在柬埔寨首都金邊與西哈努克市之間，中國(guó)援建的高速公路項(xiàng)目正在進(jìn)行前期基礎(chǔ)測(cè)繪工作。但120公里長(zhǎng)的區(qū)域里，大部分是熱帶雨林，還有20公里的山區(qū)。若使用傳統(tǒng)方式穿越雨林測(cè)繪，5人小隊(duì)1天最多只能測(cè)量4公里。若使用有人直升機(jī)載移動(dòng)測(cè)量，碰上雨季，雨林的閃電高度非常低，威脅人身安全。
5月6日，南方測(cè)繪新款無(wú)人機(jī)載激光雷達(dá)SZT-R250亮相，一個(gè)架次即可測(cè)3—5公里，并且可根據(jù)天氣隨時(shí)調(diào)整測(cè)量計(jì)劃，夜晚也可以進(jìn)行測(cè)量，8天即完成外業(yè)飛行并提交分類(lèi)完成的地表三維點(diǎn)云數(shù)據(jù)，可由此得到高精度高分辨率的數(shù)字地形模型等。
曾經(jīng)研制出中國(guó)第一臺(tái)全站儀、第一臺(tái)靜態(tài)GPS接收機(jī)、全球首個(gè)北斗三星網(wǎng)絡(luò)CORS系統(tǒng)……在測(cè)繪裝備自主研發(fā)道路上深耕不輟的南方測(cè)繪，是全國(guó)地理信息產(chǎn)業(yè)的百?gòu)?qiáng)榜首企業(yè)，在傳統(tǒng)測(cè)繪裝備上有著20億元的基礎(chǔ)銷(xiāo)售規(guī)模。
如今，它又向高端測(cè)繪裝備領(lǐng)域進(jìn)發(fā)。經(jīng)過(guò)六年潛心研發(fā)打磨、兩萬(wàn)公里現(xiàn)場(chǎng)巡演，推出的三維激光移動(dòng)測(cè)量系統(tǒng)，讓測(cè)繪效率提升百倍。其中車(chē)機(jī)載一體化移動(dòng)測(cè)量系統(tǒng)SZT-R1000因機(jī)身結(jié)構(gòu)緊湊、重量較輕，更可無(wú)需改裝直接輕松轉(zhuǎn)換汽車(chē)或飛機(jī)搭載平臺(tái)，而成為世界首創(chuàng)。
“新興的測(cè)繪裝備目前主要集中在無(wú)人機(jī)航測(cè)和三維激光測(cè)量，我們已經(jīng)走通了這兩部分的硬件和軟件全部核心技術(shù)，現(xiàn)在主要是花大力氣推廣應(yīng)用，實(shí)現(xiàn)無(wú)人機(jī)和三維激光的低成本產(chǎn)業(yè)化和應(yīng)用普及化。”南方測(cè)繪集團(tuán)創(chuàng)始人、總經(jīng)理馬超說(shuō)，南方測(cè)繪已實(shí)現(xiàn)2017年三維激光相關(guān)業(yè)務(wù)收入過(guò)億的業(yè)績(jī)。
什么是實(shí)景復(fù)制技術(shù)？
這是繼GPS技術(shù)之后的又一次技術(shù)革命
作為國(guó)內(nèi)測(cè)繪裝備行業(yè)的龍頭企業(yè)，南方測(cè)繪曾經(jīng)把電子化測(cè)繪裝備引進(jìn)中國(guó)，并完成自主研發(fā)，為國(guó)家、單位、個(gè)人節(jié)省了大量資金，改寫(xiě)了中國(guó)電子測(cè)繪裝備的市場(chǎng)格局。“長(zhǎng)期以來(lái)，我們關(guān)注的焦點(diǎn)是運(yùn)用全站儀、RTK采點(diǎn)、CASS作圖這些傳統(tǒng)的測(cè)繪方式。但不難發(fā)現(xiàn)，這些傳統(tǒng)的測(cè)繪方式有著共同的‘點(diǎn)’——效率不高，耗費(fèi)人力。”馬超說(shuō)。
而要解決傳統(tǒng)測(cè)量作業(yè)模式的效率不高、人力成本高、復(fù)雜環(huán)境不能作業(yè)等弊端，就要向高端測(cè)繪裝備領(lǐng)域進(jìn)發(fā)——三維激光移動(dòng)測(cè)量系統(tǒng)便是其中的一種。
三維激光掃描技術(shù)是繼GPS技術(shù)之后的又一次技術(shù)革命，被稱(chēng)為實(shí)景復(fù)制技術(shù)，獲得的原始數(shù)據(jù)具有高采樣率、高分辨率、高精度以及全視景、全覆蓋、真三維的特點(diǎn)，可用于獲取高精度高分辨率的數(shù)字地形模型。
“三維激光移動(dòng)測(cè)量系統(tǒng)靈活，周期短，移動(dòng)測(cè)量系統(tǒng)采集的數(shù)據(jù)成果，包括空間坐標(biāo)點(diǎn)云數(shù)據(jù)及全景相片，精度可達(dá)到2厘米，滿(mǎn)足國(guó)家規(guī)范的要求。”南方測(cè)繪集團(tuán)副總經(jīng)理繆小林介紹，相較于傳統(tǒng)測(cè)繪，效率提高10倍甚至百倍以上。
