工程測繪中激光雷達(dá)測繪技術(shù)的應(yīng)用探析

摘 要：在工程項目建設(shè)中，首先需進(jìn)行工程測繪，在獲得精準(zhǔn)的測量數(shù)據(jù)后，即可為工程項目建設(shè)方案的制定提供可靠依據(jù)。對此，本文以工程測繪中的激光雷達(dá)測繪技術(shù)為研究對象，對激光雷達(dá)測繪技術(shù)的基本原理、分類以及其在工程測繪中的應(yīng)用方式進(jìn)行詳細(xì)探究，以期為實際工程提供借鑒。

關(guān)鍵詞：激光雷達(dá)測繪技術(shù);原理;工程測繪

隨著社會經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，基礎(chǔ)建設(shè)項目逐漸增多，施工技術(shù)水平也有了很大提升。現(xiàn)如今，工程測繪精度越來越高，在工程測繪中能夠準(zhǔn)確獲取空間位置。傳統(tǒng)測繪技術(shù)的測繪精度比較低，已很難滿足當(dāng)前高精度工程測繪要求，激光雷達(dá)測繪技術(shù)的測繪精度較高，不容易受到外界因素的影響，可推進(jìn)工程測繪行業(yè)的發(fā)展。因此，對激光雷達(dá)測繪技術(shù)在工程測繪中的應(yīng)用進(jìn)行深入研究意義重大。

一、 激光雷達(dá)測繪技術(shù)的基本原理

在激光雷達(dá)測繪技術(shù)的應(yīng)用中，需利用光波進(jìn)行測繪，光波比較長，在工程測繪中，被測物體會受到光波的影響，能夠保證數(shù)據(jù)收集的安全性。當(dāng)被測物體受到光波的照射后，雷達(dá)接收器可以接收到物體所反射的光波，雷達(dá)接收器在收到所反射的光波后，就能夠?qū)ο嚓P(guān)測量數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，并對被測物體與光波之間的距離進(jìn)行準(zhǔn)確計算。在激光雷達(dá)測繪技術(shù)的應(yīng)用中，需要全球定位技術(shù)作為輔助，全球定位系統(tǒng)能夠準(zhǔn)確獲得測繪過程中所得的位置信息，即可對被測物體進(jìn)行準(zhǔn)確定位。如果需要對移動的被測物體進(jìn)行測繪，則可以確定被測物體的運動軌跡，并測量2個以上的距離，然后對被測物體的移動速度進(jìn)行準(zhǔn)確計算。

二、 激光雷達(dá)測繪技術(shù)的分類

激光雷達(dá)測繪技術(shù)涉及多種技術(shù)類型，具體包括空間掃描技術(shù)、激光發(fā)射機(jī)技術(shù)、終端信息處理技術(shù)等等。對于空間掃描技術(shù)的掃描方式，可分為兩種類型，即掃描體制以及非掃描體制，其中，掃描體制的應(yīng)用比較廣泛，在掃描體制中，機(jī)械掃描方式的掃描頻率較高，因此應(yīng)用頻率也比較高。在激光發(fā)射技術(shù)中，激光發(fā)射機(jī)所選擇的光源主要為半導(dǎo)體泵浦固體激光器，其激勵方式以及工作物質(zhì)的類型有很多種，應(yīng)用范圍廣泛，能夠有效提升設(shè)備運行性能參數(shù)，另外，半導(dǎo)體泵浦固體激光器的體積比較小、質(zhì)量較輕、量子效率高，因此工作壽命比較長。在終端信息處理技術(shù)的實際應(yīng)用中，需要各個傳統(tǒng)結(jié)構(gòu)、掃描機(jī)以及激光器的協(xié)調(diào)配合，需要計算機(jī)技術(shù)、集成電路作為輔助。

三、 工程測繪中激光雷達(dá)測繪技術(shù)的應(yīng)用

（一）基礎(chǔ)工程測繪

在基礎(chǔ)工程測繪工中，可利用激光雷達(dá)測繪技術(shù)，具體包括數(shù)字正射影像以及數(shù)字線劃地圖等等。在數(shù)字正射影像測繪工作中，必須獲得完善的地形信息條件。數(shù)字?jǐn)z影測量程序比較復(fù)雜，在測繪工作開始前，首先需進(jìn)行測繪方案優(yōu)化設(shè)計，明確測繪技術(shù)路線，同時還要求測繪工作人員具有較高的測繪專業(yè)素質(zhì)，在測繪設(shè)備選擇方面，不僅必須保證測繪數(shù)據(jù)的精確性，同時還應(yīng)滿足影像生成所需條件。在基礎(chǔ)工程測繪中，通過利用激光雷達(dá)測繪技術(shù)，可充分利用各類影像測量平臺，有效降低測繪成本。

（二）精密信息測量

在水文地質(zhì)測量、沉降測量中，對于測量精度的要求比較高，需采集詳細(xì)的目標(biāo)數(shù)據(jù)，同時還需構(gòu)建三維坐標(biāo)。對此，可采用激光雷達(dá)測繪技術(shù)，通過利用數(shù)碼照相技術(shù)，即可準(zhǔn)確獲得紋理數(shù)據(jù)，然后與建筑工程模型相互疊加，即可形成三維模型，對測量目標(biāo)進(jìn)行變形測量。比如，在鐵路工程施工方案的設(shè)計過程中，可采用激光雷達(dá)測繪技術(shù)，對鐵路建設(shè)區(qū)域的地面狀況進(jìn)行勘測和模擬，為鐵路工程設(shè)計和施工提供可靠依據(jù)。另外，在精密工程測繪工作中，也可利用激光雷達(dá)測繪技術(shù)，準(zhǔn)確收集測量目標(biāo)，進(jìn)而構(gòu)建三維坐標(biāo)以及模型。

