工程測繪中激光雷達測繪的應用分析

刁宇

摘要：因測繪技術的發展，社會對測繪成果的要求越來越高，傳統的測繪技術難以達到人們的預期要求，隨著我國科學技術的不斷發展，激光雷達測繪技術在這一時期開始盛行，并不斷發展、完善，現已成為工程建設中重要的測繪技術之一。激光雷達測繪技術的應用，提高了測量的數據精準度，自動化數據采集縮短了測量時間，大大減輕了勞動強度，提升了工作的效率。

關鍵詞：工程測繪；激光雷達測繪；應用

中圖分類號：TB22； TN958.98 文獻標識碼：A 文章編號：1672-9129（2018）07-0122-02

Abstract： because of the development of surveying and mapping technology， the society demands more and more surveying and mapping achievements， and the traditional surveying and mapping technology is difficult to meet the expectations of people. With the development of science and technology in our country， In this period， lidar surveying and mapping technology has become one of the most important surveying and mapping technologies in engineering construction. The application of lidar surveying and mapping technology has improved the accuracy of measurement data. Automatic data acquisition shortens the measuring time， greatly reduces the labor intensity and improves the working efficiency.

Key words： engineering mapping； lidar mapping； application

1 導言

21世紀是信息化時代，激光雷達測繪技術得到新的發展與突破。隨著科學技術的不斷發展，社會體制的不斷改革，激光雷達技術逐步深入到工程建設的各個發展環節，實現社會發展的現代化、信息化與智能化。為此，分析激光雷達測繪技術在工程測繪中的應用與實踐，為我國工程建設領域的發展提供可靠的參考意見。

2 激光雷達技術的原理

Lidar屬于集激光，是由全球定位系統（GPS）和慣性導航系統（INS）為一體的系統，主要用來獲取數據來源，并實現清晰的DEM。彼此的密切配合，能夠很清楚的指定激光速在物體上留下的擊打痕跡。還可以分為能夠獲取地面數字高程模型（DEM）的地形LIDAR系統和已經成熟應用的用于獲得水下DEM的水文LIDAR系統，以上系統均是依靠激光展開探測和測量。激光自身就具有高精度的測量功能，測距精確度可以實現不足4 cm的效果。但是Lidar系統的精確水平不僅僅由于單純激光作用，還需慣性測量單元（IMU）三者共同發揮作用。Lidar系統含有單束窄帶激光器和接收系統。激光器實現光脈沖的產生并發射，迅速擊打物體表面后，發射到原處，最后將由接收器處理。光脈沖發射出之后直到發射原地時所用時間均有接收器進行精確的測量和統計。由于光脈沖憑借光速傳播，因此，下一個光脈沖發射之前的上一次光脈沖所用時間已經被接聽器所測量記錄下來了。鑒于光速是已知的，傳播時間即可被轉換為對距離的測量。

3 激光雷達測繪技術的分類

激光雷達測繪技術具體可以分為地面三維激光掃描技術與機載激光雷達掃描技術兩種。

首先，地面三維激光掃描技術結合掃描儀器、數碼照相機以及定位系統，從地面對被測物體進行拍攝掃描，運用三維數字系統對獲取到的影像以及傳回的數據進行精確加工，完成三維空間數據的采集工作。

其次，機載激光雷達掃描技術依托高精度的激光儀器、定位設備以及數碼相機，能夠對被測目標進行同步的測量，高效快速實現遠距離測量。測量完成之后，軟件系統對數據進行處理以及計算，得到高準確度的三維空間測量數據。

4 工程測繪中具體運用激光雷達測繪技術

4.1基礎測繪

在實際使用之中，激光雷達測繪技術因為利用了GPS技術，所以有著較為全面的三維立體技術，而在基礎測繪之中，很多測繪工作需要三維信息的支撐。例如在基礎測繪之中，數字正射影像可以進行地形面貌的微分糾正，當然這需要精確地形信息的基礎，落實到實際工作之中，這種工作模式無論是對于設備還是人員的需求都較高。但是如果使用激光雷達測繪技術，可以有效的為其提供相應的三維坐標，這就極大的便利了數字正射影像的正常工作，減少了工作成本，同時對于工作準確性進行了保證。而且激光點附近的云數據自身精度較高，可以有效的反應環境信息，進而在測繪工作之中，可以依靠這些數據將測量的準確性進行穩步提升。

4.2精密工程

在一些精密工程的開展過程之中，同樣需要工程測繪技術的輔助。其主要測量內容也就是采集測量目標，針對于目標的各種地貌信息都應該進行描述，然后通過這些描述，來進行相關的精密工作。在實際的工作之中，精密工程包含了較多種類的相關工作，例如考古作業、沉降測量等方面的工作。在這些工作作業過程之中，可以使用地面激光雷達，然后獲取相關地形的具體地貌特征，進而可以建造相關的建筑物模型，為后期作為進行更為良好的前期規劃。精密工程涉及到了生活的諸多方面，所以說在工程測繪之中應用激光雷達測繪技術，對于精密工程的提升也是顯而易見的。

4.3數字礦山

數字礦山是現代逐漸演化的概念，通過對于礦山進行精密管理，一方面保證環境，另外一方面也進行可持續發展的主要思想。伴隨著經濟條件的進步，人們對于自然資源的開采挖往往存在過度的情況，我國的基本情況同樣如此，很多時候礦物資源已經形成枯竭的情況，所以在現代的發展歷程之中，需要對于礦山采取更為良好的管理模式，也就是數字礦山的構建。在現代之中想要達成數字礦山的構建，便離不開激光雷達測繪技術的應用，通過該項技術對于礦山的基本情況進行掌握，進而構造礦山相應的三維模型，進而可以對于整個礦山區域進行合理規劃。而且根據三維模型可以對于一些意外情況進行良好控制，對于一些發生了崩塌的地區進行治理，保證城市建立不會因為這些崩塌進行造成自身的損害。

激光雷達類型的測繪技術不僅在當前的工程測繪階段能有良好的效果，同時這項技術已經成為了測繪工作未來的發展趨勢。而在運用這項探測技術的時候，為了能強化激光雷達測繪技術某幾方面的性能，還可以和其他設備聯合使用，促進激光雷達技術取得進一步的發展。

參考文獻：

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