激光雷達(dá)測繪技術(shù)在工程測繪中的應(yīng)用研究

徐純明

摘要：科技的進(jìn)步，促進(jìn)工程建設(shè)事業(yè)得到快速發(fā)展。現(xiàn)如今，工程測繪中逐漸應(yīng)用各種先進(jìn)科技，而激光雷達(dá)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(dá)測繪技術(shù)是相當(dāng)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(rèn)識工程測繪中的實(shí)際空間位置，工作人員需要完成所有點(diǎn)位的測繪。本文就激光雷達(dá)測繪技術(shù)在工程測繪中的應(yīng)用展開探討。

關(guān)鍵詞：工程測繪;激光雷達(dá)測繪技術(shù);應(yīng)用

引言

在工程測繪中，激光雷達(dá)測繪技術(shù)的應(yīng)用十分廣泛，能有效提升測繪工作的質(zhì)量與效率。近年來，此項(xiàng)技術(shù)不斷創(chuàng)新，取得了良好的效果，實(shí)現(xiàn)了我國工程測繪行業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。

1工程測繪和激光雷達(dá)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(jī)技術(shù)等先進(jìn)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(qiáng)工程建設(shè)的管理與規(guī)劃奠定堅實(shí)的基礎(chǔ)。激光雷達(dá)測繪技術(shù)，又稱為LIDAR，運(yùn)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(yùn)動的狀況進(jìn)行準(zhǔn)確的計算，進(jìn)而達(dá)到勘測和跟蹤被測對象的目的。激光雷達(dá)測繪技術(shù)可以在同一時間獲得三維的空間坐標(biāo)，使其能夠達(dá)到同步進(jìn)行的效果，利用RealWorks、Pointools、3dsMax等點(diǎn)云處理、建模軟件實(shí)現(xiàn)一套完善的數(shù)字模型。該先進(jìn)的數(shù)字模型，可以獲得傳統(tǒng)測量方式不能測量的精準(zhǔn)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(diǎn)。將激光雷達(dá)測繪技術(shù)和虛擬現(xiàn)實(shí)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(shí)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(jìn)一步推進(jìn)環(huán)保建設(shè)。

2激光雷達(dá)測繪技術(shù)在工程測繪中的應(yīng)用

由于激光雷達(dá)測繪技術(shù)測量準(zhǔn)確度較高，效率高，這正好與工程測繪的要求不謀而合，因此這種測繪技術(shù)被廣泛的應(yīng)用到工程中來，常見的有工程基礎(chǔ)測繪、精密測繪、數(shù)字高程建模等。

2.1基礎(chǔ)工程測繪

在實(shí)際工程的測繪中可以看出，激光雷達(dá)測繪技術(shù)可以在基礎(chǔ)測繪工程中得以應(yīng)用，主要包括數(shù)字正射影響、數(shù)字線劃地圖等等。對于數(shù)字正射影像來說，必然離不開高精度的三維技術(shù)。其中比較典型的就是數(shù)字正射影像的獲得，主要是依靠地形的信息條件。通常情況下，數(shù)字?jǐn)z影測量工作的程序比較復(fù)雜，因此，在實(shí)際的工作中對于設(shè)計和技術(shù)路線的要求也比較高。不僅如此，對于測繪工作人員也提出了更高的要求，相關(guān)的設(shè)備不僅需要滿足高精度的微分糾正，還可以促進(jìn)影響的生成。在這一過程中，無需借助各種攝影測量平臺，不僅可以降低成本量，還可以實(shí)現(xiàn)規(guī)?；a(chǎn)。

2.2精密信息測量

（1）規(guī)劃施工地點(diǎn)。工程規(guī)劃經(jīng)常受到環(huán)境的影響，實(shí)際的工程測繪范圍很難進(jìn)行劃分。應(yīng)用激光雷達(dá)測繪技術(shù)，能對該問題進(jìn)行合理的處理。該技術(shù)能在測繪工作中對高精密信息進(jìn)行有效的收集。從而生產(chǎn)三維立體模型，為工程的規(guī)劃提供一個有效的參考，從而確保工程設(shè)計的可靠性與合理性。（2）保護(hù)景觀。在工程建設(shè)中，需要對一些自然、人文景觀進(jìn)行保護(hù)，比如，在施工區(qū)域有一些具有代表性的植被或者景觀，需要對其進(jìn)行保護(hù)，防止在施工過程中遭到破壞。應(yīng)用激光雷達(dá)測繪技術(shù)，對施工區(qū)域內(nèi)的景觀進(jìn)行全面、細(xì)致的分析，為工程建設(shè)提供良好的有效的參考，為制訂出全面、科學(xué)的保護(hù)方案提供依據(jù)。

2.3電力工程中的激光雷達(dá)測繪技術(shù)