以江西省贛州市崇義縣4000戶(hù)房屋改造升級(jí)項(xiàng)目為例，這里山脈縱橫交錯(cuò)，群峰起伏，房屋沿地形而建，單棟房屋結(jié)構(gòu)復(fù)雜。若僅靠傳統(tǒng)測(cè)繪供給進(jìn)行數(shù)據(jù)采集，不僅數(shù)據(jù)采集不全面，工作效率也很低。而當(dāng)三維激光掃描技術(shù)介入后，外業(yè)組只需要2個(gè)人、1臺(tái)地面式設(shè)備便能完工。
然而，這個(gè)領(lǐng)域仍依賴(lài)進(jìn)口裝備，設(shè)備整體價(jià)格高昂，動(dòng)輒上百萬(wàn)元，大單位用不好，小單位用不起。為推動(dòng)移動(dòng)測(cè)量技術(shù)的產(chǎn)業(yè)化發(fā)展，國(guó)內(nèi)企業(yè)進(jìn)行了長(zhǎng)時(shí)間的探索，投入大量人力物力，甚至在國(guó)外廠(chǎng)家也對(duì)中國(guó)移動(dòng)測(cè)量普及化失去信心的時(shí)候，以南方測(cè)繪為代表的企業(yè)，走通了移動(dòng)測(cè)量的全部關(guān)鍵環(huán)節(jié)。
“放眼國(guó)內(nèi)和國(guó)際任何一個(gè)有影響力的行業(yè)展會(huì)，沒(méi)有無(wú)人機(jī)、激光雷達(dá)的已經(jīng)被第一梯隊(duì)遠(yuǎn)遠(yuǎn)拋開(kāi)，而基于這些新裝備衍生的項(xiàng)目應(yīng)用正風(fēng)生水起，一個(gè)測(cè)繪工程的新業(yè)態(tài)呼之欲出。”繆小林說(shuō)。
高端測(cè)繪技術(shù)如何推廣普及？
世界首創(chuàng)背后還有2萬(wàn)公里“長(zhǎng)征”
2016年，南方測(cè)繪推出“征圖”系列車(chē)機(jī)載一體化、無(wú)人機(jī)載、車(chē)船載一體化、全景影像、室內(nèi)外一體化5款移動(dòng)測(cè)量系統(tǒng)，引起市場(chǎng)轟動(dòng)。但鮮有人知道，南方測(cè)繪激光掃描移動(dòng)測(cè)量技術(shù)的研發(fā)其實(shí)走了六年“長(zhǎng)征”。
業(yè)內(nèi)人士常說(shuō)，測(cè)繪儀器屬于光、機(jī)、電一體化的高科技產(chǎn)品，在國(guó)外只有制造照相機(jī)的廠(chǎng)家才有能力造。因此，高端測(cè)繪裝備的自主研發(fā)，必須在高精度、高性能方面達(dá)到要求。
在推出產(chǎn)品之前，南方測(cè)繪涉獵三維激光掃描領(lǐng)域也已十年多，在三維激光掃描移動(dòng)測(cè)量的人員、技術(shù)、市場(chǎng)等方面積累了大量“資本”。
2007年成立的三維激光事業(yè)部，最初走的是代理國(guó)外三維激光掃描產(chǎn)品的道路。從一年演示幾十次成交一臺(tái)，到一年銷(xiāo)售數(shù)十套產(chǎn)品的成交量并承攬大量激光掃描項(xiàng)目；從連年虧損、減員到實(shí)現(xiàn)盈利，南方的三維激光團(tuán)隊(duì)經(jīng)歷了很多波折和磨難。
這與當(dāng)時(shí)的測(cè)繪地理信息行業(yè)的整體環(huán)境不無(wú)關(guān)系：人工不貴且勞動(dòng)力較多，全站儀、RTK大行其道。反觀三維激光產(chǎn)品，價(jià)格昂貴，技術(shù)難度高，全中國(guó)一年的市場(chǎng)當(dāng)量也只有十來(lái)臺(tái)。
但在連續(xù)虧損的那幾年，馬超一直安慰三維激光團(tuán)隊(duì)：“堅(jiān)持、等待、忍耐。”馬超的想法很明確：等到三維激光掃描產(chǎn)品的市場(chǎng)行情回暖，南方測(cè)繪再加速著手自主產(chǎn)品的研發(fā)。
2010年，一個(gè)由四人組成的團(tuán)隊(duì)擼起袖子開(kāi)始研發(fā)。2014年，南方測(cè)繪開(kāi)始向國(guó)內(nèi)的團(tuán)隊(duì)尋求合作，前后經(jīng)歷了兩次失利。2016年，在引進(jìn)了高學(xué)歷定向人才之后，南方又重回自主研發(fā)的道路，最終一鳴驚人，推出了五款“征圖”移動(dòng)測(cè)量系統(tǒng)，其中SZT-R1000因機(jī)身結(jié)構(gòu)緊湊、重量較輕，更可無(wú)需改裝便輕松轉(zhuǎn)換汽車(chē)或飛機(jī)搭載平臺(tái)，而成為世界首創(chuàng)。
