工程測繪中激光雷達測繪技術(shù)的應(yīng)用

李軍軍

摘 要：因為激光雷達測繪技術(shù)可以高精度、全要素、多維度的迅速的獲取地物信息，應(yīng)用越來越廣泛。隨著工程技術(shù)的發(fā)展和工程建設(shè)的要求越來越高，BIM三維協(xié)同設(shè)計、三維實景建模、文物保護、礦山測繪、沉降監(jiān)測等都對測繪數(shù)據(jù)提出了密度、維度、精度等方面更高的要求，激光雷達測繪技術(shù)的應(yīng)用正逢其時。本文首先介紹了工程測繪和激光雷達測繪技術(shù)的定義，然后提出了激光雷達測繪技術(shù)的基本原理，最后分析了激光雷達測繪技術(shù)在工程測繪中的實際應(yīng)用。

關(guān)鍵詞：工程測繪；激光雷達測繪技術(shù)；應(yīng)用

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2019.12.083

現(xiàn)如今，工程測繪中逐漸應(yīng)用各種先進科技，而激光雷達測繪技術(shù)也包含在內(nèi)。相對而言，在工程測繪中應(yīng)用激光雷達測繪技術(shù)是相當成功的，其大大的提升了工程測繪的工作水平。通常，為了可以正確的認識工程測繪中的實際空間位置，工作人員需要完成所有點位的測繪。

1 工程測繪和激光雷達測繪技術(shù)的簡介

測繪，主要是指以電子通訊技術(shù)、計算機技術(shù)等先進技術(shù)為前提，以GPS、GIS、RS為核心，利用測量獲得被測對象的位置信息和圖形信息，通過計算、處理以及搜集數(shù)據(jù)，為加強工程建設(shè)的管理與規(guī)劃奠定堅實的基礎(chǔ)。

激光雷達測繪技術(shù)，又稱為LIDAR，運用電磁波將信號發(fā)送給被測位置，通過將以往發(fā)送的信號和接收的信號作對比的過程，將被測對象的高度、寬度、距離以及物體處于靜止或者運動的狀況進行準確的計算，進而達到勘測和跟蹤被測對象的目的。激光雷達測繪技術(shù)可以在同一時間獲得三維的空間坐標，使其能夠達到同步進行的效果，利用RealWorks、Pointools、3dsMax等點云處理、建模軟件實現(xiàn)一套完善的數(shù)字模型。[1]該先進的數(shù)字模型，可以獲得傳統(tǒng)測量方式不能測量的精準度高的三維空間數(shù)字信息，具有正確、速度快以及應(yīng)用領(lǐng)域廣等特點。將激光雷達測繪技術(shù)和虛擬現(xiàn)實技術(shù)相結(jié)合，能夠全天候監(jiān)測自然災(zāi)害，比如：地震、旱澇等等，為賑災(zāi)防災(zāi)做出及時的預(yù)警，還可以在工程建設(shè)中應(yīng)用，真正實現(xiàn)智能化管理交通安全系統(tǒng)，合理規(guī)劃城市整體布局以及進一步推進環(huán)保建設(shè)。

2 激光雷達測繪技術(shù)的基本原理

激光雷達測繪技術(shù)是通過光波完成各項測繪工作，發(fā)射光波距離較長，相對于常規(guī)容易受影響的光波而言，收集工作具有更強的安全性。當被測對象的表面接收到光波時，有些反射光能夠發(fā)射到雷達接收器上，雷達接收系統(tǒng)可以結(jié)合反射光的有關(guān)數(shù)據(jù)，將從光波到被測對象的實際距離計算出來。并且全球定位系統(tǒng)在激光雷達測繪系統(tǒng)中是至關(guān)重要的，其可以及時接收到激光雷達測繪系統(tǒng)所獲取的所有位置信息，而且可以準確定位被測對象的實際坐標，具有一定的精準性，通過測量兩個或者超過兩個的距離，可以結(jié)合被測對象的實際移動軌跡，進而獲得被測對象的移動速度。

