海卓MS400應(yīng)用于京杭大運(yùn)河蘇州城區(qū)段水下三維地形數(shù)據(jù)采集
1.項(xiàng)目概述
淺水河道測(cè)量一直是使用多波束測(cè)深系統(tǒng)進(jìn)行高效測(cè)量的難題之一。2017年相關(guān)部門在進(jìn)行蘇州大運(yùn)河古城區(qū)段進(jìn)行高精度水下地形掃測(cè)項(xiàng)目時(shí)就遇到了同樣的問題。海卓MS400的淺水測(cè)量功能和任意角度傾斜安裝功能有效的解決的上述問題，2017年9月，相關(guān)單位與北京海卓同創(chuàng)科技有限公司正式聯(lián)合啟動(dòng)對(duì)大運(yùn)河的水下精細(xì)測(cè)量掃測(cè)工作，并順利的完成了相關(guān)測(cè)量任務(wù)，得到了蘇州大運(yùn)河古城區(qū)段的全面水下數(shù)據(jù)。
本項(xiàng)目作業(yè)區(qū)域位于蘇州市內(nèi)古城區(qū)周邊方形護(hù)城河區(qū)域，如下圖紅線為項(xiàng)目主要區(qū)域：
本項(xiàng)目測(cè)區(qū)河面寬度在20-160米，平均寬度在80米左右，長度約15公里，水深范圍在0-5米，平均深度在3米左右。
1.測(cè)量實(shí)施
本次測(cè)量的主要設(shè)備是海卓MS400多波束測(cè)深系統(tǒng)，為實(shí)現(xiàn)對(duì)兩岸邊坡的全測(cè)量，多波束探頭采用傾斜安裝的方式固定于測(cè)量船右側(cè)。通過可調(diào)節(jié)安裝角度的轉(zhuǎn)接法蘭，實(shí)現(xiàn)多波束探頭向右側(cè)傾斜20度左右?，F(xiàn)場(chǎng)安裝照片如下圖所示：
3.項(xiàng)目成果
3.1測(cè)區(qū)數(shù)據(jù)展示
在經(jīng)過一系列內(nèi)業(yè)處理工作之后，我們得到了測(cè)區(qū)的整體展示數(shù)據(jù)，如下圖為加載到谷歌地球上的測(cè)區(qū)成果圖：
3.2 橋下數(shù)據(jù)成果
由于測(cè)區(qū)存在大量的橋梁，橋下定位數(shù)據(jù)丟失在所難免，但通過項(xiàng)目實(shí)施方的技術(shù)手段有效的解決了這個(gè)問題，如下圖所示為谷歌地球展示中橋梁下數(shù)據(jù)的定位吻和情況：
通過以上幾幅圖片可以看到，通過采用的技術(shù)手段和方法，橋下數(shù)據(jù)同樣準(zhǔn)確無誤的得以展示。
3.3 水下地形及護(hù)堤點(diǎn)云數(shù)據(jù)
為了更好的實(shí)現(xiàn)水下地形全方位掃測(cè)，我們采用了傾斜測(cè)量的方式進(jìn)行，同樣，我們得到了水底、護(hù)堤、斜坡等區(qū)域的全方位數(shù)據(jù)，如下圖幾副圖片為幾處代表性區(qū)域點(diǎn)云展示效果：
通過以上幾圖我們可以清晰的看出，通過采用傾斜測(cè)量的手段，我們得已無遺漏的全覆蓋測(cè)量。
3.3 地形細(xì)節(jié)
得益于MS400多波束1°×1°高分辨率波束角，我們可以得到更為精細(xì)的水下地形特點(diǎn)，如下圖為1-2米左右、甚至幾十厘米的水下地形掃測(cè)效果：
3.5 精度分析
在此項(xiàng)目中，我們采用目前主流的多波束后處理軟件的質(zhì)量控制報(bào)告功能對(duì)項(xiàng)目數(shù)據(jù)進(jìn)行質(zhì)量分析并進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，具體統(tǒng)計(jì)結(jié)果如下：
從質(zhì)量分析報(bào)告中，我們可以看到，在蘇州項(xiàng)目中，抽查的多波束數(shù)據(jù)在-63度至63度范圍內(nèi)所有的數(shù)據(jù)均滿足《IHO海道測(cè)量規(guī)范》中特級(jí)精度要求，同樣，我們以計(jì)算出的標(biāo)準(zhǔn)差進(jìn)行分析，其2倍標(biāo)準(zhǔn)差（水深誤差限值）同樣完全滿足《水運(yùn)工程測(cè)量規(guī)范》中對(duì)精度的要求。
2.總結(jié)
隨著蘇州護(hù)城河項(xiàng)目的順利完成，我們可以得出以下結(jié)論：
（1）針對(duì)淺水測(cè)量、甚至極淺水測(cè)量，MS400多波束測(cè)深系統(tǒng)完全可以實(shí)現(xiàn)全方位無遺漏掃測(cè)；
（2）MS400在免安裝偏差校準(zhǔn)的情況下，精度完全滿足相關(guān)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)要求；
（3）MS400多波束測(cè)深系統(tǒng)可以實(shí)現(xiàn)水下目標(biāo)的高分辨顯示。
此次蘇州護(hù)城河采用MS400多波束進(jìn)行傾斜測(cè)量，數(shù)據(jù)密度和測(cè)量精度，以及最終的綜合測(cè)量成果均得到了項(xiàng)目相關(guān)單位專家和領(lǐng)導(dǎo)的一致認(rèn)可。
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