티베트 좌궁협곡 지역에서 DV-LiDAR10을 장착한 V10 드론의 항공 측량 작업 기록

남서부 산악 지역은 높은 산과 깊은 계곡, 급류가 흐르는 강으로 이루어져 있습니다. 풍부한 수량과 큰 낙차는 매우 풍부한 수자원을 형성했습니다. 남서부 전역에서 수력 발전 건설이 활발하게 진행되고 있으며, 대표적인 바이허탄과 우둥더 수력은 설치 용량과 저수량 면에서 삼협댐과 같은 수준입니다.

이번 조사 지역은 티베트의 한 강 양안에 위치해 있습니다. 수억 년에 걸친 물의 침식 작용으로 칭하이-티베트 고원에는 깊은 협곡이 형성되어 있습니다. 인근 최고봉의 만년설 봉우리에서 강이 흐르는 계곡 바닥까지의 수직 낙차는 2,000미터가 넘고, 수평 거리는 불과 6~7킬로미터에 불과합니다. 이처럼 가파른 지형에서의 비행은 매우 어렵습니다. 이번 조사의 목적은 티베트 수력 발전소 건설 초기 단계에 필요한 지형 및 특징 조사를 완료하는 것입니다. 조사 지역은 길이 32km, 폭 1~5km의 계곡 지대이며, 고도는 3,300m에서 4,000m 사이입니다. 급격한 날씨 변화는 항공 조사 작업의 난이도를 더욱 높입니다.

조사 지역의 지형

비행

항로, 장소, 공역 조율 등 모든 준비가 완료된 후, 비행을 제한하는 유일한 요소는 날씨였습니다. 아침에는 흐리고 안개가 꼈고, 오후에는 10미터 높이의 강풍이 불어 이륙이 불가능했습니다. 이후 인도양에서 따뜻하고 습한 기류가 유입되면서 비가 다시 내리기 시작했습니다. 한순간 맑은 하늘이었는데, 다음 순간 산 너머로 비구름이 갑자기 몰려왔습니다. 처음에는 위성 사진을 보고 강수량을 가늠해 보았지만, 나중에 확인해 보니 위성 사진에는 아무것도 나타나지 않았습니다. 구름이 지나가면서 몇 분 동안 비가 내렸는데, 양도 많지 않고 많지도 적지도 않았습니다. 그저 몇 분 정도였습니다. 항상 대비하고 만일의 사태에 대비해야 합니다. 이륙은 결코 쉬운 일이 아닙니다.

측정 지역에는 매일 강한 바람이 불며, 지상과 상공의 풍속이 제각각입니다. 지상에서는 바람이 매우 강하지만 고고도에서는 안정적인 경우가 많습니다. 때로는 지상의 바람이 매우 약해서 비행기가 이륙하자마자 강풍 경보가 발령되기도 합니다. 고원지대 비행 시 일반적인 속도는 20m/s입니다. 한번은 고고도에서 협곡 지형으로 진입했을 때 순간적으로 강한 바람을 만나 순항 속도가 무려 40m/s에 육박했던 적이 있습니다.

강풍 속 V10 비행

LiDAR10이 장착된 V10의 실제 배터리 수명은 약 2시간이며, 풍속 7등급까지 견딜 수 있습니다. 풍속이 10m/s를 초과하면 지상 관제소에서 조종사에게 비행 안전에 주의하라는 알림을 보내고, 순간 풍속이 15m/s에 도달하면 기체가 자체 보호 메커니즘인 자동 복귀 기능을 작동시킵니다.

드론이 임무를 수행하는 동안 현장 담당자는 드론의 상황을 실시간으로 모니터링하면서 이전 비행 데이터를 기반으로 현장에서 계산을 수행할 수 있습니다. Foxtech Robot UAV Manager의 지능형 지도 및 지능형 레이저 모듈은 포인트 클라우드 데이터 분석과 같은 사전 처리 작업을 쉽고 빠르게 수행할 수 있으므로 현장 담당자는 비행 영역의 데이터 품질을 즉시 확인할 수 있습니다.

단일 비행 궤적 및 예비적으로 해결된 포인트 클라우드

단일 출격에서 얻은 포인트 클라우드를 분석한 결과, 측정 영역의 고도 차이가 최대 1470m에 달하는 것으로 나타났습니다. DV-LiDAR10의 최대 측정 범위는 1500m(ρ>80%)입니다. 지표면 물체의 일반적인 반사율을 가정할 때, 실제 전투 데이터 수집의 한계는 상대 고도 1000m입니다. 이처럼 고도차가 큰 지형에서는 장시간 비행이 가능한 드론이 더 높은 고도에서 비행하는 것이 최적의 해결책입니다.

