分析在工程測繪中激光雷達測繪技術的運用

1、<p>　　分析在工程測繪中激光雷達測繪技術的運用</p><p>　　摘要：隨著工程測繪行業(yè)的不斷發(fā)展，測繪技術水平也得到了進一步的提高和改善，先進的科學技術也普遍應用到了工程測繪中來，其中就包括激光雷達測繪技術，它具有非常高的應用效能，利用計算機信息技術快捷高效地獲取各種空間信息，為工程測繪帶來了更多的便利。本文主要論述了激光雷達技術的應用原理和途徑，以期能夠為相關的實踐提供些許理論依據(jù)。 <

2、/p><p>　　關鍵詞： 工程測繪 激光雷達技術 測繪原理 有效應用 </p><p>　　中圖分類號：K826.16 文獻標識碼：A 文章編號： </p><p>　　社會經(jīng)濟和科技水平的發(fā)展促進了工程測繪的進步，激光雷達技術更是以其獨特的使用優(yōu)勢得到工程測繪的青睞。激光雷達技術可以準確快速地獲得空間的三維坐標，然后依據(jù)實時拍攝的數(shù)碼相片，利用計算機技術來構建大型的

3、空間實體，或者是對場景建立空間三維數(shù)據(jù)模型，以達到再現(xiàn)世界客觀事物真實形態(tài)的效果，這種技術還具有充分的時效性，是快速獲取空間信息的有效方式。 </p><p>　　一、影響激光雷達測繪技術的應用原理 </p><p>　　激光比普通光波具有更好的方向性，而且具備很強的單色性，相干性程度比較好，同時也不會受到外界環(huán)境的影響，另外太陽光線對其的作用也不大，這些特性使激光的應用范圍變得更加寬泛，

4、在測繪工程中使用激光測量，可以提高距離測量的準確性和科學性，所采集的數(shù)據(jù)結果的可信度比較高，還具有一定的抗干擾性能。利用激光雷達技術測量的過程是，先用激光器將激光射到物體的外表面，其中一部分的激光會反射回去，激光雷達中的接收器會將這一部分反射光全部接收，接收所用的時間長短也由精密儀器測出，進而可以算出激光器反射到物體之間的距離。 </p><p>　　機載激光雷達的測量是利用定位激光點來實現(xiàn)的。在工程測繪中使用激

5、光雷達測繪系統(tǒng)需要得到一定的激光器的位置坐標信息，可以利用GPS技術來獲得，進而可以計算出每一個激光點的大地坐標，眾多的激光點匯聚成激光點云，從而構成點云的圖像。通常情況下，激光束的發(fā)射頻率可大可小，依據(jù)實際情況，可以從每秒幾個脈沖到幾萬個，激光點的數(shù)量也隨之有所變化，例如每秒鐘一萬次的脈沖系統(tǒng)在一分鐘之內由接收器記錄到的點會達到六十萬個，數(shù)量還是非?？捎^的。 </p><p>　　還有一些激光雷達測繪系統(tǒng)可以記

6、錄同一脈沖的很多次反射，這些激光束先打在樹冠的最頂部，另外一部繼續(xù)向下打在更多的樹葉或枝干上，有些甚至打在地面上被返回，這樣就會產(chǎn)生一組多次返回的、并進行分層排列的坐標點，激光雷達測繪的這一特點被廣泛應用到工程測繪中來，例如可以對所獲得的信息進行分類處理和濾波處理，來獲取相應的地面高程，還能夠準確獲取樹木的高度和建筑物的高度等相關信息。 </p><p>　　二、工程測繪中激光雷達技術的實際應用 </p&g

7、t;<p>　?。ㄒ唬┯行Ы?shù)字化高程模型 </p><p>　　激光點云數(shù)據(jù)的密度比較高，精度也非常大，這些數(shù)據(jù)能夠直接體現(xiàn)激光點位的三維坐標特點，而激光點云數(shù)據(jù)本身也是激光雷達測繪技術的最重要的數(shù)據(jù)產(chǎn)品，在測繪中具有關鍵的作用。通過自動處理方式，或者人工交互處理的方式，可以將人投射到植物、房屋、建筑物等的非地形的目標上，形成點云之后再進行濾波處理。從而建構出具有不規(guī)則性質的二角網(wǎng)TIN，然后快

8、捷提取DEM。這些激光點的共同特征就是具有很大的密度，且數(shù)量也非常多，從而可以有效提高DEM的精確度和分辨率，實現(xiàn)數(shù)據(jù)的迅速采集和整理，可以滿足很多行業(yè)對測繪精度的要求。 </p><p>　?。ǘ┰诨A測繪工程中的應用 </p><p>　　激光雷達測繪技術在基礎測繪工程中的應用也十分廣泛，基礎的測繪工程包括三種，一是數(shù)字正射影像，簡稱DOM，二是數(shù)字線劃地圖，簡稱DLG，三是數(shù)字柵格

