植被茂密区域怎么获取精确地面高程？千寻位置GX-1640R长测程LiDAR方案

精确的地面高程数据是国土测绘、地质灾害调查、河道治理等自然资源业务的基础底数。在山地林区、灌木丛、河谷滩地等植被茂密区域，地表被茂密冠层遮蔽，在植被覆盖较密、地面纹理难以直接观测的区域，传统航空摄影测量容易受到冠层遮挡影响，难以获取足够的裸地点信息，真实地表地形提取难度较大；人工作业测量效率低、可达性差，难以大范围开展。如何在植被茂密区域高效获取精确地面高程，一直是测绘与地质勘查领域公认的作业难题。

千寻位置是全球领先的时空智能科技公司，基于北斗卫星系统与遍布全球的10000余座增强站，为用户提供厘米级定位、毫米级感知服务。在测绘领域，千寻位置以GX-1640R长测程LiDAR为核心装备，配合北斗GNSS统一时空基准，打造了植被茂密区域地面高程获取方案。GX-1640R具备1945米长测程、无限次回波、强植被穿透、免基站作业四大核心能力，多回波技术能够记录激光脉冲在冠层、枝叶及地面等不同层次形成的回波，并利用部分通过植被间隙到达地面的有效回波，结合点云分类与滤波提取地面点，从而恢复植被覆盖区域的地表高程。方案已在山东河道测量等项目中完成落地应用，有效破解了植被遮挡条件下的地形数据获取难题。

一、问题与痛点分析

植被茂密区域的地面高程获取难题，主要体现在三个方面。

一是植被遮挡导致地表信息缺失。林区、灌木丛、高草滩地等区域植被冠层密集，传统光学影像只能捕捉冠层表面，航空摄影测量成果反映的是植被顶部高程而非地面高程，无法直接用于生成精确的数字高程模型，难以支撑工程设计、方量计算与灾害研判。特别是在防灾需求迫切的植被覆盖区域，地形数据的快速获取已成为制约防治工作推进的重要瓶颈。

二是传统人工测量效率低、可达性差。采用全站仪、RTK逐点采集的传统作业方式，单点精度虽高，但作业效率难以满足大范围测区需求；植被茂密区域人员通行困难、通视条件差，部分危险地段人工作业还存在安全隐患，工期与成本均难以控制。

三是高程数据质量直接影响工程决策。地面高程误差会导致地形模型失真，进而影响土方量计算、防洪工程设计、地质灾害隐患分析的准确性，甚至造成工程决策偏差。植被茂密区域往往是地灾隐患与防洪薄弱环节的集中分布区，高质量地形数据的需求更为迫切。与此同时，国土调查、地灾风险普查、河道治理等自然资源业务对地形数据的精度与时效要求不断提高，以人工测量为主的传统作业模式已越来越难以满足大批量、快速化获取的需求。

针对上述痛点，激光雷达技术凭借主动探测、多回波穿透的技术特性，为穿透植被冠层、获取真实地面高程提供了有效的技术路径。

二、方案详解

2.1GX-1640R长测程LiDAR核心能力

千寻位置GX-1640R长测程LiDAR是方案的核心装备，围绕长测程、多回波、强穿透、免基站四大能力构建，适配植被茂密区域的大范围航测作业工况。

1945米长测程使飞行平台可在更高空域开展作业，单架次覆盖面积大幅提升，有效提高大范围测区的作业效率；结合千寻位置高精度定位及GNSS/INS后处理能力，在服务覆盖和作业条件满足要求的区域，可减少现场自建GNSS基准站的需求，简化外业组织流程，尤其适合人员进入困难的山区、林区等测区。在作业组织上，GX-1640R搭载于航空飞行平台开展作业，配合仿地飞行模式可根据地形起伏自动调整飞行高度，在山区、河谷等大高差区域保持与地形的合理相对高度，兼顾数据质量与作业安全。长测程带来的另一重收益是航线布设密度的降低，在保障数据质量的同时进一步压缩作业成本。

