激光雷达测绘技术在工程测绘中的应用研究

2016-01-28王小勤

大科技 2016年25期

关键词：激光雷达测绘激光

王小勤

（重庆市潼南区征地中心重庆潼南 402660）

激光雷达测绘技术在工程测绘中的应用研究

王小勤

（重庆市潼南区征地中心重庆潼南 402660）

随着当前我国科学技术的快速发展，数码技术已经得到了广泛应用，这种形势下激光雷达测绘技术作为一种数码测绘技术得到了非常广泛的应用，该项技术应用以后，我国工程测绘更加简单便捷，数据准确性也到了提高。基于此，本文针对激光雷达测绘技术进行了分析，希望相关经验可以为专业人员提供参考。

激光雷达；测绘技术；工程测绘；应用

自从改革开放以来，我国各项事业都得到了快速发展，为工程测绘带来了很高的要求，然而当前传统测绘技术应不再可以满足测绘精度的要求，很多问题开始暴露出来，很多新的测绘技术开始引起人们的关注，例如激光雷达测绘技术，当前已经在各领域工程吹中得到了广泛应用，激光雷达测绘技术的应用不仅测绘质量和精确性得到了提升，同时还从很大程度上促进了我国测绘行业的快速发展。

1 激光雷达测绘技术概述

1.1 激光雷达测绘技术工作原理

激光雷达技术主要有两种类型：机载与地面，其中飞机载动雷达包括安装在飞机上的激光探测与测距系统等，可以对地面物体三维测量值进行准确分析，三维空间信息实时获取的发展空间非常大，所以高时空分辨率地球空间信息也达到了另外的高度，这无疑为工程测绘提供了新型技术手段。其工作原理是由传感器发射激光束，按照光速传播，利用接收器接收来自空中的信号，将地面或者反射到物体上的信号转换过来，然后将激光束发射与接收的时间记录好，这时可以利用公式R=ct/2对激光器与地面垂直长度与接收时间的差进行计算，式中c表示光速，机t表示激光束发射与接收的时间差。利用激光扫描器记录单方向发射雷达脉冲波折回的回波，并统计每个回波，最后利用IMU/DGPS系统与激光雷达扫描系统对得到的高程信息进行集合处理。利用草庙一将激光波束发射给地标，记录好飞机飞行的方向，并接收由地表反射回来的激光束，这时应将激光发射束的形态与具体位置进行记录，最后对空间的具体位置进行计算。

1.2 激光雷达测绘技术分类

与微波雷达工作原理相近，激光雷达与微波雷达都需要利用光频波段电磁波将探测信号发送到目标地点，然后对比发射信号和接收到的同波信号，通过比较以后可以获得很多信息，例如目标的距离与方位等，进而针对目标进行跟踪与识别。利用激光测距机可以实现方位配置、自动跟踪目标等相关任务，从而构成较为完整的目标探测，对激光雷达进行跟踪。通常情况下，按照不同方法可以分成激光接收机、激光发射机、激光雷达等类型，从安装平台来看，可以分成机载、地面等类型，从完成人物不同来看，可以分成障碍物回避、火控、靶场等类型。激光雷达实用性非常强，在运用过程中也极为方便。

2 激光雷达技术在工程测绘中的应用

2.1 基础测绘

在工程测绘中，基础测绘属于基础性测量的范畴，它是测绘目标基础性性信息的一项测量工作，其中主要有数字线划地图、数字栅格地图及数字正射影像等测绘内容，而这些工作都需要高精度三维新信息作为支持，例如，数字正射影像以精确地形信息为基础，利用数字正射影像可以针对数字进行微分纠正，而正因为数字摄影测量工作中各程序十分复杂，对设计要求、技术路线的要求也比较严格，还对生产人员技能提出了较高的要求，而应用机载激光雷达技术可以为其提供地面三维坐标，充分满足了高精度影像微分要求，这样一来，数字正射影像就很容易生产，同时生产过程中也不需要使用数字摄影测量平台，不仅降低了生产成本，同时遥感图像处理规模化生产也可以得到实现。

