工程测绘中激光雷达测绘技术的应用策略分析

张毅

沈阳祺鹏集团有限公司 辽宁沈阳 110141

随着测绘专业的不断发展以及各领域科技水平的不断进步，越来越多的新技术、新方法投入到了测绘工作当中，三维扫描技术在测绘工作中的应用现已起步，该技术运用激光测距原理实现测绘点定位，可以在短时间内采集大量测绘点位的距离和角度，实现海量点位坐标采集，具有高效、准确等诸多优势。但该技术目前更多应用于地形、地貌、地面设施等平面测绘工作，对于物、构筑物等大体积复杂结构的测绘应用较少，主要由于三维扫描仪纵向位置变化及角度变化难度较大，随着搭载式云台技术的不断进步，该问题得到了有效解决，三维扫描技术的应用范围也随之扩大，被各行业所广泛应用。因此，借助三维扫描技术实现测绘，可以很好地发挥其自动化、数字化程度较高，相对于传统的全站仪、水准仪等测绘手段其精度高、效率高、节约人力成本，数据交互性好等诸多优势，运用合理的方法与技术手段，将雷达运用到大体积复杂结构的测绘工作中，将很好地提高测绘工作的质量和效率[1]。

1 概念

激光雷达测绘也被叫作LIDAR技术，通过电磁波把信号传递至被测位置，将传递的信号与接收的信号进行比较的过程，把被测对象宽度、高度、距离与物体处在静止或运动的情况加以正确计算，从而实现勘测与跟踪被测对象。激光雷达测绘技术能够在相同时间得到三维空间坐标，让其可以实现同步开展的效果，借助Pointools、RealWorks等点云处理，建模软件健全数字模型。这种先进的数字模型，能够得到以往测绘方法无法测绘的准确度高的三维空间数字信息，有着速度快、精准且运用范围甚广等优点。把激光雷达测绘与虚拟现实相融，可以二十四小时监测自然灾害，譬如说干旱、洪涝、地震灾害等，可以为防灾救灾进行实时预警，还能够运用于工程建设中，从而将智能化管理交通安全系统目标实现，科学规划城市布局，并且深入推动环境保护建设[2]。

2 工程测绘中激光雷达测绘技术的应用策略分析

2.1 用于管道和系统建设

激光雷达系统在无人机上对城市的管道和系统进行检测布控，现将无数的激光脉冲因无人机体积较小可以沿着管道传输和电线传输的回廊内飞行，这种方式不但成本低而且还能够及时调整飞机的飞行速度和高度，通过激光雷达系统和数码摄像机连同一些传感器一起进行联合作用会获取更加精准的数据信息，为管道传输管道和线路管道的布控绘制出有效、精准的线路图。例如：机载激光雷达技术在工程中的应用，首先对激光雷达采集到的激光点云数据和数码影像进行全面的转化，生成数字正射影像图和数字高程模型，将上述模型和影像图进行叠加构建一个三维立体场景的线路走廊。让电路设计师在这个三维场景中构建最优的电路线路，在平断面测图方面运用机载激光雷达技术进行高程测绘，对线路周边得高物、高植被、危险点等进行信息采集。为了保证后期线路的正常安全使用，可以利用机载激光雷达航拍测绘技术定期对线路开展巡线工作，查看植被上、房屋下的安全隐患，通过构建的三维模型测绘线路间的距离和地物与间的距离，可有有效的排除线路的安全隐患，从而保证线路的正常运作[3]。

2.2 在可视化管理方面的应用

我国企业在线路系统识别和管理方面，长期以来一直使用基于二维坐标的GIS系统，这种以二维为核心、采取几何图形方式表现出来的测绘图并不能真实展现出线路、杆塔等设备或者设施周边的具体情况，对于自然环境、地形地貌的描述比较抽象，对于管理、观测、检修人员的综合素质有着较高的要求，而且容易因图层叠加而忽视个别细节，从而导致电网系统的安全隐患未能在第一时间被发现和解决。

2.3 矿山工程

在现代生态文明发展背景下，我国矿产行业在测绘时期有一些难度，尤其是在生态环境较为恶劣的矿山上，测绘过程会遭到空间上的限制，如若要充分满足矿产行业发展要求，就必须要投入很多的财力、物资、人力等，如此不但会花费过多的时间与精力，而且也有可能根本不能够达到理想中的效果。要想有效解决人力不能为的问题，运用激光雷达测绘，通过数字矿山促进矿业健康稳定发展。在矿山工程中必须要测绘的参数涵盖了矿产资源分布、矿山地质分布等等。因为矿山环境比较复杂，有着诸多不确定性因素，假设通过人工开展实地勘测，很大概率会导致各种危险事故。特别是在路线勘探规划方面，必须要在测绘中严格标记路线与路标等，同时要确保信息精准，才可以确保矿山工程勘探工作安全进行。

2.4 在输电线路配电增容方面的应用

企业的输电线路安装工程，往往不能仅仅满足于当前管辖范围内用户的用电需求，而要适当地进行扩容，从而有效应对未来用电客户和用电量的增加。如果要满足能源输送的持续快速增长，最为直接同时效果也最为明显的方案就是新增输电线路。然而从当前企业的运行和技术上看，新增输电线路不仅要额外增加大量的工程投入和资源耗损，更重要的是在线路选择上将会愈发困难。在机载激光雷达技术的支持下，企业可以利用激光LIDAR测绘技术快速扫描并恢复线路走廊精确的地形、地物三维空间位置，并且能够实时记录作业时的环境变量信息。在此基础上，借助计算机模拟提高荷载后的弧垂，进行弧垂对地距离安全检测，从而为提高电线载流容量提供精准的数据依据。通过这种测绘，施工人员可以快速、精准地计算出现有电网线路当中哪些档可以直接适应新的载荷要求，并且能够安全、稳定地运行；而对于现有情况下不能适应输电增容的档，可以在测绘之后进行相应的计算，采取移动电线杆、电塔位置、更换部分设备或者设施、清除部分树木植被等方式，提高输电线路的载荷容量。

3 结语

激光雷达测绘技术的出现，突破了传统测绘技术的局限性，可以更为快速、准确地获得被测实体的三维坐标信息，为工程实践等提供重要的数据参考。基于激光雷达测绘技术的先进性，该种测绘技术在很多领域都得到了极为普遍的应用，实现了工程测绘领域的变革，推动了工程测绘的现代化发展。