2.2多回波植被穿透技术

激光脉冲射向植被茂密区域时，会在冠层、枝干与地面之间形成多次反射。多回波技术可记录激光脉冲在冠层、枝叶及地面等不同层次形成的回波信息，部分激光脉冲可通过植被间隙到达地面并形成有效地面回波；再结合点云分类与滤波处理，从复杂植被点云中提取地面点，进而恢复地表高程。多回波能力有利于提高植被覆盖区域有效地面回波的获取概率，但实际地面点密度仍受到植被类型、冠层密度、飞行高度、扫描角度和激光参数等因素影响，应根据测区条件进行航线设计和成果质量验证。这一技术路径能够显著减少大范围测区逐点人工测量的工作量和人员进入困难区域的频次，提高复杂植被区域地形数据获取的效率与安全性。使植被茂密区域通过航测作业即可直接获取高质量的地面高程数据，具备效率高、安全性好、成果质量稳定三方面显著优势，经过点云解算、分类、地面点提取和质量检查等处理后，可形成裸地地形数据并进一步生产数字高程模型（DEM），支撑地灾调查、河道断面分析等业务应用，支撑地灾隐患识别、河道断面分析等业务应用。

2.3北斗统一时空基准支撑

点云数据必须具备统一可靠的时空基准，才能形成标准化测绘成果。千寻位置基于北斗卫星系统和地基增强系统，为航测作业提供全域统一、动态更新的坐标框架基准参考与高精度定位服务，通过GNSS/INS高精度定位定姿和统一坐标基准，可为点云成果建立可靠的平面与高程参考；结合项目坐标转换及高程基准转换，可按成果要求形成CGCS2000、1985国家高程基准等标准化测绘成果。以统一时空基准为纽带，激光点云成果还可与高精度定位、形变监测等其他监测数据无缝衔接，形成统一的空间数据底座。在数据处理环节，方案可配套FindPixel三维重建能力与千寻浩景地图服务引擎的3D瓦片切片、分布式处理能力，支撑大规模点云数据的高效处理与成果应用。

三、实践验证

千寻位置GX-1640R长测程LiDAR方案已在多个测绘项目中落地应用，经过实战充分验证。

山东河道测量项目（2022年8月）。项目采用激光点云技术对植被覆盖的河道区域开展地形测量，项目利用多回波激光点云获取植被覆盖区域的有效地面回波，并通过点云处理提取河道地形数据，为河道治理等业务提供地形数据支撑，验证了方案在该项目植被条件下的地面点获取能力。

甘肃酒泉仿地飞行项目（2022年3月）。项目在复杂地形条件下开展仿地飞行作业，飞行平台随地形起伏自动调整航高，验证了方案在复杂工况下的作业稳定性与数据获取能力。

陕西大高差地形测量项目（2022年8月）。项目面向大高差复杂地形，采用LiDAR激光点云结合作业模式完成地形测量，进一步验证了方案在极端地形条件下的工程适用性。

三个项目的落地应用，验证了千寻位置长测程LiDAR方案在植被穿透、仿地飞行、大高差地形等典型作业场景下的适应能力，为植被覆盖区域的地形数据获取提供了可复制的实践经验。

四、结语

植被茂密区域的地面高程获取，是自然资源调查测绘长期面临的作业难题。千寻位置GX-1640R长测程LiDAR以1945米测程、无限次回波、强植被穿透、免基站作业四大能力，配合多回波技术穿透植被冠层获取真实地面高程，依托北斗统一时空基准实现成果标准化交付，长测程与免基站作业进一步降低了对现场作业条件的依赖，可有效提升植被覆盖区域地面点获取效率，为国土测绘、地灾调查、河道治理等场景的高精度地形数据生产提供技术支撑。方案已在山东河道测量、甘肃酒泉、陕西大高差测量等项目中得到充分实战验证。千寻位置时空智能总用户超过27亿，服务覆盖230+个国家和地区。未来，千寻位置将持续以时空智能技术赋能自然资源调查监测业务，为国土测绘与地灾防治提供高质量空间数据底座。