激光雷达测绘在工程测绘中的应用

张广振

摘要：工程测绘工作对于工程质量的保证及其顺利完成具有重要作用。为保证工程测绘的质量，将相应的技术应用其中十分必要，激光雷达测绘能够为工程测绘工作的完成提供保证，目前，将其应用在具体工作中已经成为了工程领域发展的一个主要趋势。文章主要论述的便是关于激光雷达测绘在工程测绘中的应用的有关问题，希望通过文章的论述，能够为工程测绘领域提供具有参考价值的意见。

关键词：工程测绘；激光雷达测绘；应用

引言

在过去，我国工程测绘工作所应用的均为传统测绘技术，传统技术对于测绘工程可以提供一定程度的帮助，但效果并不是十分明显，同时，在长期的应用过程中，传统测绘技术的劣势也开始逐渐显现，因此，将新的技术应用到工程测绘中开始变得迫不及待。激光雷达测绘在工程测绘中的应用具有很大优势，大量实践证明，这一测绘技术的应用对于测绘效率的提高以及测绘结果的准确性都十分重要。

一、 激光雷达测绘原理及分类

对激光雷达测绘技术的了解是保证其应用过程能够顺利实现的主要手段，同时也是工作人员必须具备的一项基本素质。总的来说，在对激光雷达进行分类时，可以根据激光器以及探测技术两个角度入手，同时也可以按照其功能对其进行分类，无论哪种分类方式都是工作人员必须要了解的。随着科学技术的不断发展，我国在激光器的研究方面已经取得了很大程度的进展，同时，国内激光器的类型也得到了拓展与增加，这能够为工程测绘领域提供重要的支持。在探测技术方面，激光雷达可以分为直接探测与想干探测两种类型，上述两种类型在功能以及应用手段方面均存在差距，在具体应用过程中，工作人员一定要认识到两者之间的不同。

二、 激光雷达测绘关键技术

对激光雷达测绘关键技术的了解能够为工作人员对其应用过程提供参考。总的来说，激光雷达测绘关键技术主要包括发射机技术、空间扫描技术、终端处理技术以及高灵敏度接收机技术几种，主要体现在以下方面：

（1） 对发射机技术的分析。发射机技术在激光雷达测绘技术中属于一项关键技术，就目前的情况看，激光雷达发射机选择的光源主要是气体激光器和半导体泵浦固体激光器等。其中半导体激光器所包含的工作物质很多，且体积较小，激励方式有电泵式、电注入式和高能电子束。

（2）对空间扫描技术的分析。扫描方式分为扫描体制和非扫描体制，目前国内多采用扫描体制。应用最多的是机械扫描方式，扫描频率很高，能用不同机械结构得到不同扫描图样。二元光学式新兴重要分支，但目前工程应用还不成熟，扫描角度小，透过率也较低。

（3）对终端信息处理技术的分析。该处理系统不仅要同步协调控制各个传动结构、扫描机、激光器和各个信号处理电路，还要处理从接收机送出信息，目标距离信息要努力获取，同时还要完成录取、产生及处理重构系统的三维图像数据。目前设计该系统主要采用计算机和大规模集成电路完成，用FPGA技术实现测距单元，同时还要采用精密测时的技术等。

（4）对高灵敏度接收机设计技术的分析。接收单位由光电探测器、光学系统和回波检测处理电路等等组成，设计基本要求是：高回波探测概率、高接受灵敏度以及低的虚警率。工程应用中，要合理提高接收机的灵敏度来提高激光测距机性能。激光接收机核心部件是探测器，一定要合理选择使用探测器。由于雪崩光电二极管有可靠性好、体积小、内增益高等优点，首选用在工程中。

三、激光雷达测绘技术在工程测绘中应用策略

将激光雷达测绘技术应用在具体工程测绘领域，对于测绘结果准确性的保证以及测绘效率的提高具有十分重要的作用，想要保證其应用效果，就必须要从其应用策略出发。具体而言，激光雷达测绘技术在工程测绘中的应用策略主要体现在以下方面：

（一）基础测绘工作中对激光雷达测绘技术的应用

所谓的基础测绘主要指的是对工程项目施工场地进行的测绘工作，其工作目的在于实现工程项目的基本要求和主要施工目的，通常来说工程测绘是一种对有关测量物体的基本信息进行搜集和整理的，因此在这一工作阶段应当是以数字影像为主要技术要求进行的。

（二）精密工程的测量中对激光雷达测绘技术的应用

测量都是一个复杂、系统的工作模式，它设计到多方面的内容加测量目标、三维立体坐标、三维物体模型等，因此整个测量工作的开展也是极为复杂和繁琐的包含了多种不同的工作流程加水文地质测量、沉降观测、电力选线、变形控制等地面激光雷达和机载激光雷达就是解决这类问题的有效方法。

（三）数字城市建设中对激光雷达测绘技术的应用。

在工程实践中，人们发现运用激光雷达技术可以在空中或地面通过激光多角度扫描地面的建筑物，从而能够快速、准确获知所测量目标的三维点（高密度且高精度）的空间坐标，然后再借助计算机软件，可以较好地对点云数据实施模型建构与纹理的映射，甚至可以全方位地构建出面积比较大的数字城市的三维模型。

（四）数字矿山的构建中对激光雷达测绘技术的应用

数字矿山的建立既满足环境友好型、经济节约型社会需要也对促进矿山可持续发展具有重要作用近年来胧国矿业及矿业城市遇到了生存与发展的困境而矿山生态环境、资源枯竭等问题严重矿山系统内的功能受到局限矿山的人力、物力、财力都有所影响若想解决这些问题必须加强对数字矿山的重视。

结语

通过上述文章不难看出，工程测绘工作对于我国工程领域的发展十分重要，想要使这一工作能够被很好的完成，就一定要将相应技术应用到具体测绘工作中，激光雷达测绘技术的应用对于工程测绘工作的顺利完成具有重要作用，因此，领域内的工作人员必须要在了解其原理以及分类的基础上，通过对相应策略的应用促使其应用效果的提高，这无论对于工程测绘领域来讲还是对整个社会来讲都具有重要的价值，因此必须被重视。

参考文献：

[1]郑永超，赵铭军，张文平，赵春生，沈严.激光雷达技术及其发展动向[J].红外与激光工程.2013（S3）

[2]李磊，郑永超，彭凤超，邓全.地形测绘激光成像雷达技术研究[J].红外与激光工程.2012（S3）

[3]屈增风，靳辰飞，赵远，孙秀冬.新型光纤激光雷达的结构理论分析与作用距离计算[J].红外与激光工程.2014（02）