9、地圖，簡稱GRG。數(shù)字正射影像和數(shù)字線劃地圖的整個生產(chǎn)過程不能離開高精度三維信息作為支撐。 </p><p>　　數(shù)字正射影像的實現(xiàn)是通過將DEM所收集的準確地形信息進行數(shù)字微分糾正得到的，倘若DEM所提供的信息不夠精確，利用傳統(tǒng)的數(shù)字正射影像方式就要靠數(shù)字攝影測量來實現(xiàn)，此種方式的實施工序比較復雜，對設備的要求和技術路線的要求都非常高，生產(chǎn)人員需要具備很高的技能水平。但是利用機載激光雷達測繪技術可以有效迅速提取

10、地面狀況的三維坐標，最大限度地為實現(xiàn)高精度的影像微分糾正提供保障，這樣就為數(shù)字正射影像的生產(chǎn)過程提供了更多的便利條件，使其在普通的遙感圖像的處理中就可以實現(xiàn)規(guī)?；纳a(chǎn)，而不需要再使用數(shù)字攝影測量平臺，這樣還可以節(jié)省成本費用。 </p><p>　?。ㄈ┰诰芄こ虦y繪中高效運用 </p><p>　　現(xiàn)代化的精密工程測繪中，很多項目都要運用到激光雷達測繪技術，例如在電力的選線工程、礦山的

11、勘探和隧道的測繪中、水文的測繪中、沉降工程的測繪中、建筑的測繪中、考古現(xiàn)場和文物的鑒定測量中都需要大量采集測繪目標的三維坐標的具體信息，而且對精度的要求也非常高，有的時候還要建立三維模型，而傳統(tǒng)的測繪技術不能滿足更高的要求，機載激光雷達技術或者是地面激光雷達技術可以達到頗高的精度要求，在這一過程中，對實際景物的分析與模型的建構，以及實施某種規(guī)劃決策方面的渠道主要是，利用數(shù)碼相片獲取相應的紋理信息，從而科學準確地建構出三維模型。例如在對電

12、力線路進行設計的時候，利用地面激光雷達的測繪結果可以總宏觀上清晰掌握所要設計線路的地形和環(huán)境狀況，即便是處于樹木比較密集的地方，也可以準確計算出為了電力線路的鋪設所要砍伐的樹木的多少。又比如，當進行電力路線的搶修和養(yǎng)護工作的時候，可以依據(jù)電力線路中所設置的激光雷達測繪數(shù)據(jù)點，以及地面裸露點的總高程，準確計算出任何一處線路和地面之間的距離，為電力線路的搶修和養(yǎng)護工作提供了可靠的信息，這樣就可以最大限度地提高工作效率。 </p>

13、<p>　?。ㄋ模┛梢詭椭鷮崿F(xiàn)數(shù)字化城市的建設 </p><p>　　數(shù)字化城市的建設是以空間信息為根本基礎的，大量空間信息的采集與整理工作是實現(xiàn)數(shù)字化城市建設的支撐和重要課題。激光雷達測繪技術能夠獲取分辨率非常高、且精度也非常大的數(shù)字地面模型以及數(shù)字正射影像，是構建數(shù)字化城市最為關鍵的途徑和有效技術。數(shù)字化城市建構使用的傳統(tǒng)技術工作量比較的大，效率又不高，同時還不能保證質量，在很大程度上降低了數(shù)字

14、城市服務領域的縱深度。現(xiàn)階段，采用激光雷達測繪技術，可以對地面建筑物實施空中激光掃描，或者進行地面的多角度掃描，高效便捷地獲取測繪目標的三維點坐標，且具有很高的精度和密度，利用高科技軟件可以建構具體逼真的城市模型。 </p><p><b>　　總結： </b></p><p>　　綜上所述，在工程測繪中應用激光雷達測繪技術不僅可以提高測繪的效率和質量，還可以完成傳統(tǒng)

15、的測繪技術所無法做到的項目，為進一步推動工程測繪的發(fā)展做出了應有的貢獻，同時也為生活和生產(chǎn)的各個領域技術的突破與創(chuàng)新提供了必要的條件。 </p><p><b>　　參考文獻： </b></p><p>　　[1] 李冠成．激光雷達測繪技術在工程測繪中的應用[J]. 廣東科技，2009(16) </p><p>　　[2] 郭亞仁. 新時期礦山