설정된 경로에 따라 비행을 완료하면 V10은 자동으로 홈 포인트로 복귀하여 선회하며 하강을 시작합니다. 착륙 원반경은 이륙 원반경과 동일한 80m입니다. 기체가 설정된 로터 전환 고도까지 호버링하면 자동으로 로터를 전환합니다. 그런 다음 홈 포인트를 찾아 하강을 시작합니다. 지면으로부터 일정 고도에 착륙하면 하향식 초음파 레이더가 실시간으로 기체의 지면 고도를 측정하고, 비전 모듈이 기체의 위치 설정 및 수정을 지원합니다. 수평 비행 시에는 착륙을 포함한 전체 비행 과정에서 기본적으로 수동 조작이 필요하지 않습니다.

착륙 항공기 및 지상 관제소 디스플레이

현장에서 수집된 데이터에는 항공 기록, 사진, LiDAR 원시 데이터 및 IMU 데이터가 포함됩니다. 관가즈 레이저 모듈은 포인트 클라우드 계산을 수행하고 포인트 클라우드 데이터를 신속하게 출력하는 데 사용됩니다.

항공사 간 품질 검사/에어벨트 조정

비행 기록 구간 간에 층화 현상이 있는지 확인하십시오. 층화 현상이 있다면 비행 기록 구간 조정을 사용하여 데이터 정확도를 향상시키십시오.

단면도

포인트 클라우드 데이터 처리

스마트 레이저는 포인트 클라우드 노이즈 제거, 중복 제거, 좌표 변환 등의 전처리 작업을 수행하고 결과 요구 사항을 충족하는 표준 포인트 클라우드 결과를 출력할 수 있습니다.

표준 포인트 클라우드 - 강도 렌더링

포인트 클라우드 데이터 후처리

지능형 포인트 클라우드 포인트 클라우드 자동 필터링

관자(Guanjia) 지능형 포인트 클라우드 모듈을 사용하여 필터링 처리를 수행할 수 있습니다. 동일한 지형 유형의 경우, 먼저 적절한 매개변수를 사용하여 측정 영역의 로컬 필터링을 수행한 다음, 매개변수를 확인한 후 전역 필터링을 수행하고, 마지막으로 전체 TIN을 생성하여 측정 영역의 분류 결과를 확인할 수 있습니다. 로컬 분류가 불량한 영역의 경우, 온라인 및 오프라인 분류, 평활화, 경계선 설정 등의 분류 방법을 사용하여 수동으로 분류할 수 있습니다. 스마트 포인트 클라우드 모듈은 지면 포인트뿐만 아니라 지면 포인트, 건물, 송전선, 식생 등 일반적인 포인트 클라우드도 분류할 수 있습니다.

정사영상 처리

DV-LiDAR10은 포인트 클라우드 데이터를 획득하는 동시에 정사영상도 획득할 수 있습니다. 이미지 데이터를 직접 사용하여 포인트 클라우드에 색상을 입힘으로써 컬러 포인트 클라우드를 출력할 수 있습니다.

가시광선 텍스처가 적용된 포인트 클라우드

또한, UAV 버틀러 인텔리전트 퍼즐 모듈은 단독으로 DSM 및 정사영상을 출력할 수 있습니다. 그림은 측량 지역의 전체 및 일부 DSM 이미지를 보여줍니다. 오른쪽 그림에서는 측량 지역의 절벽, 빙하, 나무들을 확인할 수 있습니다. 이처럼 고도차가 큰 지역에서 항공 측량 작업을 수행할 때는 장시간 고고도 비행이 결과물의 품질을 확보하는 효과적인 방법입니다.

정사영상

DEM 및 등고선

UAV Butler 지능형 포인트 클라우드 모듈을 사용하여 DEM을 출력하고, 필요한 데이터를 선택하고, 해상도 및 생성 방법을 설정하는 등의 작업을 통해 DEM 데이터를 생성할 수 있습니다.

조사 영역 DEM

등고선은 DEM 또는 지상 포인트 클라우드를 기반으로 생성됩니다. UAV Butler 지능형 포인트 클라우드 모듈을 통해 출력 결과를 선택한 다음, 등고선을 선택하고 해당 등고선 간 거리, 기준 높이, 평활화 계수 및 샘플링 간격을 설정하면 해당 등고선 데이터를 출력할 수 있습니다.

