LIDAR在油氣田工程運用中的技術(shù)關(guān)注點

LIDAR在油氣田工程運用中的技術(shù)關(guān)注點

宋麗麗1周佳君2

1大慶油田設(shè)計院2大慶榆樹林油田開發(fā)有限責(zé)任公司

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

機載激光雷達；LIDAR；測量；數(shù)據(jù)

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(tǒng)，實現(xiàn)快速獲取高精度數(shù)字地面模型和地面物體三維坐標(biāo)的空間信息獲取技術(shù)。它是目前世界上攝影測量領(lǐng)域最先進的機載對地觀測系統(tǒng)，可直接測量植被覆蓋地區(qū)的地面高程，實現(xiàn)快速高效地獲取三維地形地貌，在測量領(lǐng)域被越來越多的應(yīng)用。

1 外業(yè)數(shù)據(jù)獲取要點

（1）為驗證技術(shù)設(shè)計的可行性，檢驗機載GPS/IMU（POS）系統(tǒng)、數(shù)字相機的工作性能、安置參數(shù)等，需在項目鄰近區(qū)域或其測區(qū)內(nèi)選擇合適的區(qū)域布設(shè)檢校場，并根據(jù)項目具體情況設(shè)計1個或2個飛行檢校場，作為整個方案進行過程與質(zhì)量控制的重要參考技術(shù)依據(jù)。

（2）充分考慮機載POS系統(tǒng)中IMU、GPS組合定位測量系統(tǒng)對飛行路徑的要求，規(guī)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(shù)字?jǐn)z影系統(tǒng)獲得最佳采集數(shù)據(jù)。

（3）為保證系統(tǒng)中IMU、GPS組合定位測量系統(tǒng)獲得高精度的定位和姿態(tài)測繪數(shù)據(jù)，需要在地面布設(shè)同步觀測的GPS基準(zhǔn)站，且GPS基準(zhǔn)站之間的距離設(shè)計以陜四項目為例，0.2m影像分辨率的測區(qū)應(yīng)不大于50km，并對GPS基準(zhǔn)站的同步觀測和觀測冗余進行規(guī)定。

2 內(nèi)業(yè)數(shù)據(jù)處理要點

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

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

（3）LIDAR點密集且數(shù)量龐大，基于這些點數(shù)據(jù)可以生產(chǎn)不同間距的格網(wǎng)化DEM點，但從實際生產(chǎn)中發(fā)現(xiàn)生成的2m間距DEM，用其生成的等高線表示地形最為詳細(xì)，但是等高線過于瑣碎，節(jié)點繁多，后期編輯工作量最大；綜合比較格網(wǎng)間距DEM生成的等高線，5mDEM為最優(yōu)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(chǎn)效率。

3 LIDAR的優(yōu)勢及發(fā)展前景

LIDAR系統(tǒng)與數(shù)字航測儀、機載GPS及慣性導(dǎo)航系統(tǒng)（INS）相結(jié)合，使用大容量高速計算機，經(jīng)過專用軟件處理，可在空中完成地面高程模型DEM及數(shù)字正射影像圖DOM的大規(guī)模生產(chǎn)。與常規(guī)攝影方式比其優(yōu)勢如下：

（1）能夠提供密集的點陣數(shù)據(jù)，LIDAR點云數(shù)據(jù)平均點間距約為1m，可以更加完美、細(xì)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(shù)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(shù)字地表模型。

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

（4）可同時測量地面和非地面層數(shù)據(jù)。

（5）LIDAR具有可以全天候采集數(shù)據(jù)及迅速獲取數(shù)據(jù)的能力。

（欄目主持 焦曉梅）

10.3969/j.issn.1006-6896.2014.10.070