城市街景的移动激光雷达

测绘公司(SAM, Inc.)为市政当局正在进行的城市规划项目，对美国德克萨斯州奥斯汀历史悠久的第六街地区进行了移动激光雷达调查。第六街是奥斯汀市中心著名的音乐和娱乐区，城市规划者打算对它进行重新开发，拓宽步行街景观，改善车辆和行人交通控制。使用移动激光雷达技术对这条繁忙的街道进行调查，大大缩短了数据采集时间，并为城市提供了调查级别的成果。详细的点云数据集也提供给城市规划者进行3D规划和可视化。

1996年，德克萨斯州奥斯汀市开始致力于其伟大的街道大师计划项目，通过将公共空间转变为可访问和舒适的公共空间，提高市中心街道的质量，始终拥有审美路面网络。随着奥斯汀规划和发展审查部门的愿景，“一个社区的市中心是该社区的核心，它的街道是其市区生活和商业的主要公共空间。”典型的大街道布局包括18或32英尺（5.5或10米）的路面，街道家具，如长椅，自行车架和垃圾箱，以及成熟树木的连续冠层提供阴影。在城市的规划工作人员和一个地方非营利组织之间讨论后，包括历史悠久的第六街道走廊的财产和企业主，这座城市开始初步规划东六街道走廊，以与大街计划保持一致。

这个具有历史意义的街景包括丰富多样的建筑，所以任何扩展步行设施的工作都需要与现有建筑谨慎地结合。对于奥斯汀市的规划人员来说，他们拥有所有可见的、地面上的街道特征(包括排水、供水、污水和暴雨下水道)的详细和准确的信息是至关重要的，他们特别需要能够识别各种铺路材料、建筑立面的细节，所有建筑入口的柱子支撑的悬挑和楼层标高。

奥斯汀市联系了SAM, Inc.，对奥斯汀市中心东六街的七个街区进行设计调查，其中包括五条交叉街道。在最初的项目规划讨论中，城市工作人员表达了在活跃的市中心街道上工作时对无障碍和安全的担忧。

使用传统的测量技术收集这些信息需要在很长一段时间内关闭交通车道，这既费时又费钱。考虑到高密度城市环境对城市的高度细节需求，以及项目现场工作中涉及的潜在可达性和安全问题，显然，使用移动激光雷达测绘技术可以解决这些问题，并为城市带来价值。

移动激光雷达

移动激光雷达是一种创新的测绘解决方案，集成了最先进的激光雷达传感器、摄像机和定位/导航设备，可以快速、准确地收集测量质量点数据。SAM的移动激光雷达车辆使用两个360度激光雷达传感器、两个500万像素摄像头、两个GPS接收器和一个惯性测量单元(IMU)，根据系统设置，提供每平方米高达1600点的数据密度。这种无创测量方法可以昼夜操作，每分钟可收集数百万个3D点，可以更快地获取坐标，远远超过传统测量方法的效率。

移动激光器技术是需要特殊细节水平的项目的理想选择，例如街景设计。准确的点云数据集提供了项目现场的“完整图片”，可以为测量级可交付成果，3D可视化和建模以及其他项目需求进行处理，而无需额外的动员费用。使用移动激光雷达技术，调查级数据所需的城市是在一小部分采取传统测量方法的一小部分中收集的。由于数据被远程和清晨收集，删除了传统测量活动所需的交通转移，因此该系统还为项目人员和公众提供了增加的安全。这一独特技术提供给城市的重要技术和数据的前瞻性潜在用途证明了优异的合适。

项目控制

为了达到地形设计测量所需的测量级别精度，SAM回收并使用奥斯汀市工程服务部门提供的主要测量控制数据(NAD83/93/NAVD88值[Texas State Plane, Central Zone])， SAM现场工作人员在每个区块设置次要控制目标。在移动数据采集过程中，二级控制作为观测目标，以其已知位置来校准点数据。

数据采集

该七街区东六街区位于奥斯汀市中心娱乐区的中心地带。餐馆和音乐场所在路面上绘制了重型脚际交通，而街道可进入许多市中心的企业。这种行人和车辆流量的密度呈现了对田间人员和LIDAR数据捕获的访问挑战。为了解决这一挑战，在周日早上提前安排了移动激光雷达数据收集，以尽量减少潜在的障碍物（行人或可以在激光阵线云中创建数据空隙的车辆）。SAM, Inc.’s mobile Lidar vehicle arrived at the project site at dawn and the data acquisition was complete less than four hours later, during which time technicians had collected more than 3.7 billion data points along the project corridors and over 20,000 georeferenced digital images (collected at three frames per second).

数据处理

为了充分实现移动激光雷达的好处，测量人员必须有效地管理收集到的大量数据，并以所需的格式精确提取客户所需的数据。作为美国首批将移动激光雷达加入其服务的公司之一，SAM能够部署经过测试的工作流程，有效地将激光雷达处理成特定于城市需求的最终产品。

使用磁盘提取软件，SAM移动测绘技术人员下载激光测距数据和数字图像。原始轨迹数据也从系统操作笔记本上下载。然后，该公司利用移动激光雷达系统(GPS、IMU和DMI)收集的位置数据，与项目现场收集的主要和次要控制数据相关联，得出平滑的最佳轨迹估计(SBET)。利用软件，通过时间关系将激光数据地理空间引用到轨道上，创建LAS文件(用于交换3D点云数据的公共文件格式)，并校准到地面控制目标。然后，移动测绘技术人员使用专门的软件来组织和管理文件，并将激光扫描数据与地面控制数据绑定，以提高几何精度。

最终可交付成果

随着受控和校正数据集的创建，移动地图技术人员开始提取过程，收集项目区域内的所有相关特征:地面和可见的街道、排水系统、水线(阀门、仪表、检修孔、消防栓和洒水装置)、污水和雨水下水道功能、建筑立面的详细数据、柱子支撑的悬垂物的位置和面向街道的建筑入口，包括所有台阶和已完工楼层的标高。其他功能，如标志，电线杆，固定锚，架空电线，交通控制设施和公用设施也被放置。

提取的地形调查信息在Autodesk Civil 3D中处理和交付，使用奥斯汀市的ESD CADD标准，在适当的水平和城市要求的格式绘制。这使得数据能够无缝地集成到城市的初步工程设计工作中。

附加价值

虽然不是最初工作范围的一部分，但在东六街收集的激光雷达数据集可以用于其他一些可以为城市提供附加值的应用程序。在这7个区块收集了37亿多个数据点，无需额外的动员或数据收集，就可以挖掘出这个密集详细的数据集，以满足未来的需求。移动激光雷达也可以用于项目规划的3D可视化。在这种情况下，设计过程中的利益相关者，包括工程师、建筑师和城市工作人员——以及潜在的公众——可以以3D方式查看和导航项目区域，这将增强对项目细节和进度的理解。此外，通过补充处理和操作，该数据集可以被渲染成项目位置的详细、彩色3D模型，显示建筑立面的独特建筑细节。该模型可以在整个设计阶段与建筑规划相结合，为设计师和城市提供增强的街景的真实描绘。

总结
使用移动激光雷达技术，SAM能够提供高密度城市环境的高精度地形调查。这些数据的收集时间比传统的勘测技术要短得多，而且没有昂贵的封闭车道，也没有对现场工作人员或公众造成危险。此外，详细的数据集可以用于3D可视化和建模以及其他项目需求，而无需额外的调动成本。

确认
特别感谢奥斯汀市奥斯汀市公共工程部门为前瞻性思维方式
这个项目。