激光雷达测绘技术在工程测绘中的应用研究

徐纯明

摘要：科技的进步，促进工程建设事业得到快速发展。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。本文就激光雷达测绘技术在工程测绘中的应用展开探讨。

关键词：工程测绘;激光雷达测绘技术;应用

引言

在工程测绘中，激光雷达测绘技术的应用十分广泛，能有效提升测绘工作的质量与效率。近年来，此项技术不断创新，取得了良好的效果，实现了我国工程测绘行业的可持续发展。

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。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激光雷达测绘技术在工程测绘中的应用

由于激光雷达测绘技术测量准确度较高，效率高，这正好与工程测绘的要求不谋而合，因此这种测绘技术被广泛的应用到工程中来，常见的有工程基础测绘、精密测绘、数字高程建模等。

2.1基础工程测绘

在实际工程的测绘中可以看出，激光雷达测绘技术可以在基础测绘工程中得以应用，主要包括数字正射影响、数字线划地图等等。对于数字正射影像来说，必然离不开高精度的三维技术。其中比较典型的就是数字正射影像的获得，主要是依靠地形的信息条件。通常情况下，数字摄影测量工作的程序比较复杂，因此，在实际的工作中对于设计和技术路线的要求也比较高。不仅如此，对于测绘工作人员也提出了更高的要求，相关的设备不仅需要满足高精度的微分纠正，还可以促进影响的生成。在这一过程中，无需借助各种摄影测量平台，不仅可以降低成本量，还可以实现规模化生产。

2.2精密信息测量

（1）规划施工地点。工程规划经常受到环境的影响，实际的工程测绘范围很难进行划分。应用激光雷达测绘技术，能对该问题进行合理的处理。该技术能在测绘工作中对高精密信息进行有效的收集。从而生产三维立体模型，为工程的规划提供一个有效的参考，从而确保工程设计的可靠性与合理性。（2）保护景观。在工程建设中，需要对一些自然、人文景观进行保护，比如，在施工区域有一些具有代表性的植被或者景观，需要对其进行保护，防止在施工过程中遭到破坏。应用激光雷达测绘技术，对施工区域内的景观进行全面、细致的分析，为工程建设提供良好的有效的参考，为制订出全面、科学的保护方案提供依据。

2.3电力工程中的激光雷达测绘技术

在电力工程当中除了对电路元件设施进行测绘外，还需要对内部电力传输和管道线路进行测量和规划，由于工程环境复杂具有许多不安全因素的存在，也就为传统的线路测绘工作增加了一定的难度。在激光雷达测绘技术当中利用机载雷达扫描技术即可最大限度地突破不利地理环境因素的影响。由于电路一般存在建筑内部或者地下，所以在激光雷达测绘技术实施过程中，一般的电力工程测绘利用直升机或无人机进行测量工作，雷达系统起到主要作用。雷达系统对传输中的电力线路进行勘测，避免测量产生偏移影响数据的准确，让飞行设备沿着电力传输与管道传输的走向和线路从头至尾飞行即可完成测绘工作。由于一些传输线路比较薄弱，要选择合适激光强度，为了保证采集效果可以按照电力的强弱来自动调整发射激光的强度。除此之外，飞行设备的飞行高度和飞行速度也会影响数据的采集，所以在计算机数据分析和形成模型的过程中，需要将影响因素考虑其中并采取一定的处理措施，以获得更高质量的测绘数据。在具体线路测绘工作当中，还可以安装录像机和数字相机等设备，在测绘的同时对电力传输线路进行检查和维护，使得两项工作能够完美结合。由于线路测绘的危险系数相对较高，所以对其精细度的要求也更加严苛，所以在线路测绘中所用到的激光发射装置和雷达装置要定期进行维护，避免因设备问题而引起的数据偏差，通过激光雷达测绘技术的应用提高电力网管布设的科学性和实用性。

2.4矿山测绘

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。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BentleyPointools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。

2.5进行数字高程建模

这些年，建筑工程中比较常用的建模方法是数字高程建模，它能够科学、合理地进行建筑工程的具体操作。施工单位可以利用数字高程建模对整个建筑工程的实际施工进行监管，全面把握施工过程中的土方量和地形通视状况等各种因素，然后研究这些因素。在建筑工程测绘工作过程中，可以运用激光雷达测绘方法，利用激光点快速得到此区域的数据，同时构建三维坐标。经过研究得到的数据，能够建立满足实际施工条件的数字高程模型，因此它让高程建模的效率有了提升，而且提高了数字高程建模的精准度。

2.6机载激光雷达

为满足各种规模的项目和数据需求，可以对机载激光雷达进行合理应用。数据是从毫米级精度的低空飞行（50～300m）中采集的，可以广泛应用于公共设施测绘和土木工程。中高度（400～1000m）扫描一般应用到道路和城市规划中。国家级的测绘飞行一般在高海拔（2000m及以上）进行应用。无人机和激光雷达有助于生成有价值的3D和影像数据以满足各种工程项目，提升工程建设的科学性与可靠性。自动化系统和实时数据处理是未来的发展趋势，无人机和激光雷达的结合，能不断提升自动化与数据处理水平，提升城市规划与建设的整体质量。

结语

综上所述，激光雷達测绘技术由于

其测量的高效性、准确性和科学性，已经广泛地应用到测绘行业中，可以满足日益提高的工程测绘要求，要促进激光雷达测绘技术的发展，就要熟悉其测绘原理，了解其应用中的特点和问题，优化测绘技术，使得其能更好地运用到工程测绘中，这样才能有效地促进我国测绘行业的发展。

参考文献

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