m高單樣線飛行作業可自動采集形成寬度36m的樣帶高光譜成像大數據高密度三維點云，精確度2.5cm，最 高可達3次回波，50m飛行高度點云密度700pts/m2專業無人機遙感技術方案，同步獲取高光譜與激光雷達數據，應用軟件可直接得出近百種植被光譜反射指數、高密度三維點云、三維測量數據、分類點云、DTM等應用于大范圍、多維度的森林遙感研究、碳循環研究、林木三維表型測量、植被資源調查、森林物種多樣性研究、植被生物及非生物脅迫分析、環境及生態系統動態變化研究等案例一：森林碳庫分布研究森林地上生物量（AGB）的估算對于碳循環建模和氣候變化緩解方案的制定至關重要。來自意大利、美國和英國的研究人員將主動和被動傳感器結合，其中被動型高光譜數據記錄了潛在與森林生物量相關的冠層光譜信息，并將這些信息與主動型小型激光雷達獲取的參數相結合，實現了在不同尺度上對森林生態系統的有機碳分布進行遙感計算。 研究區域位于塞拉利昂的戈拉雨林國家公園 (GRNP) 內，處于西非潮濕的上幾內亞森林帶的最西端，該地區的森林主要為濕潤低地常綠林，部分地區主要為干燥低地常綠和半落葉林類型。圖1.1 位于塞拉利昂和利比里亞之間的研究區域研究人員采用偏最 小二乘回歸（PLSR）處理多輸入和多重共線性問題，計算投影中的重要性變量（VIP），以評價各預測因子對生物量的重要性。結果表明，當單獨使用高光譜波段時，其預測能力有限(R2 =0.36)，用植被指數替代高光譜波段的改善較小(R2 =0.67)，僅基于激光雷達指標，PLS預測AGB的決定系數（R2）為0.64，當再將高光譜波段添加到激光雷達度量中，精度得到了適度的提高（R2 =0.70）。圖1.2 （左）不同輸入的預測與現場觀測AGB的散點圖：(A)激光雷達指標，(B)高光譜波段，(C)激光雷達指標和 VI，(D)激光雷達指標和高光譜波段；（右）7個高度等級，每個等級間隔10m的70個樣地(總面積= 87500m2)范圍的AGB和樹木數量森林是碳的主要吸收者，它所固定的碳相當于其他植被類型的2倍，本研究中提出的高光譜和激光雷達數據融合相關的發現非常具有意義，有助于擴大該系統數據融合適用性的研究，進而對全 球氣候變化研究做出更重要的貢獻。案例二：森林碳匯定量評估比較森林地上生物量生物量是影響氣候變化和森林生產力的重要因素，因此評估森林對碳匯和碳循環的貢獻程度具有重要的意義。韓國科研人員借助高精度激光雷達數據、數字航空攝影測量圖像、高光譜圖像等空間信息，對森林碳匯信息進行定量評估。研究區位于韓國慶尚南道巨濟市，該區域森林密度相對較低，樹種多樣，森林資源豐富，選取研究區內2km*2km的區域進行數據采集。基于高光譜數據中每個樹種的光譜信息，使用馬氏距離法對樹種進行精確分類，基于高密度的LiDAR數據提取森林資源。圖2.1 從左至右依次為：研究區；激光雷達數據；高光譜圖像圖2.2 （左）樹種分類結果；（右）利用高密度激光雷達數據提取地理和森林資源的結果將激光雷達與數字航拍圖像、高光譜圖像相結合計算了混交林、針葉林和闊葉林的碳匯，同時通過對森林資源的樹種和年齡信息進行量化，借助激光雷達和數字圖像信息對樹種、年份、區域的碳匯進行計算。利用激光雷達信息和圖像分析的基礎數據庫，對選定的區域、行政區、年份進行森林信息和碳匯評估分析，實現了精確地碳匯信息提取，結果如2.3/2.4所示。圖2.3 多傳感器結合的混交林、針葉林和闊葉林的碳匯估算結果圖2.4 基于激光雷達和圖像信息的森林信息和碳匯評估，從左至右：第 一行（激光雷達數據；DSM；DEM；樹高信息）；第二行（樹種信息圖；增長量分析圖；碳吸收分布圖；土地覆蓋圖）易科泰生態技術公司致力于生態-農業-健康研究發展與創新應用，為碳源碳匯定量評估、植被資源調查、生態環境監測、森林遙感研究、林木表型分析、林業測繪等領域提供一體化多傳感器立體遙感技術方案。參考文獻：[1] Laurin G V, Chen Q, Lindsell J A, et al. Above ground biomass estimation in an African tropical forest with lidar and hyperspectral data[J]. ISPRS Journal of Photogrammetry and Remote Sensing, 2014, 89: 49-58.[2] Choi B G, Na Y W, Shin Y S. A Comparative Study of Carbon Absorption Measurement Using Hyperspectral Image and High Density LiDAR Data in Geojedo[J]. Journal of the Korean Society of Surveying, Geodesy, Photogrammetry and Cartography, 2017, 35(4): 231-240.
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