2.2 精密工程测量

精密工程测量也是工程测绘中比较重要的内容，精密工程测绘的关键在于对测绘目标细节数据进行采集，同时还需要在细节数据测绘基础上收获目标的三维坐标。例如，建筑工程测量过程中，需要对很多方面进行测量，并对三维坐标、三维模型进行测量。从这种精密测绘工程方面来看，利用机载激光测绘技术、激光雷达测绘技术都可以实现，比较数码相片测绘目标纹理信息和形成的单位模型，通过叠加形成三维模型后，就可以对建筑物、景观等进行规划与分析。在铁路设计过程中，应用精密工程测量技术，高精地面测绘目标可以得到实现，并在此基础上绘制出精确度较高的模型，并为施工提供精确方法与数据，这无疑为设计过程提供了良好借鉴。

2.3 构建数字矿山

多数情况下构建苏子矿山对环境、经济等方面要求较为严格，以充分响应国家可持续发展的政策。当前依靠矿山发展城市面临着很大的麻烦，由于过度开采出现了很多环境问题，加上当前资源枯竭问题越来越严重，同时还要综合考虑市场近期情况、矿山内部环境等，以上各因素都制约着矿山城市的顺利发展，上面这些问题都是当前摆在我们勉强的，我们必须找到解决问题的方法。数字矿山建设是一种极为有效的形式，从多角度对问题的解决方式进行解决，实际上数字矿山是利用激光雷达技术采集矿山数据，并在此基础上构建三维模型，在建模过程中应综合考虑每部分的构成，通常情况下可以利用分层构建方式展开多方面评价。这种方式可以对数据进行高效反馈，并连续24h不间断的提供数据，以保证模型的合理性，此外，还要积极预测可能发生的事故，从这一角度来看，不仅可以达到预防事故发生的效果，同时以往的模式也会得到较大改善。

2.4 电力传输与管道布图

充分借助直升机搭载的激光雷达系统，利用激光测绘技术可以对电力传输与管道线路进行高效的测绘，这样测绘工作就不会再受到地理环境等相关因素的限制。只审计与固定翼飞机相比，不仅成本比较低，同时还能按照测绘工作需要，对直升机速度与高度进行调整，这样一来测绘数据就可以更加可靠、真是，同时，这些仅需要直升机沿着电力传输与管道传输走廊进行飞行即可。在一些情况下，测绘过程中也可以利用数字相机、录像机等设备，在激光雷达应用平台中进行激光测绘工作，同时展开线路检查和制图等相关工作，这不仅可以为线路维护管理提供了很多便利，同时工作效率也得到了有效提高。

2.5 城市规划建设

随着当前科学技术的快速发展，当前社会俨然已经进入到了崭新的时代中，城市开始朝着现代化、数字化方向发展，在城市规划建设过程中，要想实现数字化建设目标，我们首先必须充分认识到信息立体化建设的重要性，而激光雷达技术的应用就是实现该目标的一个重要步骤。应用激光雷达技术不仅可以使整体技术得到显著提升，同时其分辨率和精度化也会更高，这对于城市模型构建效果的呈现来说非常有利，可以为城市建设提供有效的资源和信息，不断推动城市整体规划与布局的顺利发展。

2.6 森林业发展

在森林业发展过程中，机载激光雷达测绘技术的应用频率较高，在森林业中多项工作都对数据精确度提出了较高要求，这种情况下传统测绘技术很难达到其要求，新型激光测绘技术在这种形势下得到了广泛应用，相关部门纷纷开始应用激光雷达测绘技术展开森林测绘，通过对该项技术的应用，可以对树冠以下的地形进行准确测绘，与此同时，还能通过测绘获得有关树高度值的相关数据，从而通过精确计算获得有关树木的相关信息，以上都是卫星成像技术比不了的。