3 激光雷達測繪技術(shù)在工程測繪中的實際應(yīng)用

最近幾年，城市化進程在不斷加快，工程類型也多樣化，帶動了我國建筑行業(yè)的穩(wěn)定發(fā)展，并且與工程建設(shè)有關(guān)的工程測繪行業(yè)也實現(xiàn)健康發(fā)展，激光雷達測繪技術(shù)高速發(fā)展，在很大程度上為工程測繪提供強大的保障。[2]目前，在工程測繪中激光雷達測繪技術(shù)已經(jīng)得到普遍應(yīng)用，具體包括精密測繪、礦山測繪以及基礎(chǔ)測繪等等。

（1）精密測繪。通常，精密工程測繪主要包括沉降測量以及建筑測量等等，這些精密工程測繪往往都會涉及到測量目標收集、構(gòu)建三維物體模型工作。不管是建立三維物體模型還是收集測量目標，都要求必須在精確測繪數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)之上進行分析、提取、建模，而運用激光雷達測繪技術(shù)能夠穩(wěn)定的獲得高精度、全要素、多維度的高密度測繪數(shù)據(jù)，幾乎可以滿足精密工程測繪的各項要求。

（2）礦山測繪。礦產(chǎn)資源及產(chǎn)業(yè)的管理，在一定程度上關(guān)系到資源城市的可持續(xù)發(fā)展，礦山生態(tài)環(huán)境越來越惡化，在一定程度上也會阻礙礦山的建設(shè)。[3]因此，增強礦山數(shù)字建設(shè)顯得尤為重要。應(yīng)用激光雷達測繪技術(shù)在短期內(nèi)采集礦山內(nèi)部的所有數(shù)據(jù)，采用Bentley Pointools構(gòu)建三維數(shù)字模型，明確礦山的實際現(xiàn)狀，提取出地面模型和礦山模型，應(yīng)用GIS對嚴重損壞的礦山區(qū)域進行經(jīng)濟和環(huán)境分析，重點對塌陷位置損壞程度進行監(jiān)測，實現(xiàn)對可能產(chǎn)生的災(zāi)害的風(fēng)險預(yù)警等工作。

（3）基礎(chǔ)測繪。在基礎(chǔ)測繪過程中，首先需要將被測對象的數(shù)字信息切割和反映出來，以此為前提形成最初的測繪圖紙。[4]在該過程中最關(guān)鍵的工作是數(shù)字測量和數(shù)字攝影，并且這些工作具有復(fù)雜性和系統(tǒng)性。為了確保測繪數(shù)據(jù)的精準度，需要結(jié)合實際情況對測繪線路進行合理的設(shè)計，[5]激光雷達測繪技術(shù)能夠提高地面三維坐標的準確性，可以滿足高精準度影像微分改正要求，無需數(shù)字攝影測量就能夠獲取數(shù)字正射影像，不僅使復(fù)雜的測繪環(huán)境變得簡單化，而且能夠使工作成本降低。除此之外，激光雷達測繪技術(shù)使用高精準度的激光點云數(shù)據(jù)，能夠?qū)⒕€塔、房屋道路、水箱等物體的所有三維信息都直接反映出來，而這些信息都是基礎(chǔ)測繪所需要的。

4 結(jié)語

與傳統(tǒng)的測量技術(shù)相比，激光雷達具有特殊性，能夠更加迅速的獲取高精度、全要素、高密度的空間信息，所以在應(yīng)用上具有較強的先進性。隨著工程技術(shù)的進步和基礎(chǔ)數(shù)據(jù)要求的提高，激光雷達測繪技術(shù)勢必可以成為獲取三維空間信息的主要方法。隨著激光雷達測繪技術(shù)的不斷進步與發(fā)展，地面激光雷達、機載激光雷達等的應(yīng)用會更加普及和廣泛，成本會逐漸降低，操作會更簡便，能夠在一定程度上推動工程測繪行業(yè)的技術(shù)發(fā)展。

參考文獻：

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[2]郭首昌.淺析工程測繪中激光雷達測繪的應(yīng)用[J].民營科技，

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[4]范傳輝，曹久立，吳成秋.工程測繪中激光雷達測繪技術(shù)的應(yīng)用探析[J].工程技術(shù)研究，2018（06）：77-78.

[5]王紹地.工程測繪中激光雷達測繪技術(shù)的應(yīng)用[J].華北國土資源，2018（02）：81-82.