浅析工程测绘中激光雷达测绘技术的应用

浅析工程测绘中激光雷达测绘技术的应用

张吉强

安徽尚原规划咨询有限公司， 安徽 合肥 23000

摘要：随着现代科学技术的不断发展，激光雷达技术不断取得新的技术创新，通过该技术不但能够快速得到空间的三维数据信息，并且非常快速。现在在激光雷达测绘技术已经在工程测绘领域取得十分广泛的应用，并获得广泛的关注，极大地提升了工程测绘的工作效率。一般而言，为了获得更加准确的空间三维信息，相关工作者会对测绘目标进行点位的确认，而通过激光雷达技术则能够直接通过gps快速准确的获取到所需要的空间三维信息，然后通过数据处理获得相应的位置信息。

关键词：工程测绘；激光雷达；测绘技术；应用

引言：

在经济快速发展，科学技术不断取得新突破的背景下，激光雷达的测绘技术同样取得较大的技术突破，且已经在工程测绘领域获得较为广泛的应用，由于激光雷达在工作效率以及工作质量方面拥有较大的优势，因此在工程测绘领域一定能够充分发挥激光雷达的作用，为测绘工作效率的提升贡献力量。

1 激光雷达形式测绘技术具有的工作原理

当前，激光技术按照相关标准可以按照机载技术及地面技术两种技术类型进行划分，通常来说，在飞机上所使用的激光探测以及测距技术都是机载激光雷达的类型，这种激光雷达可以对地面物体进行快速高效的分析，并实现空间三维信息的实时获取与更新，因此在高分辨率方面获得较为广泛的应用，极大地促进了测绘工程在测绘技术方面的提升，从测绘技术操作本身来看，就是将传感器所分发出的光速按照光速进行传播，信号接收装置在接收到信息后将其按照一定的规范进行电信号的转换，记录下发射到接收的时间间隔，之后按照相关公式将数据带入进行计算。实际工作过程中，激光扫描器会对发射的脉冲时间与接收到的时间及性能记录，其获取的高程信息将会对IMU/DGPS系统部分以及激光雷达扫描的相关系统部分进行合理的整合，并通过扫描仪朝着地表方向发射激光波束，记录飞机航向并对从地表部分反射回的激光束进行接收，对其具体位置及形态特征进行记录，然后通过计算获得最终位置信息。

2 激光雷达技术在工程测绘中的应用

2.1 准确快速获得数字高程模型

激光雷达技术的应用能够获得高精度与高密度的数据产品，通过激光点云数据能够准确表达出各个点位之间的三维坐标。由于激光点的数量较多，且密度较大，这样可以在实践中模拟出一种分辨率以及精度都比较高的数字高程模型。所以在一些对于数据方面要求比较高的产品中应用激光雷达技术可以达到快速准备的目的，用以满足各行各业对于数字高程测量方面的需求。

2.2 基础测绘的实施

DOM（数字正射影像）、DLG（数字线划地图）以及DRG（数字栅格地图）这是三种技术类型在工程测绘中十分常见。激光点数据由于精度比较高，能够直接对事物的空间三维信息进行反应，将此类数据资源作为基础，进行规划时就比较容易对地形地貌进行初步判定，后续数据的采集也将更加便捷。

2.3 精密工程测量

在科学进步的带动下，精密工程越来越多，比如像电力选线、矿山以及隧道工程以及沉降工程等等，此类工程对于数据量的要求极高，在大量数据的基础上获取空间三维信息，如果有需要还应构建三维模型。而激光雷达在测绘领域的应用，能够有效缓解在数据收集方面的压力。利用激光雷达技术获得空间纹理信息之后，通过构建的模型结合其他相关技术，创建出与实际相对应的空间模型，这在实际规划设计中运用十分广泛。此外，激光雷达技术在公路、铁路设计方面同样具有较大的优势，能够帮助相关部门实现对线路施工更加精准的计算。在设计电力线路的时候，运用激光雷达得到的各种成果数据，能够全面了解与掌握电力线路需要设立的一些公共区域，及其区域内地形与地物的实际情况。

2.4 数字城市建设

当前，城镇化建设进展非常快，数字化城市的建设也在不断推进。这就要求有大量的数据信息作为数字城市建立的基础，同时也是其核心所在，通过激光雷达技术的高分辨率优势，能够构建出非常精准的数字模型，在开展数字城市建设的过程中，同样能发挥空间方面的优势。因此，在现代城市建设的时候，激光雷达技术可以算是非常核心的技术。

2.5 水下地形测量

在进行水下的地形测量时，激光雷达技术主要是通过使用两种不同波长的激光束，可以使水下地形能够更真实的呈现出来。其优点是可以进行大面积的水下测量，同时对于海道的测量中也被广泛地应用这，在进行海水测量的时候，其测量深度最多可达到50m，深度会受到海水的水质影响，水质好清晰度高，测量的深度也更高。

3 激光雷达测绘技术的发展趋势

3.1 星载激光雷达

激光雷达在卫星上的应用也十分广泛，且一般运行轨道也比较高，所能够观测到的范围也将进一步扩大，受到外界干扰的可能更低，在灵敏度、分辨路等多个方面都拥有着巨大的优势。运用这一技术手段，能够进一步提升空间三维数据信息的获取能力，对国防工作具有十分重要的意义。因此雷达测绘技术在天体观察方面也有一定的优势，通过该技术手段能够极大地推动我国监测能力的提升。

3.2 战场侦察激光雷达

激光雷达在侦查方面也有较大的优势，且作为侦查手段现在仍旧属于十分先进的手段。美国雷西昂公司在试验研究过程当中通过GaAA激光行扫描传感器应用，把ILR100成像经过激光雷达进行制作，能够直接在无人机或者是商用飞机上加以应用，实际侦查的过程中，侦查范围在120m-460m之间。其数据获取能力极强，且基本属于实时状态，在有关数据链路上向地面接收站及时发送。

3.3 测风激光雷达

风速测定对于气候变化方面的研究以及提高天气预报精准度方面发挥着重要的作用，此外，在机场气流监测过程当中，通过测定风速能够对飞行航线进一步优化，同时在军事火箭发射等很多方面进行风速监测都有着十分重要的意义。而激光雷达测绘技术，应用于这些方面意义重大，今后应当加强。2μm全固化相干激光雷达测绘技术方面的研究，也是接下来需要重点发展的。

3.4 激光雷达寻的器

激光雷达可以实现对基础分辨率的全方位提供，从而对高空武器的制导效果进行加强，利用激光雷达准确定位武器，并对目标进行三维投影，可以对目标实现更加精准的识别。

结论：

和过去的测量技术相对比来说，由于激光雷达所自身所具有的优势，能够更加快速地获取准确的空间数据信息，因此在实际应用方面具有更加广阔的前景，尤其是在工程测绘方面，因为对三维空间信息的需求比较迫切，通过不断的技术创新，激光雷达技术一定会成为工程测绘领域中不可或缺的重要帮手。随着高新技术的不断发展，激光雷达技术也会不断提高，精度方面会更精确、速度也会提升，发展应用范围也更加的广泛，可以为工程测绘领域中做出巨大的贡献。

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