分析在工程測繪中激光雷達(dá)測繪技術(shù)的運用

1、<p>　　分析在工程測繪中激光雷達(dá)測繪技術(shù)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(shù)水平也得到了進(jìn)一步的提高和改善，先進(jìn)的科學(xué)技術(shù)也普遍應(yīng)用到了工程測繪中來，其中就包括激光雷達(dá)測繪技術(shù)，它具有非常高的應(yīng)用效能，利用計算機(jī)信息技術(shù)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(dá)技術(shù)的應(yīng)用原理和途徑，以期能夠為相關(guān)的實踐提供些許理論依據(jù)。 <

2、/p><p>　　關(guān)鍵詞： 工程測繪 激光雷達(dá)技術(shù) 測繪原理 有效應(yīng)用 </p><p>　　中圖分類號：K826.16 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號： </p><p>　　社會經(jīng)濟(jì)和科技水平的發(fā)展促進(jìn)了工程測繪的進(jìn)步，激光雷達(dá)技術(shù)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(dá)技術(shù)可以準(zhǔn)確快速地獲得空間的三維坐標(biāo)，然后依據(jù)實時拍攝的數(shù)碼相片，利用計算機(jī)技術(shù)來構(gòu)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(dá)到再現(xiàn)世界客觀事物真實形態(tài)的效果，這種技術(shù)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(dá)測繪技術(shù)的應(yīng)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(qiáng)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(yīng)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(zhǔn)確性和科學(xué)性，所采集的數(shù)據(jù)結(jié)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(dá)技術(shù)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(dá)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(jìn)而可以算出激光器反射到物體之間的距離。 </p><p>　　機(jī)載激光雷達(dá)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(dá)測繪系統(tǒng)需要得到一定的激光器的位置坐標(biāo)信息，可以利用GPS技術(shù)來獲得，進(jìn)而可以計算出每一個激光點的大地坐標(biāo)，眾多的激光點匯聚成激光點云，從而構(gòu)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(nèi)由接收器記錄到的點會達(dá)到六十萬個，數(shù)量還是非常可觀的。 </p><p>　　還有一些激光雷達(dá)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(jìn)行分層排列的坐標(biāo)點，激光雷達(dá)測繪的這一特點被廣泛應(yīng)用到工程測繪中來，例如可以對所獲得的信息進(jìn)行分類處理和濾波處理，來獲取相應(yīng)的地面高程，還能夠準(zhǔn)確獲取樹木的高度和建筑物的高度等相關(guān)信息。 </p><p>　　二、工程測繪中激光雷達(dá)技術(shù)的實際應(yīng)用 </p&g

7、t;<p>　　（一）有效建立數(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(biāo)特點，而激光點云數(shù)據(jù)本身也是激光雷達(dá)測繪技術(shù)的最重要的數(shù)據(jù)產(chǎn)品，在測繪中具有關(guān)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(biāo)上，形成點云之后再進(jìn)行濾波處理。從而建構(gòu)出具有不規(guī)則性質(zhì)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(chǔ)測繪工程中的應(yīng)用 </p><p>　　激光雷達(dá)測繪技術(shù)在基礎(chǔ)測繪工程中的應(yīng)用也十分廣泛，基礎(chǔ)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(zhǔn)確地形信息進(jìn)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?jǐn)z影測量來實現(xiàn)，此種方式的實施工序比較復(fù)雜，對設(shè)備的要求和技術(shù)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(jī)載激光雷達(dá)測繪技術(shù)可以有效迅速提取

10、地面狀況的三維坐標(biāo)，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?jǐn)z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(dá)測繪技術(shù)，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(biāo)的三維坐標(biāo)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(shù)不能滿足更高的要求，機(jī)載激光雷達(dá)技術(shù)或者是地面激光雷達(dá)技術(shù)可以達(dá)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(gòu)，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(yīng)的紋理信息，從而科學(xué)準(zhǔn)確地建構(gòu)出三維模型。例如在對電

12、力線路進(jìn)行設(shè)計的時候，利用地面激光雷達(dá)的測繪結(jié)果可以總宏觀上清晰掌握所要設(shè)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(zhǔn)確計算出為了電力線路的鋪設(shè)所要砍伐的樹木的多少。又比如，當(dāng)進(jìn)行電力路線的搶修和養(yǎng)護(hù)工作的時候，可以依據(jù)電力線路中所設(shè)置的激光雷達(dá)測繪數(shù)據(jù)點，以及地面裸露點的總高程，準(zhǔn)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(hù)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>　　（四）可以幫助實現(xiàn)數(shù)字化城市的建設(shè) </p><p>　　數(shù)字化城市的建設(shè)是以空間信息為根本基礎(chǔ)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(shè)的支撐和重要課題。激光雷達(dá)測繪技術(shù)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(gòu)建數(shù)字化城市最為關(guān)鍵的途徑和有效技術(shù)。數(shù)字化城市建構(gòu)使用的傳統(tǒng)技術(shù)工作量比較的大，效率又不高，同時還不能保證質(zhì)量，在很大程度上降低了數(shù)字

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

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