LIDAR在油氣田工程運用中的技術關注點

LIDAR在油氣田工程運用中的技術關注點

宋麗麗1周佳君2

1大慶油田設計院2大慶榆樹林油田開發有限責任公司

LIDAR是目前世界上攝影測量領域最先進的機載對地觀測系統，可直接測量植被覆蓋地區的地面高程，實現快速高效地獲取三維地形地貌，在測量領域被越來越多的應用。LIDAR系統與數字航測儀、機載GPS及慣性導航系統（INS）相結合，使用大容量高速計算機，經過專用軟件處理，可在空中完成地面高程模型DEM及數字正射影像圖DOM的大規模生產，不需要或需要布設少量地面控制點和部分檢查點，大大降低了外業測量的工作量。

機載激光雷達；LIDAR；測量；數據

機載激光雷達（lightdetectionandranging，Li-DAR）是利用安裝在飛機上的機載激光探測和測距系統，實現快速獲取高精度數字地面模型和地面物體三維坐標的空間信息獲取技術。它是目前世界上攝影測量領域最先進的機載對地觀測系統，可直接測量植被覆蓋地區的地面高程，實現快速高效地獲取三維地形地貌，在測量領域被越來越多的應用。

1 外業數據獲取要點

（1）為驗證技術設計的可行性，檢驗機載GPS/IMU（POS）系統、數字相機的工作性能、安置參數等，需在項目鄰近區域或其測區內選擇合適的區域布設檢校場，并根據項目具體情況設計1個或2個飛行檢校場，作為整個方案進行過程與質量控制的重要參考技術依據。

（2）充分考慮機載POS系統中IMU、GPS組合定位測量系統對飛行路徑的要求，規定每條航線的飛行時間不超過30min，且建議選擇25min，以保證整個航空數字攝影系統獲得最佳采集數據。

（3）為保證系統中IMU、GPS組合定位測量系統獲得高精度的定位和姿態測繪數據，需要在地面布設同步觀測的GPS基準站，且GPS基準站之間的距離設計以陜四項目為例，0.2m影像分辨率的測區應不大于50km，并對GPS基準站的同步觀測和觀測冗余進行規定。

2 內業數據處理要點

（1）處理LIDAR點前需對自己所處理的數據有一個全面的了解和分析，了解所處理數據的數據類型，是平地、丘陵地還是山地，然后對數據進行初始分類。

（2）根據航帶之間的分界線左右各外擴100m范圍做塊，刪掉該塊內的LIDAR點數據。在相鄰的兩航帶塊范圍內分別加上原始LIDAR點數據，保證相鄰航帶接邊數據一致，以便消除航帶高差錯位。

（3）LIDAR點密集且數量龐大，基于這些點數據可以生產不同間距的格網化DEM點，但從實際生產中發現生成的2m間距DEM，用其生成的等高線表示地形最為詳細，但是等高線過于瑣碎，節點繁多，后期編輯工作量最大；綜合比較格網間距DEM生成的等高線，5mDEM為最優選擇，既反映了地貌實際情況，又減少了工作量，大大提高了項目生產效率。

3 LIDAR的優勢及發展前景

LIDAR系統與數字航測儀、機載GPS及慣性導航系統（INS）相結合，使用大容量高速計算機，經過專用軟件處理，可在空中完成地面高程模型DEM及數字正射影像圖DOM的大規模生產。與常規攝影方式比其優勢如下：

（1）能夠提供密集的點陣數據，LIDAR點云數據平均點間距約為1m，可以更加完美、細致地反映地形特征，提供更高精度的DEM成果。

（2）采用機載LIDAR技術可以部分穿透植被，直接獲取植被下高精度和高空間分辨率的數字地表模型。

（3）不需要或需要布設少量地面控制點和部分檢查點，大大降低了外業測量的工作量。

（4）可同時測量地面和非地面層數據。

（5）LIDAR具有可以全天候采集數據及迅速獲取數據的能力。

（欄目主持 焦曉梅）

10.3969/j.issn.1006-6896.2014.10.070