（三）礦山測繪

在社會經(jīng)濟(jì)發(fā)展中，礦產(chǎn)資源是十分重要的能源基礎(chǔ)，由于礦產(chǎn)資源開采量不斷增加，礦山環(huán)境越來越惡化，對于礦山建設(shè)以及生態(tài)環(huán)境均造成較大不良影響，對此，必須加強(qiáng)礦山數(shù)字化建設(shè)。在礦山工程測繪工作中，可利用激光雷達(dá)測繪技術(shù)，對礦山內(nèi)部結(jié)構(gòu)的測繪數(shù)據(jù)進(jìn)行詳細(xì)采集，然后再利用測量所得數(shù)據(jù)創(chuàng)建三維數(shù)字模型，進(jìn)而幫助測繪工作人員掌握礦山內(nèi)部實際情況，最后提取礦山模型。除此以外，在對礦山開采區(qū)域的破壞情況進(jìn)行測量時，可利用GIS技術(shù)，在測繪區(qū)域布設(shè)勘測點，對礦山地質(zhì)災(zāi)害起到預(yù)警作用。

（四）數(shù)字高程建模

在工程項目建設(shè)過程中，數(shù)字高程建模比較常見，根據(jù)模型組織進(jìn)行工程項目建設(shè)，能夠有效提升工程建設(shè)的科學(xué)性。在具體的施工過程中，通過利用三維激光掃描技術(shù)，可對施工過程中的各項影響因素進(jìn)行分析，同時還可對土方量進(jìn)行統(tǒng)計分析，進(jìn)而有效掌握工程建設(shè)區(qū)域的地形通視情況，保證數(shù)字高程建模的順利進(jìn)行。通過利用激光雷達(dá)測繪技術(shù)，在激光點的作用下，即可廣泛收集建筑工程建設(shè)區(qū)域中的各項數(shù)據(jù)，然后據(jù)此構(gòu)建工程項目三維坐標(biāo)，通過對數(shù)據(jù)進(jìn)行科學(xué)合理的分析，即可有效提升建模速度，并保證建模的準(zhǔn)確性和可靠性。

（五）模擬城市建設(shè)

近年來，城市化進(jìn)程不斷加快，在城市建設(shè)中，逐漸朝向數(shù)字信息化方向發(fā)展，在數(shù)字城市框架建設(shè)中，空間信息至關(guān)重要。在城市建設(shè)的模擬過程中，可利用激光雷達(dá)掃描技術(shù)，充分發(fā)揮分辨率較高的特點，幫助構(gòu)建高進(jìn)度數(shù)字地面模型，為城市建設(shè)提供準(zhǔn)確的空間信息作為參考。

（六）森林工業(yè)

在國民經(jīng)濟(jì)發(fā)展中，森林工業(yè)發(fā)揮著十分重要的作用。我國森林覆蓋面積廣泛，并且森林種類比較多，因此林業(yè)資源經(jīng)營管理難度較大。在森林工業(yè)測量工作中，如果采用傳統(tǒng)的測繪技術(shù)，很難對森林樹木的胸徑、樹冠高度等進(jìn)行準(zhǔn)確測量。對此，為了有效提升森林經(jīng)營管理工作水平，應(yīng)推廣利用激光雷達(dá)掃描技術(shù)。在森林工業(yè)測量中，機(jī)載激光雷達(dá)的應(yīng)用比較常見，可對森林樹冠的高度、森林覆蓋面、森林生態(tài)環(huán)境等進(jìn)行測量，幫助測繪工作人員獲得完善的森林資源信息。

（七）電力網(wǎng)管調(diào)查與布設(shè)

現(xiàn)如今，電力需求量不斷增加，電力工程建設(shè)數(shù)量不斷增多，并且電網(wǎng)規(guī)劃復(fù)雜。在電力網(wǎng)的調(diào)查以及布設(shè)過程中，可利用激光雷達(dá)掃描技術(shù)，在具體應(yīng)用中，可在直升機(jī)上安裝激光雷達(dá)系統(tǒng)，控制直升機(jī)沿著電力走廊飛行，即可獲得完善的電力網(wǎng)信息。在直升機(jī)載激光雷達(dá)系統(tǒng)的實際應(yīng)用中，能夠根據(jù)測繪區(qū)域的地形變化、地勢變化等，對測繪速度和高度進(jìn)行調(diào)整，進(jìn)而保證電力線路測繪結(jié)果的準(zhǔn)確性。

四、 結(jié)束語

綜上所述，本文主要對激光雷達(dá)掃描技術(shù)在工程測繪中的應(yīng)用進(jìn)行了詳細(xì)探究?，F(xiàn)如今，工程項目建設(shè)數(shù)量逐漸增多，在工程建設(shè)方案的制定過程中，必須依靠準(zhǔn)確的測繪結(jié)果作為依據(jù)。傳統(tǒng)的測繪技術(shù)工作效率比較低，很難保證測量結(jié)果的準(zhǔn)確性，對此，可利用激光雷達(dá)測繪技術(shù)，對機(jī)載激光雷達(dá)系統(tǒng)的作用距離以及激光雷達(dá)掃描的均勻性進(jìn)行準(zhǔn)確測量，保證測繪結(jié)果的準(zhǔn)確性，進(jìn)而保證工程測繪工作質(zhì)量。

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作者簡介：吳二寶（1982-9）男，漢族，本科，注冊測繪師， 主要從事：工程測繪工作。