然而，南方的移動(dòng)測(cè)量系統(tǒng)能用嗎？性能是否穩(wěn)定？這是“征圖”面世后，一些人發(fā)出過(guò)疑問(wèn)。
2017年1月20日，南方測(cè)繪“征圖”移動(dòng)測(cè)量系統(tǒng)全國(guó)巡演呼和浩特站圓滿(mǎn)舉行，意味著持續(xù)三個(gè)月的全國(guó)巡演正式告一段落。至此，“征圖”巡演的“長(zhǎng)征”走過(guò)30城，總行程超過(guò)兩萬(wàn)公里。
“征圖”始于2016年10月，11人、3輛車(chē)、5款三維激光掃描移動(dòng)測(cè)量設(shè)備，從冰城哈爾濱開(kāi)始，由北往南、由東至西，依次前往各省會(huì)城市進(jìn)行巡演。每一場(chǎng)巡演都邀請(qǐng)了各省對(duì)移動(dòng)測(cè)量技術(shù)及應(yīng)用有切實(shí)需求和實(shí)際經(jīng)驗(yàn)的用戶(hù)單位、專(zhuān)家學(xué)者們參加，移動(dòng)測(cè)量技術(shù)的便捷和高效得以直觀展現(xiàn)。
30場(chǎng)巡演和累計(jì)100多次拆裝及測(cè)試，南方測(cè)繪在外界的質(zhì)疑中交出了亮麗的成績(jī)單。其中，巡演行進(jìn)至青海省時(shí)，合作伙伴要求“征圖”進(jìn)行了170公里道路掃描的驗(yàn)證，結(jié)果顯示，精度90%以上在3cm以?xún)?nèi)，100%在5cm以?xún)?nèi)。用戶(hù)單位感嘆：“你們的精度比進(jìn)口設(shè)備的都高！”
觀點(diǎn)
武漢大學(xué)測(cè)繪學(xué)院教授陶本藻：
推動(dòng)中國(guó)測(cè)繪裝備往高端發(fā)展
“共享單車(chē)、快遞和手機(jī)導(dǎo)航都需要位置服務(wù)，都離不開(kāi)測(cè)繪，曾經(jīng)的小行業(yè)已經(jīng)發(fā)展到千億的大產(chǎn)業(yè)”。在武漢大學(xué)測(cè)繪學(xué)院教授陶本藻看來(lái)，國(guó)家的大發(fā)展帶來(lái)了測(cè)繪的大發(fā)展。從智慧城市建設(shè)、城市地下管線(xiàn)普查到不動(dòng)產(chǎn)登記、農(nóng)村土地確權(quán)登記，還有接下來(lái)的三調(diào)，特別是“一帶一路”建設(shè)，工程項(xiàng)目的增加、大數(shù)據(jù)處理能力的提升，都需要企業(yè)積極參與。
“南方的轉(zhuǎn)型，符合國(guó)家信息安全的大趨勢(shì)。”據(jù)陶本藻觀察，國(guó)家的高速發(fā)展、社會(huì)的進(jìn)步，對(duì)具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)、自主可控的地理信息技術(shù)和設(shè)備有了更廣泛的需求，對(duì)從軟硬件基礎(chǔ)上加強(qiáng)安全保障，杜絕安全漏洞等問(wèn)題格外重視。無(wú)人機(jī)和三維激光等新興技術(shù)，雖然應(yīng)用的門(mén)檻很高、價(jià)格很高，很難普及，但是三維激光的自主研發(fā)生產(chǎn)能力并不比國(guó)外差，精度都能達(dá)到要求。
陶本藻認(rèn)為，在無(wú)人機(jī)和三維激光產(chǎn)品的研發(fā)和批量生產(chǎn)、市場(chǎng)推廣方面，南方測(cè)繪重視三維激光移動(dòng)測(cè)量和無(wú)人機(jī)新興技術(shù)，符合當(dāng)前智能交通、智慧城市等市場(chǎng)需求。“現(xiàn)在用戶(hù)使用得最多的仍然是全站儀和RTK、地基增強(qiáng)系統(tǒng)，南方測(cè)繪已經(jīng)達(dá)到了中國(guó)第一，接下來(lái)要推動(dòng)中國(guó)測(cè)繪裝備往高端發(fā)展，服務(wù)于國(guó)家建設(shè)，服務(wù)‘一帶一路’建設(shè)”。
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