试述激光雷达测绘技术在工程测绘中的应用

试述激光雷达测绘技术在工程测绘中的应用

唐韦盛

防城港市住房和城乡建设测绘院

摘要：随着社会经济的不断发展以及科技水平的持续提高，我国建筑行业进入了高速发展的时期，在时代发展大背景下，对应的测绘技术得到了本质上的改进与提升，从而更好地服务于建筑工程的建设事业。本文对此展开探讨，以笔者自身丰富的工作经验为基础，分析激光雷达测绘技术在工程测绘中的运用与价值。

关键词：激光雷达;测绘技术;工程测绘;应用价值

激光雷达测绘技术属于GPS技术中的一种关于空间位置定位的测绘系统，这种技术是通过惯性以及激光法引导下的测量技术来完成测量任务的，它主要包括了两个系统，分别是计算机系统与激光系统。随着我国建筑行业的不断发展，激光雷达测绘技术得到了广泛的推广和应用，其应用价值也在各种建筑工程的发展中得到了体现。

1.激光雷达测绘技术简介

激光雷达测绘技术主要通过计算机系统以及激光系统组成，前者负责大量信息与数据的储存与处理，后者则负责供给外界激光脉冲[1]。激光雷达测绘技术能够在运用于测绘工作目标中建立空间三维的坐标体系，采用计算机的功能数码化操作测绘摄像片，最后实现实体三维模型的测绘建造目标。这种技术的应用价值中，充分将建筑物体的外在模型真实地展现出来，为建筑工程的工作者提供了建筑在空间中最全面的信息与数据。具体到探测技术中，它又通过对电磁波的利用实现信号的发射，目标所在地接收信号后又快速地将信号返回，返回信号与原发射信号形成对比，从而实现对所在地各种包括高度、距离在内的信息与数据的全面比对了解。如果目标是动态形式，也可快速实现以上的测绘价值，同时还有跟踪与探测作用。另外，激光雷达由于应用的方法不同，还能将其分类为脉冲激光雷达、连续波激光雷达等。

2.激光雷达测绘技术的工作原理

GPS技术是激光雷达测绘技术发展与运用的支撑，与此同时，激光雷达测绘技术还需要INS技术的支持，数据的获取主要来自测绘目标的跟踪，同时又将空间分布的形态展现无余。随着科学技术的不断发展，当前在利用激光雷达技术时，已实现了其精密性与配合性的统一，能够高度准确地展现测绘目标的形态，这得益于科技发展，也是人类各种技术创新与改革的突破成就。就目前地面上采用的雷达技术而言，水下作业也同样能达到精准的结果。这种技术所展现的优势正是激光本身具有的优势，激光技术在本质上具有非常高的准确度，只要范围控制于4cm内，都可以得出非常高的测量度，但是它又不仅仅是体现与依赖准确度的测量，其本身还有对惯性测量的利用，同样发挥了重要的价值与作用[2]。激光雷达测绘系统中包含了一个窄带激光器，能够投射脉冲信号于目标物体的表面，以高效和迅速的优势实现测量目的，而系统接收器还具有准确统计与分析各项信息数据的功能，通过对光速的利用，脉冲信号的发出与下段信号发射返回的效率大大提高，于是，能够快速地测量和记录重要的信息与数据。

3.激光雷达测绘技术在工程测绘中的应用

3.1应用于基础测绘工作

在工程测绘中，基础测绘既是对基础信息数据的处理测绘，同时也是测量工作的基础工作，测绘内容包括数字正射影像、数字线划地图等等，它完成了数字影像从基础到反射的分离与切割。尽管属于基础性测绘工作，但是其中运用的三维数据与信息必须保证精准，使激光雷达测绘技术具备了应用的必要性。比如数字正射影像能够实现对微分数字的判断与纠正，保证地形的各种信息与数据的精准性。在这个目标应用下，机载激光雷达有着高效准确的测绘作用，使得数字正射影像更专业与完整。在这一技术的广泛推广应用下，基础测绘工作的投入成本会大幅度降低，更符合当前大规模建筑工程的发展与规模化生产。

