激光雷達測繪技術在工程測繪中的應用分析

查立

(吉林省水利水電勘測設計研究院，吉林長春 130021)

激光雷達測繪技術在工程測繪中的應用分析

查立

(吉林省水利水電勘測設計研究院，吉林長春 130021)

隨著國家科學技術的不斷發展變化，數碼技術隨之得到廣泛的應用，目前，一種數碼測繪技術正在被廣泛的運用，即激光雷達測繪技術。該技術的廣泛應用使得我國的建筑工程在工程測繪上有了很大的發展前景，使工程測繪的過程更加簡便快捷，并提高了數據的準確性。對激光雷達測繪技術進行分析，并對其在工程測繪中如何應用加以探討，有關經驗可供相關專業人員參考。

激光雷達測繪;工程測繪;技術應用

0 引言

激光雷達測繪技術是一種由GPS技術提供的空間位置測繪系統，該技術是利用慣性測量技術來完成其對測繪物體的激光法相引導的。該技術包括激光系統以及計算機系統兩部分，這兩部分通過合作來完成建筑工程的測繪工作。該技術在工程測繪的諸多方面都得到了很好的運用，那么激光雷達測繪技術到底與傳統的測繪技術有什么不同呢?

1 激光雷達測繪技術

1.1 概述

激光雷達測繪技術是由激光系統和計算機系統兩部分組成的，其中激光系統負責向外供給激光脈沖，而計算機系統則負責存儲大量數據以及對數據進行有效的處理。它可以在進行測繪工作時同時獲得測繪目標的空間三維坐標，再通過計算機對測繪目標的數碼攝像片進行操作，最終得出測繪目標的實體三維模型。該技術的應用可以將工程建筑中的物體用最真實的模型展現出來，使其快速得到該物體的立體空間信息。

該技術是利用電磁波發射出探測信號，將探測信號發射至目標所在地，然后快速將目標的信號返回來，通過返回的信號與發射的信號進行比較，進而對目標的所在地點進行信息的了解，例如距離、高度等。同時，若目標為動態目標，則該目標的動態信息也可以進行了解、跟蹤以及探測。激光雷達如按照不同的方法分類，還可以分為連續波激光雷達、脈沖激光雷達等等。

1.2 工作原理

激光雷達測繪技術不僅需要GPS技術的支持，同時還需要INS技術的應用，獲取的數據來源是其主要測繪目標，以達到對測繪目標的形態以及空間分布的展現。激光雷達利用其技術的精密配合達到對測繪目標的高度形態呈現，是雷達技術的一大突破性成就，并且目前能夠在地面上使用的雷達技術，在水下同樣也可以精確的使用。該技術的優勢多數來自激光的優勢，因為激光的測量準確度相對較高，在4 cm以內可以實現精確度很高的測量。但該技術不光依靠其激光的準確測量來達到對物體的精確測繪，同時還需要用慣性測量單位發揮相應的作用。該系統中含有一個窄帶激光器，它可以將脈沖信號發射到物體表面，通過對其迅速擊打來實現對目標物的測量，同時，系統中的接收器對其進行精密的數據分析及統計。利用光速度的脈沖信號可以實現在下一個信號發出之前就返回的快速記錄，因此，可以對測量的目標進行快速測量并且很完整的記錄下來。

2 在工程測繪中的應用[1-5]

2.1 基礎測繪中的應用

基礎測繪是工程測繪中的基礎性測量，它是對測繪目標的基礎信息的測量工作，其中包括數字線劃地圖、數字正射影像等的測繪，它應該將數字影像實現基本反映并進行切割。雖然是基礎測繪，但卻需要精確的三維數據信息，因此激光雷達技術在基礎測繪中必須得以應用。例如:數字的正攝影像可以對數字進行微分的糾正，可以使地形的信息得到精確的數據。在這方面，機載的激光雷達可以實現對高精度的攝像進行微分糾正，使得數字正攝影像能夠更容易做到完美。由于這一技術的使用，工程測繪中基礎測繪的成本會大大降低，還提高了測繪的效率，同時能夠更好的實現規?；a。