在電力工程當(dāng)中除了對電路元件設(shè)施進(jìn)行測繪外，還需要對內(nèi)部電力傳輸和管道線路進(jìn)行測量和規(guī)劃，由于工程環(huán)境復(fù)雜具有許多不安全因素的存在，也就為傳統(tǒng)的線路測繪工作增加了一定的難度。在激光雷達(dá)測繪技術(shù)當(dāng)中利用機(jī)載雷達(dá)掃描技術(shù)即可最大限度地突破不利地理環(huán)境因素的影響。由于電路一般存在建筑內(nèi)部或者地下，所以在激光雷達(dá)測繪技術(shù)實(shí)施過程中，一般的電力工程測繪利用直升機(jī)或無人機(jī)進(jìn)行測量工作，雷達(dá)系統(tǒng)起到主要作用。雷達(dá)系統(tǒng)對傳輸中的電力線路進(jìn)行勘測，避免測量產(chǎn)生偏移影響數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確，讓飛行設(shè)備沿著電力傳輸與管道傳輸?shù)淖呦蚝途€路從頭至尾飛行即可完成測繪工作。由于一些傳輸線路比較薄弱，要選擇合適激光強(qiáng)度，為了保證采集效果可以按照電力的強(qiáng)弱來自動調(diào)整發(fā)射激光的強(qiáng)度。除此之外，飛行設(shè)備的飛行高度和飛行速度也會影響數(shù)據(jù)的采集，所以在計算機(jī)數(shù)據(jù)分析和形成模型的過程中，需要將影響因素考慮其中并采取一定的處理措施，以獲得更高質(zhì)量的測繪數(shù)據(jù)。在具體線路測繪工作當(dāng)中，還可以安裝錄像機(jī)和數(shù)字相機(jī)等設(shè)備，在測繪的同時對電力傳輸線路進(jìn)行檢查和維護(hù)，使得兩項(xiàng)工作能夠完美結(jié)合。由于線路測繪的危險系數(shù)相對較高，所以對其精細(xì)度的要求也更加嚴(yán)苛，所以在線路測繪中所用到的激光發(fā)射裝置和雷達(dá)裝置要定期進(jìn)行維護(hù)，避免因設(shè)備問題而引起的數(shù)據(jù)偏差，通過激光雷達(dá)測繪技術(shù)的應(yīng)用提高電力網(wǎng)管布設(shè)的科學(xué)性和實(shí)用性。

2.4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)。因此，增強(qiáng)礦山數(shù)字建設(shè)顯得尤為重要。應(yīng)用激光雷達(dá)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BentleyPointools構(gòu)建三維數(shù)字模型，明確礦山的實(shí)際現(xiàn)狀，提取出地面模型和礦山模型，應(yīng)用GIS對嚴(yán)重?fù)p壞的礦山區(qū)域進(jìn)行經(jīng)濟(jì)和環(huán)境分析，重點(diǎn)對塌陷位置損壞程度進(jìn)行監(jiān)測，實(shí)現(xiàn)對可能產(chǎn)生的災(zāi)害的風(fēng)險預(yù)警等工作。

2.5進(jìn)行數(shù)字高程建模

這些年，建筑工程中比較常用的建模方法是數(shù)字高程建模，它能夠科學(xué)、合理地進(jìn)行建筑工程的具體操作。施工單位可以利用數(shù)字高程建模對整個建筑工程的實(shí)際施工進(jìn)行監(jiān)管，全面把握施工過程中的土方量和地形通視狀況等各種因素，然后研究這些因素。在建筑工程測繪工作過程中，可以運(yùn)用激光雷達(dá)測繪方法，利用激光點(diǎn)快速得到此區(qū)域的數(shù)據(jù)，同時構(gòu)建三維坐標(biāo)。經(jīng)過研究得到的數(shù)據(jù)，能夠建立滿足實(shí)際施工條件的數(shù)字高程模型，因此它讓高程建模的效率有了提升，而且提高了數(shù)字高程建模的精準(zhǔn)度。

2.6機(jī)載激光雷達(dá)

為滿足各種規(guī)模的項(xiàng)目和數(shù)據(jù)需求，可以對機(jī)載激光雷達(dá)進(jìn)行合理應(yīng)用。數(shù)據(jù)是從毫米級精度的低空飛行（50～300m）中采集的，可以廣泛應(yīng)用于公共設(shè)施測繪和土木工程。中高度（400～1000m）掃描一般應(yīng)用到道路和城市規(guī)劃中。國家級的測繪飛行一般在高海拔（2000m及以上）進(jìn)行應(yīng)用。無人機(jī)和激光雷達(dá)有助于生成有價值的3D和影像數(shù)據(jù)以滿足各種工程項(xiàng)目，提升工程建設(shè)的科學(xué)性與可靠性。自動化系統(tǒng)和實(shí)時數(shù)據(jù)處理是未來的發(fā)展趨勢，無人機(jī)和激光雷達(dá)的結(jié)合，能不斷提升自動化與數(shù)據(jù)處理水平，提升城市規(guī)劃與建設(shè)的整體質(zhì)量。

結(jié)語

綜上所述，激光雷達(dá)測繪技術(shù)由于

其測量的高效性、準(zhǔn)確性和科學(xué)性，已經(jīng)廣泛地應(yīng)用到測繪行業(yè)中，可以滿足日益提高的工程測繪要求，要促進(jìn)激光雷達(dá)測繪技術(shù)的發(fā)展，就要熟悉其測繪原理，了解其應(yīng)用中的特點(diǎn)和問題，優(yōu)化測繪技術(shù)，使得其能更好地運(yùn)用到工程測繪中，這樣才能有效地促進(jìn)我國測繪行業(yè)的發(fā)展。

參考文獻(xiàn)

[1]范傳輝，曹久立，吳成秋.工程測繪中激光雷達(dá)測繪技術(shù)的應(yīng)用探析[J].工程技術(shù)研究，2018（6）：77-78.

[2]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，2019（28）：85-86.

[3]王麗英，夏玉紅，宣野，等.多回波激光雷達(dá)點(diǎn)云冗余數(shù)據(jù)辨識及消除[J].測繪科學(xué)，2018，42（6）：15-21.