工程测绘中激光雷达测绘技术的应用研究

工程测绘中激光雷达测绘技术的应用研究

李蔓秋

重庆市勘测院 重庆市 401121

摘要 目前，激光雷达测绘技术在测绘项目中的应用越来越多，尤其是随着城镇化的推进，建筑项目在不断增加，极大的推动了我国建筑业的发展。激光雷达测绘技术相对成熟，已应用于各个领域，能够极大的提升工作效率和质量。本文对激光雷达测绘技术在工程测绘中的应用进行了深入的探讨，从基础测绘、精密工程和数字化挖掘的角度进行研究，为相关的工作者提供参考。

关键词 工程测绘；激光雷达测绘技术；应用

引言

工程测绘行业中的激光雷达测绘技术是非常先进的技术，应用效果非常好。在测绘行业，激光雷达测绘技术大大提高了测绘作业质量，降低了人工测绘不准确和大误差的可能性，实现了工程建筑预测数据的准确性。把激光雷达测绘技术应用到工程测绘工作中，能够让工程测绘水平有极大的提升，对空间位置信息更加准确的确定，员工可以对具体施工点进行测绘，运用测绘技能，获取更多的空间位置信息，实现相关的位置信息处理。

一、激光雷达测绘技术概念及应用原理

（1）概念

激光雷达技术主要组成部分是激光系统和计算机系统，激光系统提供外部激光脉冲，计算机系统存储和处理海量信息数据，构建3D场景、目标空间获取定位和拍摄的图片可以借助网络有序传输，实现目标场景和数据模型的双向同步绘制，准确、快速地显示目标并呈现给用户。多功能精准数据信息工程测绘更加高效、客观、真实、具体。该技术的探测利用机载电磁波进行信号发射和回收，通过比较信号的发射和返回，记录目标的高度、宽度、距离等数据。只要物体在运动，也可以使用测绘技术来达到跟踪效果。

（2）应用原理

激光雷达测绘技术在工程测绘中的应用，主要是利用最新的光频段在测量区域传输和控制电磁波。通过传输区域的电磁波，可以准确地确定物体的高度和宽度的数据信息。在工程测绘中，激光束可以直接撞击物体表面，同时产生反射效应，雷达接收到反射光束，雷达内部系统计算距离。根据光束发射和收回时间计算物体的公式为D（距离）=C（光速）t/2（时间）。与普通光波相比，激光的方向和颜色更简单明了，干扰特性好，抗干扰能力强，所以用激光进行工程测绘获得的数据会更多。GPS系统在激光雷达测绘技术的应用中也发挥了重要作用。 GPS系统接收到坐标信息后，可以计算出景区内激光点的X/Y/Z坐标。实际上，激光点云是由激光点汇聚形成，通过系统重构绘制为点云图像，这与航空激光雷达系统测高原理相同。激光束的发射和返回频率非常高，接收器的工作效率也很高，在光束返回过程中包含距离和高度等信息。

二、在工程测绘中激光雷达测绘技术的具体运用

（1）基础工程测绘

基本的测绘工作流程需要使用激光雷达测量技术，例如数字正射影像和数字线形图。毫无疑问，数字正射影像必须有比较准确的三维技术。例如，在地形的信息数据能够获取数字正射影像。数字摄影测量的流程非常复杂，测量操作的设计和技术标准非常高，要尽快创建图像，不仅需要专业能力强的测量人员，还需要具备先进精密工作的高设备。这减少了对其他摄影测量技术的使用需求，降低了投入成本，有利于进行大规模的生产。

（2）精密工程测绘

在水文、文化考古等工程中，信息数据的采集工作要求严格的工程测绘工作，同时还要寻找三维坐标或建立三维构造模型。合理地使用激光雷达技术，可以在数码照片中获取相应的坐标信息数据，并可以结合建筑施工模型构建三维施工模型，进行真正细致的分析测量工作。例如，铁路设计工作需要使用激光雷达技术来规划和研究地面条件，这也是路线设计和某些任务的先决条件。激光雷达技术还可用于确定每条线路的具体情况，以确保整个电力项目的线路设计。激光雷达测绘技术也可用于精密工作，主要用于采集测量对象以及更好地定位和构建三维坐标模型。激光雷达测绘技术还可用于复杂的测绘任务，允许进行具体、逼真的景观规划，以促进目标保护操作并不断改进决策操作。

