簡析工程測繪中激光雷達(dá)測繪技術(shù)的應(yīng)用

賴維健

（肇慶市鼎湖區(qū)城鎮(zhèn)建設(shè)規(guī)劃測量隊(duì) 廣東肇慶 526070）

引言

激光技術(shù)其實(shí)早已被應(yīng)用，所以它并不算是新型技術(shù)，并且迄今為止，人們已經(jīng)對其進(jìn)行了無數(shù)次的改造完善。大約在20世紀(jì)末期，人們就開始將激光技術(shù)運(yùn)用到工程測繪中，并發(fā)現(xiàn)其大大提升了測量的精準(zhǔn)度。之后，人們便開始廣泛地將激光技術(shù)運(yùn)用到工程測繪中，并不斷將其和其它先進(jìn)技術(shù)結(jié)合，以達(dá)到更好的測繪效果，其中就包括將其與雷達(dá)技術(shù)相結(jié)合，即激光雷達(dá)技術(shù)。事實(shí)證明，這種結(jié)合是正確明智的選擇，如今，激光雷達(dá)技術(shù)已成為主要的工程測繪技術(shù)，其被廣泛地運(yùn)用在各個(gè)領(lǐng)域中，并都取得了顯著效益。

1 何為激光雷達(dá)測繪

激光雷達(dá)技術(shù)通過GPS和INS獲得測繪地的信息，包括地貌、海拔、土壤性質(zhì)、植被覆蓋率、水域分布狀況等等，這些信息會以數(shù)字的形式被記錄下來并完整地傳送回來。激光雷達(dá)測繪技術(shù)相較于以往測繪技術(shù)最大的突破點(diǎn)就是，其可以進(jìn)行水下勘探，通過雷達(dá)的準(zhǔn)確定位、干擾預(yù)防，加之激光的三維數(shù)據(jù)采集，水下的物體不論是在運(yùn)動(dòng)之中還是處于靜止?fàn)顟B(tài)，都可被準(zhǔn)確快速地捕捉到信息，這是傳統(tǒng)測繪技術(shù)絕對達(dá)不到的高度。

激光雷達(dá)測繪技術(shù)中，最不可或缺的一個(gè)部分就是脈沖，信息的獲取與接收全靠脈沖。首先要依靠雷達(dá)定位，然后用激光發(fā)射脈沖，脈沖到達(dá)測繪物體表面，在被反彈回來，這樣就實(shí)現(xiàn)了信息的采集。整個(gè)過程干擾很少且十分迅速，因此用激光雷達(dá)技術(shù)測繪的數(shù)據(jù)完整且精準(zhǔn)[1]。

2 測繪前的準(zhǔn)備

任何一種技術(shù)設(shè)備都需要定期維修維護(hù)，這樣才能讓設(shè)備正常投入運(yùn)營，而對于激光雷達(dá)設(shè)備這種擁有高精密度部件的設(shè)備，不僅要定期保養(yǎng)，更要在操作過程中時(shí)時(shí)注意，這樣也是為了讓設(shè)備收集回來的數(shù)據(jù)準(zhǔn)確無誤、保持應(yīng)有的水平。因此，激光雷達(dá)設(shè)備的準(zhǔn)確操作方法必須要在實(shí)地測繪之前反復(fù)演練，確保每一位工作人員都可以準(zhǔn)確的掌握所有相關(guān)原理、操作技巧，這樣才能保證團(tuán)隊(duì)的安全，發(fā)揮激光雷達(dá)技術(shù)的測繪作用，收獲正面的效益。

例如，組織測繪人員提前學(xué)習(xí)激光雷達(dá)設(shè)備的維護(hù)方式，并定期考核、演習(xí)，鍛煉測繪人員對于突發(fā)狀況的應(yīng)對能力。因?yàn)橛么嗽O(shè)備進(jìn)行測繪的過程相當(dāng)復(fù)雜，每一個(gè)操作步驟都是關(guān)鍵，因此，每一位參與的人員都應(yīng)知道如何在高效操作的同時(shí)不意外損傷設(shè)備[2]。

3 應(yīng)用領(lǐng)域

3.1 精密測繪

當(dāng)需要采集精密數(shù)據(jù)的時(shí)候，激光雷達(dá)技術(shù)大概是第一選擇。通過對物體信息的多維度、分層次采集，過程相對繁復(fù)的工程就可得到數(shù)據(jù)指導(dǎo)，以降低工程量、降低失敗率、縮短時(shí)間。精密測繪主要包括大型建筑測繪、水下測繪、洞穴測繪等等[3]。

例如，建造地鐵之前，要對沿線的路面、地下管道、周圍建筑進(jìn)行精密測量，以防止在地鐵施工過程中對其造成影響甚至破壞。對路面的測繪包括路面的承重極限、路面的損壞程度、路面以下支撐結(jié)構(gòu)的牢固度等等，任何一個(gè)角落的實(shí)時(shí)情況都要被掌握，以保證施工的正常進(jìn)行。對于地下管道，其具體位置、管道的交錯(cuò)處、管道的以往維修經(jīng)歷、可承重極限、管道的類別、管道外壁受冷受熱狀況等等這些情況都要知道，雖然管道在建設(shè)之前已有準(zhǔn)確的各類數(shù)據(jù)，但是常年運(yùn)作之后，這些數(shù)據(jù)早已變化，原始數(shù)據(jù)根本沒有說服力，因此，要運(yùn)用激光雷達(dá)技術(shù)，對數(shù)據(jù)進(jìn)行完整的收集，根據(jù)全新的數(shù)據(jù)調(diào)整地鐵修建方針。