조사 영역 DEM 및 등고선

날씨에 주의하세요

고원 지대는 고도가 높기 때문에 저지대에서 온 사람들은 다소 불편함을 느낄 수 있습니다. 처음에는 어지럼증과 무력감을 느끼고 움직일 때 숨이 차기도 합니다. 이러한 증상은 점차 호전되지만, 몸 상태를 주의 깊게 살피고 감기에 걸리지 않도록 해야 합니다. 감기에 걸리면 고산병으로 인한 증상이 악화될 수 있으며, 매우 불편합니다. 몸 상태가 견딜 수 없을 정도로 나쁘다면 무리하지 말고 즉시 저지대로 돌아가야 합니다. 고산병으로 인한 폐부종과 뇌부종은 절대 가볍게 여겨서는 안 됩니다. 다음은 고원 산악 지역에서 작업할 때 유용한 몇 가지 팁입니다. (1) 야크가 쫓아오는 경우가 아니라면 고원에서는 격렬한 운동을 피하십시오. (2) 아침과 저녁의 기온차가 매우 크기 때문에 외출 시에는 두꺼운 옷을 꼭 챙기십시오. 재킷의 경우, 안쪽은 보온용, 바깥쪽은 방풍 및 방수용으로 겹쳐 입는 것이 좋습니다. (3) 햇볕 차단에 주의하세요. 고원의 태양 복사열이 강해서 하루 종일 햇볕에 노출되면 피부가 벗겨질 수 있습니다. (4) 고원의 날씨는 변덕스럽기 때문에 모자는 필수입니다. 햇볕을 가릴 뿐만 아니라 바람도 막아줍니다. 바람에 잠깐이라도 휘몰아치면 어지러울 수 있습니다. 이것이 티베트 사람들이 모자를 자주 쓰는 이유입니다.

낙석 주의

가파른 절벽 아래에서는 풍화 작용으로 인해 낙석이 자주 발생하며, 비가 온 후에는 더욱 많은 낙석이 떨어집니다. 이런 길에서는 걸어가는 것보다 차를 이용하는 것이 좋습니다. 작업 도중, 차를 몰고 가던 중 갑자기 큰 소음과 함께 차체가 심하게 흔들렸습니다. 우리 세 사람은 깜짝 놀랐습니다. 차에서 내려 확인해 보니 산에서 큰 바위가 떨어져 차를 덮쳤습니다. 만약 속도가 조금만 더 느렸더라면, 바위가 앞 유리창에 부딪혀 큰 사고로 이어졌을 것입니다.

산에서 떨어진 낙석에 차량이 충돌했습니다.

동충하초를 캐려고 산에 올라가지 마세요.

동충하초는 상업적으로 가공된 후 신비로운 약재로 여겨지게 되었습니다. 사실 동충하초는 죽은 곤충의 몸에서 자라나는 풀에 불과합니다. 그 가격은 약효에 비해 지나치게 높습니다. 조사 지역의 고원은 경사가 가파르기 때문에 중국 본토 사람들은 고원을 오를 체력이 부족합니다. 울퉁불퉁한 길을 만나면 무사히 내려올 수 있을지조차 장담할 수 없습니다. 게다가 야생 곤충은 중국 본토 사람들이 항체를 갖고 있지 않은 병원균을 옮길 수도 있습니다. 몇 번 물리는 것만으로는 충분하지 않고, 감염성 질환에 걸릴 가능성이 매우 높습니다. 티베트 사람들은 오토바이를 타고 산에 올라가 동충하초를 캐냅니다. 우리 소형 비행기를 보자 그들은 다가와 사진을 몇 장 찍었습니다. 이야기를 나누면서 그들은 동충하초의 가격이 크기에 따라 개당 20위안에서 50위안 사이라고 말했습니다. 아래 사진은 갓 캐낸 동충하초입니다. 너무 부드럽고 신기해 보입니다.

동충하초

야생 동물을 건드리지 마세요

야생 동물을 자극하지 마세요. 말, 소, 양이라도 마찬가지입니다. 정말 불안하게 만들 거예요. 그런 환경에서는 양을 이길 수가 없어요. 프레리도그가 괜찮은지 확인해 볼 수는 있지만, 잡거나 만지지 마세요. 프레리도그는 다양한 기생충과 페스트균을 비롯한 여러 가지 세균을 가지고 있습니다.