（3）进行数字高程建模

现阶段，在建筑工程中经常会进行数字高程建模，优化建筑工程中的一些工作。建筑单位可以使用数字高程建模来监督整个建设项目的实际施工，全面了解施工过程中的土方量、地形能见度等各种因素，然后进行研究。在建筑工程进行测绘的过程中，运用激光雷达测绘方法，可以快速获取形影区域的数据，构建三维坐标。通过研究获得的数据可以建立适合实际施工条件的数值高程模型，从而提高高程建模的效率，提高数值高程建模的精度。

（4）电力系统工程测绘

在电力系统工程测绘中，经常会使用激光雷达来对线路进行测量。激光雷达系统不仅应用灵活，而且可以随着直升机的飞行速度和高度进行随意改变。这不仅能够极大的降低输入测量成本，还能够有效地提升测量数据的准确性和工作效率。除了通过测量任务提高精度和工作效率外，还需要将激光雷达测量技术与视频记录设备等方法相结合，完成电路验证和原理图绘制任务。

（5）采矿工程调查

近年来，随着人们环保意识的增强，逐渐意识到数字化矿山建设的重要性，应用该技术将有助于推动矿山工程可持续发展。近年来，我国经济的发展速度在不断提升，对矿产资源的需求量也是在不断的增加，对环境造成了严重影响，使用激光雷达测绘方法可以有效改变这种状况，建设数字矿山。使用该技术，可以快速获取相关信息和数据，并在此基础上进行深入分析和研究，建立矿山模型，研究严重受损的矿山，将勘探地点作为测绘重点，以及现有的生态系统可以不断改进，减少灾害的发生。

（6）数字城市建设

随着科学技术的发展，城镇化建设的重心正在向数字城市转移，因此在实际运行中获取准确的空间信息非常重要。这是因为，没有数据支撑，就无法搭建数字城市平台和框架，而以往测绘技术获取的信息已不能满足数字城市建设的高标准、严要求。在此背景下，激光雷达的垂直技术可用于确定建设数字城市必不可少的空间信息，并确保数字正射影像的分辨率和准确性不成问题。在建设数字城市时，内置的虚拟化管理系统需要对整个城市进行覆盖，构建城市的三维模型，只有这个模型中的数据真实、可靠、可衡量，数字城市才能真正实现。然而，传统的测绘方法很容易受外部环境的影响，对空间信息很难进行精确掌握。使用激光雷达测绘技术能够对整个建筑物的很清晰的了解，确保工作效率并提高准确性。为了构建城市三维模型，可以把激光雷达测绘技术同其他软件进行有效地结合，将相关的云数据转化为模型测绘。

（7）在林业中的应用

如今，生态环境保护已成为时代发展的重要主题，社会各界都在积极捍卫和发展生态环境保护。利用激光雷达技术可以为林业建设提供有效支持。例如，使用航空激光雷达系统，可以获得有关植被的各种数据，如冠层下的地形、树高和植被密度。同时，还可以获得相关植被的其他信息。

结语

总体而言，与传统测绘技术的应用相比，激光雷达测绘技术更加方便快捷，符合现代工程测绘技术发展的要求，能够提供更加准确的数据。现代工程测绘以及高分辨率图像为工程测绘提供了有力支持。在本文中，将激光雷达测绘技术应用于基础测绘、精密工程测量、数字矿山建设、数字城市建设、林业产业应用等工程测量，为我国的经济发展提供有力的理论依据。随着科学技术的进步，激光雷达测绘技术的应用范围也会不断增加，能够有效地推动我国各行业的发展。

参考文献

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