工程测绘中激光雷达测绘技术的应用

李军军

摘 要：因为激光雷达测绘技术可以高精度、全要素、多维度的迅速的获取地物信息，应用越来越广泛。随着工程技术的发展和工程建设的要求越来越高，BIM三维协同设计、三维实景建模、文物保护、矿山测绘、沉降监测等都对测绘数据提出了密度、维度、精度等方面更高的要求，激光雷达测绘技术的应用正逢其时。本文首先介绍了工程测绘和激光雷达测绘技术的定义，然后提出了激光雷达测绘技术的基本原理，最后分析了激光雷达测绘技术在工程测绘中的实际应用。

关键词：工程测绘；激光雷达测绘技术；应用

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2019.12.083

现如今，工程测绘中逐渐应用各种先进科技，而激光雷达测绘技术也包含在内。相对而言，在工程测绘中应用激光雷达测绘技术是相当成功的，其大大的提升了工程测绘的工作水平。通常，为了可以正确的认识工程测绘中的实际空间位置，工作人员需要完成所有点位的测绘。

1 工程测绘和激光雷达测绘技术的简介

测绘，主要是指以电子通讯技术、计算机技术等先进技术为前提，以GPS、GIS、RS为核心，利用测量获得被测对象的位置信息和图形信息，通过计算、处理以及搜集数据，为加强工程建设的管理与规划奠定坚实的基础。

激光雷达测绘技术，又称为LIDAR，运用电磁波将信号发送给被测位置，通过将以往发送的信号和接收的信号作对比的过程，将被测对象的高度、宽度、距离以及物体处于静止或者运动的状况进行准确的计算，进而达到勘测和跟踪被测对象的目的。激光雷达测绘技术可以在同一时间获得三维的空间坐标，使其能够达到同步进行的效果，利用RealWorks、Pointools、3dsMax等点云处理、建模软件实现一套完善的数字模型。[1]该先进的数字模型，可以获得传统测量方式不能测量的精准度高的三维空间数字信息，具有正确、速度快以及应用领域广等特点。将激光雷达测绘技术和虚拟现实技术相结合，能够全天候监测自然灾害，比如：地震、旱涝等等，为赈灾防灾做出及时的预警，还可以在工程建设中应用，真正实现智能化管理交通安全系统，合理规划城市整体布局以及进一步推进环保建设。

2 激光雷达测绘技术的基本原理

激光雷达测绘技术是通过光波完成各项测绘工作，发射光波距离较长，相对于常规容易受影响的光波而言，收集工作具有更强的安全性。当被测对象的表面接收到光波时，有些反射光能够发射到雷达接收器上，雷达接收系统可以结合反射光的有关数据，将从光波到被测对象的实际距离计算出来。并且全球定位系统在激光雷达测绘系统中是至关重要的，其可以及时接收到激光雷达测绘系统所获取的所有位置信息，而且可以准确定位被测对象的实际坐标，具有一定的精准性，通过测量两个或者超过两个的距离，可以结合被测对象的实际移动轨迹，进而获得被测对象的移动速度。

3 激光雷达测绘技术在工程测绘中的实际应用

最近几年，城市化进程在不断加快，工程类型也多样化，带动了我国建筑行业的稳定发展，并且与工程建设有关的工程测绘行业也实现健康发展，激光雷达测绘技术高速发展，在很大程度上为工程测绘提供强大的保障。[2]目前，在工程测绘中激光雷达测绘技术已经得到普遍应用，具体包括精密测绘、矿山测绘以及基础测绘等等。

（1）精密测绘。通常，精密工程测绘主要包括沉降测量以及建筑测量等等，这些精密工程测绘往往都会涉及到测量目标收集、构建三维物体模型工作。不管是建立三维物体模型还是收集测量目标，都要求必须在精确测绘数据的基础之上进行分析、提取、建模，而运用激光雷达测绘技术能够稳定的获得高精度、全要素、多维度的高密度测绘数据，几乎可以满足精密工程测绘的各项要求。

（2）礦山测绘。矿产资源及产业的管理，在一定程度上关系到资源城市的可持续发展，矿山生态环境越来越恶化，在一定程度上也会阻碍矿山的建设。[3]因此，增强矿山数字建设显得尤为重要。应用激光雷达测绘技术在短期内采集矿山内部的所有数据，采用Bentley Pointools构建三维数字模型，明确矿山的实际现状，提取出地面模型和矿山模型，应用GIS对严重损坏的矿山区域进行经济和环境分析，重点对塌陷位置损坏程度进行监测，实现对可能产生的灾害的风险预警等工作。

（3）基础测绘。在基础测绘过程中，首先需要将被测对象的数字信息切割和反映出来，以此为前提形成最初的测绘图纸。[4]在该过程中最关键的工作是数字测量和数字摄影，并且这些工作具有复杂性和系统性。为了确保测绘数据的精准度，需要结合实际情况对测绘线路进行合理的设计，[5]激光雷达测绘技术能够提高地面三维坐标的准确性，可以满足高精准度影像微分改正要求，无需数字摄影测量就能够获取数字正射影像，不仅使复杂的测绘环境变得简单化，而且能够使工作成本降低。除此之外，激光雷达测绘技术使用高精准度的激光点云数据，能够将线塔、房屋道路、水箱等物体的所有三维信息都直接反映出来，而这些信息都是基础测绘所需要的。

4 结语

与传统的测量技术相比，激光雷达具有特殊性，能够更加迅速的获取高精度、全要素、高密度的空间信息，所以在应用上具有较强的先进性。随着工程技术的进步和基础数据要求的提高，激光雷达测绘技术势必可以成为获取三维空间信息的主要方法。随着激光雷达测绘技术的不断进步与发展，地面激光雷达、机载激光雷达等的应用会更加普及和广泛，成本会逐渐降低，操作会更简便，能够在一定程度上推动工程测绘行业的技术发展。

参考文献：

[1]马宏志.工程测绘中激光雷达测绘技术的应用探析[J].中国新技术新产品，2018（17）：8-9.

[2]郭首昌.浅析工程测绘中激光雷达测绘的应用[J].民营科技，

2018（08）：42.

[3]赖维健.简析工程测绘中激光雷达测绘技术的应用[J].建材与装饰，2018（30）：235-236.

[4]范传辉，曹久立，吴成秋.工程测绘中激光雷达测绘技术的应用探析[J].工程技术研究，2018（06）：77-78.

[5]王绍地.工程测绘中激光雷达测绘技术的应用[J].华北国土资源，2018（02）：81-82.