工程测绘中激光雷达测绘技术的应用思考

工程测绘中激光雷达测绘技术的应用思考

王建

天津信达测绘科技有限公司 天津市 300000

摘要：与传统的测量技术相比，激光雷达具有特殊性，能够更加迅速的获取高精度、全要素、高密度的空间信息，所以在应用上具有较强的先进性。随着工程技术的进步和基础数据要求的提高，激光雷达测绘技术势必可以成为获取三维空间信息的主要方法。随着激光雷达测绘技术的不断进步与发展，地面激光雷达、机载激光雷达等的应用会更加普及和广泛，成本会逐渐降低，操作会更简便，能够在一定程度上推动工程测绘行业的技术发展。

关键词：工程测绘、激光雷达、测绘技术、应用

引言：随着社会及科学技术的快速发展，在工程测绘领用淘汰了一些传统落后的工程测绘技术，引进了一些先进工程测绘技术，激光雷达测绘技术就是其中之一。总之，通过对这些主题的深入讨论和客观的解释，表明了激光雷测绘的良好适用性。因此，在提高测绘业务水平，丰富测绘手段的过程中，要注意改善其基础设施。

1激光雷达测绘技术

随着科学技术的发展，学者基于激光雷达模式进行一定程度的简化，设计出了激光雷达测距机。通过光频波段雷达，向需要测量的目标发射探测信号。然后将发射的电磁信号与接收到的测量目标的相关数据进行对比分析，以便充分了解测量目标的相关数据。

但是，目前市面上有多种不同类型的激光雷达测绘系统，不同类型的雷达在实际应用过程中也有着不同的效果。因此人们要合理选择雷达类型，以确保激光雷达测量的准确性。

现在，在各个领域中，人们可以根据雷达收集的信息来了解实际情况，并确定应用激光雷达的方法。

电子技术、电子产品的快速发展，也促进了半导体激光器的飞速发展。半导体泵浦固体激光器具有质量轻、稳定性好、体积小方便携带、使用寿命长等诸多优点，具有很好的发展前景。气体激光器是目前种类最多的激光器，也是应用最广的激光器，具有的优点是性能稳定、光速质量好。

1.1高灵敏度接收机

高灵敏度接收机设计的接收单位是由光学系统、光电探测器与回波检测处理电路组成，高灵敏度接收机设计技术的基础要求是接受灵敏度高、虚警报率低和回波探测概率高。

1.2地面三维激光扫描技术

地面上的3D激光扫描技术也称为真实场景复制技术。其是以3D激光扫描仪，数码相机等为基础的一种非常有效的快速测量技术。同时，可以高速激光扫描技术快速扫描被测对象并在最快的时间内获取和建立测量数据。拍摄完成后，将获取的图像反馈到三维数字系统，并进行二次处理和确认，以确保结果的准确性。

1.3机载激光雷达扫描技术

通过雷达扫描技术捕捉返回的光脉冲以获得测量目标的具体数据，在获得有关测绘目标的信息之后，可以使用数码相机获取成像信息，完成所有这些步骤后，将通过数字信息系统对数据进行处理，以最大程度地提高数据的准确性。

1.4激光雷达扫描技术的特点

（1）无须反射棱镜，直接采集物体表面的三维数据。

（2）数据采样率高。

（3）通过激光的回波信息了解目标信息。

2工程测绘中激光雷达测绘技术的应用

2.1精密测绘。

一般来说，精细工程的测绘主要包括沉降测量、建筑物测量等。这种精细工程的测量和绘图通常包括测量目标的收集和三维对象模型的创建。不管是测量目标的收集和三维对象模型的创建，都必须根据数据的测量和绘图进行分析、提取、建模，使用激光雷达测量技术能够保证高精度、全要素、高密度多维测量的测绘数据，而这些几乎可以满足精细机械测量和测绘的要求。

2.2矿山测绘

矿产资源及产业的管理，在一定程度上关系到资源城市的可持续发展，矿山生态环境越来越恶化，在一定程度上也会阻碍矿山的建设。因此，改进矿山数字化建设尤为重要。激光雷达测图技术在短期内能够提取所有矿山内部数据，应用点云数据处理软件建立三维模型，阐明了矿山的实际情况，提取了土壤模型和矿山模型，利用GIS对严重受损矿区进行了经济环境分析，监测了碰撞位置的损害程度，并给出了可能发生灾难的风险预警等。

2.3基础测绘

在基础测绘过程中，首先需要将被测对象的数字信息切割和反映出来，以此为前提形成最初的测绘图纸。这一过程中最关键的任务是数字测量和数字摄影，这些工作是复杂而系统的。为了保证测绘数据的准确性，需要结合实际情况，对测绘切换进行合理规划5。激光雷达测图技术可以提高地面三维坐标的精度，可以满足高精度图像差分校正的要求，而无需数字摄影测量就可以获得数字正交投影，而不仅仅是数据，测量和简化绘图的复杂环境也可以降低劳动力成本。此外，激光雷达测绘技术使用高精度激光点云数据，直接将房屋道路、线路、水箱等物体中复制所有必要的三维信息，从而进行基本的测绘任务。

2.4电力传输和管道布图

就测量传输线路而言,可以通过激光雷达系统来得以实现。利用直升机能够顺着电力线或者是相应的管道飞行,和固定翼飞机相比，能够起到节约成本的效果,并且.依据不同情况，可以对飞机的速度等方面进行适当的调节,所得到的数据能够更加的准确。倘若将有关设备使用到激光雷达的平台上,例如数字相机等,不但能够达到测量的目的，而且还能够对线路的开展实现同步的效果。

2.5森林工业

森林工业主要是指从事木材生产以及林木加工产业，属于我国的重要商品材生产领域。对森林和树冠底部的地形的精密数据进行详细分析，需要利用激光雷达扫描技术，在获取树冠底端地形的同时，还可以实时将林木的高度精确测量出来。在进行数据处理的时候，通过分别采取地面返回数据和植被的返回数据，进行对比分析，可以获取树高、树冠的覆盖、材质等其他相关信息，以此对森林工业建设和发展产生重要影响。

2.6水下地形测量

一些激光雷达测绘技术使用两种不同波长的激光束来探测水下地形。例如，SHOALS系统通过红外线探测水面，同时使用蓝光和绿光测量水底。通过两束甲酸之间的时间差，在测试过程中，反射性建筑物或水面的出现，会导致观测数据错误，此时，我们必须重新进行测量。而在密集的房屋地带，RTK技术的测绘结果可能不够准确，那么就应该及时选择其他观测地址，或者观测前事先排查好观测地点周围的环境，确保观测能够及时、准确的进行。另外，基站设置要合理:基站设置在中心位置，地势较高，注意附近是否有遮挡物。避免由于信号被遮挡而降低测量精度。基站与移动台的距离应合理:基站与移动台如果站与站之间的距离过大，计算参数会出现异常，无法得到固定的解。相关研究表明，如果基站与移动基站之间的距离控制在15千米以内，这样能够有效确保精度，甚至可以达到厘米级。

结束语：目前，在工程测绘工作的开展过程中广泛应用了各种类型的先进技术，激光雷达测绘技术就是一种比较典型的技术。对于这种技术的应用，进一步提高了工程测绘的工作质量与工作效率。通常情况下，要想准确了解工程测绘中的空间位置，测绘人员就应该要对具体的点位进行测绘，而对于激光雷达测绘技术中GPS系统的应用能够帮助测绘人员准确找出所需的空间位置信息，并进行有效的处理。

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