工程測繪中激光雷達測繪技術研究

文/楊永強、孫亞廷 中國建筑材料工業地質勘查中心山東總隊 山東濟南 250100

楊永強、孫亞廷 山東建材勘察測繪研究院有限公司 山東濟南 250100

激光雷達測繪技術是一種新型的測繪技術，在工程測繪工作中有效應用激光雷達技術，可以提高工程測繪的效率以及工程測繪結果的準確度。基于此，目前激光雷達測繪技術在我國各種類型的工程測繪中得到了越來越多的應用，加強對激光雷達測繪技術的研究，充分發揮激光雷達測繪技術在工程測繪中的優勢作用，是提高工程測繪工作水平的有效途徑。

1、激光雷達測繪技術

激光雷達測繪技術指的是，借助光頻波段雷達向工程測繪目標發射激探測光信號，再接收測繪目標回饋的信號，將其轉化為信息數據，并與發射的激光信號進行比較，從而了解測繪目標的數據信息。隨著科學技術的迅速發展，激光雷達測繪技術也在日益改進、成熟、完善，諸多新型激光雷達測繪設備不斷涌現，為實現激光雷達測繪技術在工程測繪中的有效應用提供了良好的支持。一般來說，激光雷達測繪設備多是由伺服控制系統、信息處理系統、信息接收器以及激光發射器等組成。目前市場上存在諸多激光雷達測繪設備，激光雷達測繪設備的類型不同，其效果也有一定的差異。目前，激光雷達測距儀是工程測繪中應用比較廣泛的一種激光雷達測繪設備，其以激光測量技術為依托，可以獲得測量目標的方位及其他信息數據。實際應用激光雷達測繪設備的時候，應根據工程測繪的實際需求，合理選擇激光雷達測繪設備的類型，才能確保工程測繪結果的準確性。目前，激光雷達測繪技術在我國多種領域中得到了應用，為確保激光雷達測繪技術的效果，應當加強激光雷達測繪技術與其他先進技術的結合，如紅外線電視技術、微波雷達技術等，以更好地提高工程測繪工作水平。

2、激光雷達測繪技術的應用范圍

基于激光雷達測繪技術的優勢，其在我國工程建設領域中的應用范圍不斷擴大，目前已經在建筑工程測繪、礦山工程測繪以及電力工程測繪等方面得到了應用，并表現出了良好的應用效果。

2.1 在建筑工程測繪中激光雷達測繪技術的應用

近年來，建筑工程的數量不斷增多，為實現建筑工程的科學化、規范化施工，必須加強對建模工作的重視，數字高程模型是一種科學、有效的新興建模方式。采取數字高程模型，可以準確分析建筑工程施工中的各項因素，如地形情況、土方量等，從而有利于建筑工程施工工作的順利開展。同時，在建筑工程測繪中應用激光雷達測繪技術，可以應用激光點，迅速收集建筑工程施工區域的相關數據信息，并建立三維坐標，再分析、整合數據信息，便可以構建符合建筑工程實際情況的數字高程模型。數字高程模型的應用，大大提高了建模速度，縮短了建模時間，有利于提高建模準確度，這為建筑工程的施工奠定了良好的基礎。

2.2 礦山工程測繪中激光雷達測繪技術的應用

近年來，隨著可持續發展戰略的持續推進，人們的生態環保意識、節能減排意識不斷提高，礦山工程發展過程中，越來越重視數字化礦山的建立，以期實現礦山工程的可持續發展。現代化工業蓬勃發展的背景下，對各種資源的需求量不斷提高，資源消耗量逐漸遞增，促使礦山大規模、深入開發，嚴重破壞了礦山的自然環境。基于此，必須積極加大對數字化礦山的建設力度，在礦山工程測繪中應用激光雷達測繪技術，可以準確收集礦山的相關信息數據，以此為基礎，構建礦山模型，對受損比較嚴重的區域，開展環境分析，重點測繪探險區域，對礦山生態系統進行改善，從而減少礦山災害事故的出現。

2.3 電力工程測繪中激光雷達測繪技術的應用

電力工程發展過程中，測量電力線路的時候，主要是借助直升機上的激光雷達探測系統，原因在于，直升機的激光雷達探測系統，可以沿著電力線路走向來進行測量，與其他測量方式相比，靈活性更高，同時可以根據實際測量要求，對直升機的飛行速度、高度進行靈活調整，從而有利于提高測量效率、測量精準度，也有利于降低測量成本。同時，將激光雷達測繪與錄像設備有機結合起來，還可以在確保高測量效率、測量精準度的基礎上，完成電力線路圖繪制、電力線路檢查等工作。

3、激光雷達測繪技術在工程測繪中的具體應用

當今工程測繪領域中激光雷達測繪技術得到了廣泛應用，滿足了不同類型、不同精度的工程測繪需求。

3.1 基礎測繪

基礎測繪主要包括數字高程模型、數字柵格地圖、數字正射影像、數字線劃地圖。其中，數字正射影像是在數字高程模型基礎上發展起來的，通過獲取準確的地形信息，經過數字微分糾正，便可得到數字正射影像。無數字高程模型提供資料的情況下，數字正射影像還可以依托傳統數字攝影測量得以實現，但測量工序繁瑣，同時對人員、設備等均有著較高的要求，因此，可以借助機載激光雷達對其進行優化，以滿足高精準度影像微分的要求，實現數字正射影像生產的簡單化。同時，借助機載激光雷達，也可以提高數字線劃地圖對地形物體測量的準確度，以采集到更加可靠數據信息。

3.2 精密測繪

水文工程、鐵路工程、公路工程測繪，均屬于精密測繪的范疇，原因在于其需要明確目標的三維坐標，并建立三維模型。使用機載激光雷達、地面激光雷達，均可以完成精密測繪。例如，公路精密測繪中，建立地面數字高程模型，便能完成線路設計，并可以準確計算施工土方量。

結語：

綜上所述，目前激光雷達測繪技術在建筑工程測繪、礦山工程測繪中、電力工程測繪等領域得到了應用。通過進一步加強對激光雷達測繪技術的研究，并將其與各種先進技術有機結合起來，促進激光雷達測繪技術的優化與改進，便可以使激光雷達測繪技術得到更廣泛的應用。