2.2 精密測繪中的應用

工程中既然有基礎的測繪，就必然有精密工程的測繪，在精密工程的測繪中，大多數都涉及到對測繪目標的細節數據的采集，在對細節數據測繪完畢的基礎之上還要對目標的三維坐標等有所收獲。例如:在對建筑的測量中，需要對其各方面進行測量，還要測量其三維坐標以及形成三維模型。在這樣的精密測繪工程上，激光雷達測繪技術以及機載激光測繪技術都可以實現，它可以將數碼相片中得到的關于測繪目標的紋理信息，與形成的三維模型進行疊加比較，通過疊加形成完整的一個三維模型之后，就可以對相應的建筑物以及景觀做規劃、分析等具體工作。例如在對鐵路的設計中，該技術可以實現對高精的地面進行測繪，同時繪制出精確度極高的模型，并能夠提供施工的精確方法及相關數據，為其設計的過程提供了很好的借鑒。對于公共區域內的地形進行搶修電路時，可以對電路與地面的高度數據進行精確計算，以便及時搶修。

2.3 數字礦山中的應用

對于數字礦山的構建，是滿足國家現階段對環境、經濟建設的一項可持續發展的構建，但同時對經濟、環境也有相對較嚴格的要求。目前，一部分依靠礦山來發展經濟的城市，幾乎都因為對礦山開采過度而導致環境出現巨大問題，因此面臨著環境資源枯竭、經濟發展停滯的現象，同時在市場的大量需求的迫切情況下，礦山開采也成了一大難題。面臨這樣的發展現狀，必須要尋求解決的方法，而數字礦山的建設能夠有效的解決當前所面臨的問題。數字礦山的建設就是利用激光雷達技術的精確優勢對整個礦山的數據進行精密的采集，并且形成三維的立體礦山模型，在形成礦山模型之后對每一部分采用分層構建的形式，來進行分析評價。利用這種方法，可以對礦山的數據得到很好的反饋，同時能夠連續快速的得到礦山的數據以及多個礦山的數據信息，能夠使礦山的數據模型得到清晰的展現。更具優勢的地方在于這一方法可以對礦山區未來將發生的事故進行一個簡單的預測，在一定程度上，提高了礦山工作的安全性，也將工作的模式以及性質做了些許的改變。同時，利用該技術可以對礦山中坍塌或沉陷的地方進行評估與分析，對其地質災害的防御與檢測有很大的推動作用。

2.4 電力與管道方面的應用

激光雷達測繪技術可以應用在電力與管道方面，能夠實現電力的快速傳輸以及管道的布圖。該技術可以實現對直升機平臺工作中的傳輸線路進行精確測量，它可以使直升機按照布好的管道以及電力線傳輸的路線準確飛行，由于其在這種情況下，可以隨意的調整飛行的高度與速度，因此，可以使測繪工作得到更好更完善的數據信息。在某種程度上相較于固定機翼花費的成本相對較少。

2.5 城市規劃上的應用

隨著社會的發展，城市化的進步，城市中許多地方都需要進行城市規劃。進入21世紀的我國，科技上發展了高新技術產業的數字化工業，同時，在城市進行重新規劃時，更需要數字化工業。激光雷達技術可以將城市規劃中的數字化建設得到全新的技術提升以及改進。同時，能夠使其得到更好的精確度較高的數據，在城市規劃中也能夠得到很好的建筑效果三維立體圖。這對城市規劃的整體布局有了很大的影響。

2.6 森林業發展中的應用

在森林業的發展中，通常用到的是機載激光雷達測繪技術，因為在森林業中，各項工作都對數據有精確的高要求，而傳統的測繪技術很難達到其要求，因此要采用新近的激光測繪技術。該技術能夠對樹冠下面的地形進行測繪，相對于衛星成像，它能夠在測繪的同時獲取樹的高度值等其它數據，并對樹木的相關信息進行精確的計算以及利用。

3 結語

綜上所述，文章對激光雷達測繪技術在工程中的廣泛應用進行了簡單的探討，體現了激光雷達測繪技術已經在我國的工程測繪中得到了廣泛的應用。由此可見，激光雷達測繪技術相比于傳統的測繪技術，擁有更方便，更快捷，更準確的優勢存在，它不僅能夠達到傳統測繪技術的技術水平，還能夠在更高層次的技術上得到全新的突破，對其工程測繪的工作效率起到了巨大的作用。但由于該項技術在我國的發展較晚，更多的技術還未得到很好的應用與開發，因此，在這方面，我國的工程測繪施工隊伍還需提高對該技術的了解和應用程度，使其能夠發揮出更多的作用，完善測繪方法。

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1009-7716(2015)11-0209-02

2015-08-20

查立(1957-)，男，遼寧沈陽人，高級工程師，從事工程測繪工作。