3.2 林業(yè)工程測繪

通過收集這些數(shù)據(jù)，就可對測繪地是否適合展開林業(yè)工程做出判斷，以免留下隱患，在今后造成大的損失。由于激光雷達(dá)技術(shù)在林業(yè)工程測繪上的優(yōu)勢，目前，其已被廣泛使用，通過其高精度，林業(yè)從業(yè)人員往往能夠找到十分適宜種植的土地，大大減少了虧損。在選擇伐木地時(shí)，通過激光雷達(dá)技術(shù)，也可較好地判斷出哪些區(qū)域的樹木砍伐之后不會影響到周圍動(dòng)植物的生長，這也幫助維持了生態(tài)平衡。

3.3 礦區(qū)測繪

礦山坍塌的新聞屢見不鮮，究其緣由，是沒有對礦區(qū)的穩(wěn)定情況進(jìn)行準(zhǔn)確分析。礦山的穩(wěn)固情況關(guān)系著很多人的生命，因此，對于礦區(qū)的測繪工作絕不容一絲松懈。坍塌的礦山有很多是私人開采的，他們對于測繪工作沒有明確的規(guī)章制度，更沒有嚴(yán)格的審查。因此，國家應(yīng)介入管理，遣派專業(yè)測繪人員前往私人礦山或還未開發(fā)的、可能含有礦產(chǎn)資源的地區(qū)進(jìn)行勘探，一旦發(fā)現(xiàn)有安全隱患就立即封鎖，不準(zhǔn)私自開采。

礦區(qū)測繪關(guān)系著國家的礦產(chǎn)資源儲備及礦產(chǎn)從業(yè)人員的人身安全，因此其測繪工作必須要嚴(yán)謹(jǐn)，且要廣泛展開。利用激光雷達(dá)技術(shù)可以克服地質(zhì)、地形、海拔等因素的影響，并且其準(zhǔn)確高效的優(yōu)勢既擴(kuò)大了測繪規(guī)模又降低了安全風(fēng)險(xiǎn)。還未被收集準(zhǔn)確數(shù)據(jù)的礦區(qū)存在著很大的安全隱患，因此，操作人員不論是實(shí)地勘探還是較近距離勘探都會面臨很大的潛在危險(xiǎn)，但是，利用激光雷達(dá)測繪技術(shù)，操作人員就可在距離較遠(yuǎn)的安全地帶進(jìn)行探測，因?yàn)榧す饫走_(dá)可長距離工作且不會影響數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確度，這就大大降低了測繪工作的難度和危險(xiǎn)性[4]。

3.4 城市工程測繪

城市建設(shè)是一項(xiàng)巨大的工程，對于數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)掌控必不可少。但一座城市包含的數(shù)據(jù)實(shí)在太多，數(shù)據(jù)的分布也是極其廣，城市的測繪工作是一個(gè)極其復(fù)雜、讓人頭疼的問題，它要消耗巨大的人力、物力、財(cái)力，且要花費(fèi)相當(dāng)長的時(shí)間。

激光雷達(dá)技術(shù)的逐步完善使城市測繪工作變得輕松了很多，因?yàn)槠涓采w面之廣、精準(zhǔn)度之高，城市的測繪工作也越來越精細(xì)。目前，包括數(shù)字媒體、資訊、電器等等的城市測繪工作都已變得極為簡單常見，這大大便利了城市居民的生活，也使城市整體規(guī)劃有了數(shù)據(jù)參照。諸如城市建設(shè)這樣需要大量測繪數(shù)據(jù)或者說需要一個(gè)數(shù)據(jù)庫的工程項(xiàng)目，激光雷達(dá)測繪技術(shù)必不可少，而將此技術(shù)投入使用的過程中，又可不斷發(fā)現(xiàn)其新的可能性，進(jìn)而對其不斷完善。

4 結(jié)束語

激光雷達(dá)測繪技術(shù)不僅被運(yùn)用在軍事、工業(yè)中，也被廣泛運(yùn)用在人們?nèi)粘Ｉ钪小Ｔ谲娛路矫?，激光雷達(dá)技術(shù)被用于勘測我國海域中出現(xiàn)的非我方軍事設(shè)備、勘測我國邊境地界出現(xiàn)的可能存在安全隱患的非我方設(shè)備，同時(shí)還被用于監(jiān)測我國領(lǐng)土安全。在工業(yè)方面，其大大減少了測繪資金的投入，傳統(tǒng)測繪方式的測繪數(shù)據(jù)不夠精準(zhǔn)，因此，在實(shí)施過程中往往會遇到與數(shù)據(jù)不符的情況，而激光雷達(dá)技術(shù)收集的數(shù)據(jù)十分完備，人們有大量的數(shù)據(jù)可以參照，有效地避免了資源的浪費(fèi)?？傊?，激光雷達(dá)技術(shù)如今已經(jīng)進(jìn)入了各個(gè)領(lǐng)域，與此同時(shí)，我國也在不斷完善激光雷達(dá)技術(shù)，相信，其在未來定會實(shí)現(xiàn)新的突破。

[1]唐敏.激光雷達(dá)測繪技術(shù)在工程測繪中的運(yùn)用分析[J].工程技術(shù)：引文版，2016（4）：00006.

[2]王國洲.工程測繪中激光雷達(dá)測繪技術(shù)的應(yīng)用[J].通訊世界，2016（13）：277～278.

[3]王國良.激光雷達(dá)測繪技術(shù)在工程測繪中的應(yīng)用分析[J].低碳世界，2017（28）：85～86.

[4]陳偉.激光雷達(dá)測繪技術(shù)在工程測繪中的應(yīng)用分析[J].工程技術(shù)：引文版，2016（7）：00015.