3.2应用于精密测绘工作

与基础测绘工作相比，精密测绘工作有了更高的要求，其涉及到的测绘内容包括了很多细节的数据采集，并在处理完毕的基础上还要在三维坐标的应用中有其他的收获。比如测量建筑工程，在得到了基础性数据外，还要针对三维坐标和由此形成的三维模型进行测量。因此，精密测绘工程各种数据的获取与处理通过激光雷达测绘技术或是机载激光测绘技术都能达到要求，此外，还能从数码相片中得到有关测绘纹理的多项信息，并将这些信息与三维模型进行比较和重叠，进而获取更充分的数据，对建筑物或是景观建筑的规划工作提出更多的参考建议[3]。比如有关铁路的设计工作，应用此项技术后不但实现了地面精准的测绘目标，同时在模型的精准度要求上也能准确绘制，为施工方法的选择提供各种数据信息，也为设计工作提出更为专业化的意见。另外，针对公共区域地形中关于电路抢修等工作，激光雷达测绘技术能够实现地面和电路数据的准确计算，为抢修工作提供了时效性。

3.3应用于数字矿山工作

矿山工作是我国当前经济与环境建设可持续发展的重要构建，但由于与环境资源紧密相连，这项工作又增加了不少难度与要求。过去由于科技的落后使得我国很多依靠矿山发展起来的城市出现了太多环境问题，面对经济与环境双发展双刃剑的问题，必须迫切寻求新时代下的发展出路。而数字矿山建设就是采用激光雷达技术的优势来实现对数据精密采集的目标，在形成的三维立体矿山模型中，各部分均采用分层构建的方式进行准确的分析评价，从而实现数据反馈，连续获取各个矿山的数据信息，并通过构建模型清楚展现。此外，还能有效预防各种矿山事故的发生，准确的预测作用为矿山工作的安全提供了保障，潜移默化中改变矿山工作的性质与模式[4]，如针对某些可能将发生沉陷或坍塌的地方及时作出评估与预警，在实现灾害防御与危险检测上有很大的促进作用。

3.4应用于管道电力方面

在管道电力方面，激光雷达测绘技术也能充分发挥价值与作用，快速完成电力传输及管道的布图，包括实现直升机平台传输路线的测量，或是让直升机在布好的管道或电力传输路线基础上飞行，于是灵活调度了飞行的速度与高度，并保证信息数据获取的准确性与完善性，这有助于成本的减少。

3.5应用于城市规划工作

如今，城市化进程的快速推进为城市规划工作提出了更高的要求，进入高新产业发展下的社会，城市规划必须应用数字化工业的发展以推动发展进程，而激光雷达技术则能很好地实现城市数字建设在技术层面与推动作用下的改进与提升。此外，还能保证数据信息的高度准确性，在规划工作中发挥了重要的作用，其数据信息提供基础上所建立的建筑效果三维立体图，对城市规划的全方位布局有着很重要的指导作用。

3.6应用于森林业的发展

我国森林业发展，采用较多的技术也是雷达测绘技术，森林业中对数据信息也有较高要求，单纯采用传统的测绘技术难以达到，并且新技术对于森林树冠以下地形有更好的测量工作效果，比如其在完成基础测绘工作后，还能准确获取树木的高度值，实现后续工作对这些数据的运用。

4.结束语

综上所述，激光雷达测绘技术在当前基础测绘、精密测绘、数字矿山、管道电力、城市规划以及森林发展中的作用已经越来越显著，其余传统测绘技术相比而展现出的方便、准确、快捷等优势，决定了这种技术更适应当前社会工作的全方位发展应用要求。但是这种技术由于在我国使用的时间较短，还需要更多的实践、开发推动效率与价值的提高。因此我国建筑工程测绘施工工作人员必须更深入研究与应用激光雷达测绘技术，加深了解与掌握程度，以发挥更大的价值与作用。

参考文献：

[1]查立.激光雷达测绘技术在工程测绘中的应用分析[J].城市道桥与防洪,2015,11(15):77-78.

[2]李长忠.激光雷达测绘技术在工程测绘中的应用探讨[J].黑龙江科技信息[J].2012,12（11）:46-47.

[3]杨自海.工程测绘中激光雷达测绘技术的运用[J].信息化建设,267-268.

[4]熊奇,李朝辉.探析工程测绘中激光雷达测绘技术的应用[J].科技展望,2015,4(10):22-23.