工程测绘中激光雷达测绘的应用分析

刁宇

摘要：因测绘技术的发展，社会对测绘成果的要求越来越高，传统的测绘技术难以达到人们的预期要求，随着我国科学技术的不断发展，激光雷达测绘技术在这一时期开始盛行，并不断发展、完善，现已成为工程建设中重要的测绘技术之一。激光雷达测绘技术的应用，提高了测量的数据精准度，自动化数据采集缩短了测量时间，大大减轻了劳动强度，提升了工作的效率。

关键词：工程测绘；激光雷达测绘；应用

中图分类号：TB22； TN958.98 文献标识码：A 文章编号：1672-9129（2018）07-0122-02

Abstract： because of the development of surveying and mapping technology， the society demands more and more surveying and mapping achievements， and the traditional surveying and mapping technology is difficult to meet the expectations of people. With the development of science and technology in our country， In this period， lidar surveying and mapping technology has become one of the most important surveying and mapping technologies in engineering construction. The application of lidar surveying and mapping technology has improved the accuracy of measurement data. Automatic data acquisition shortens the measuring time， greatly reduces the labor intensity and improves the working efficiency.

Key words： engineering mapping； lidar mapping； application

1 导言

21世纪是信息化时代，激光雷达测绘技术得到新的发展与突破。随着科学技术的不断发展，社会体制的不断改革，激光雷达技术逐步深入到工程建设的各个发展环节，实现社会发展的现代化、信息化与智能化。为此，分析激光雷达测绘技术在工程测绘中的应用与实践，为我国工程建设领域的发展提供可靠的参考意见。

2 激光雷达技术的原理

Lidar属于集激光，是由全球定位系统（GPS）和惯性导航系统（INS）为一体的系统，主要用来获取数据来源，并实现清晰的DEM。彼此的密切配合，能够很清楚的指定激光速在物体上留下的击打痕迹。还可以分为能够获取地面数字高程模型（DEM）的地形LIDAR系统和已经成熟应用的用于获得水下DEM的水文LIDAR系统，以上系统均是依靠激光展开探测和测量。激光自身就具有高精度的测量功能，测距精确度可以实现不足4 cm的效果。但是Lidar系统的精确水平不仅仅由于单纯激光作用，还需惯性测量单元（IMU）三者共同发挥作用。Lidar系统含有单束窄带激光器和接收系统。激光器实现光脉冲的产生并发射，迅速击打物体表面后，发射到原处，最后将由接收器处理。光脉冲发射出之后直到发射原地时所用时间均有接收器进行精确的測量和统计。由于光脉冲凭借光速传播，因此，下一个光脉冲发射之前的上一次光脉冲所用时间已经被接听器所测量记录下来了。鉴于光速是已知的，传播时间即可被转换为对距离的测量。

3 激光雷达测绘技术的分类

激光雷达测绘技术具体可以分为地面三维激光扫描技术与机载激光雷达扫描技术两种。

首先，地面三维激光扫描技术结合扫描仪器、数码照相机以及定位系统，从地面对被测物体进行拍摄扫描，运用三维数字系统对获取到的影像以及传回的数据进行精确加工，完成三维空间数据的采集工作。

其次，机载激光雷达扫描技术依托高精度的激光仪器、定位设备以及数码相机，能够对被测目标进行同步的测量，高效快速实现远距离测量。测量完成之后，软件系统对数据进行处理以及计算，得到高准确度的三维空间测量数据。

4 工程测绘中具体运用激光雷达测绘技术

4.1基础测绘

在实际使用之中，激光雷达测绘技术因为利用了GPS技术，所以有着较为全面的三维立体技术，而在基础测绘之中，很多测绘工作需要三维信息的支撑。例如在基础测绘之中，数字正射影像可以进行地形面貌的微分纠正，当然这需要精确地形信息的基础，落实到实际工作之中，这种工作模式无论是对于设备还是人员的需求都较高。但是如果使用激光雷达测绘技术，可以有效的为其提供相应的三维坐标，这就极大的便利了数字正射影像的正常工作，减少了工作成本，同时对于工作准确性进行了保证。而且激光点附近的云数据自身精度较高，可以有效的反应环境信息，进而在测绘工作之中，可以依靠这些数据将测量的准确性进行稳步提升。

4.2精密工程

在一些精密工程的开展过程之中，同样需要工程测绘技术的辅助。其主要测量内容也就是采集测量目标，针对于目标的各种地貌信息都应该进行描述，然后通过这些描述，来进行相关的精密工作。在实际的工作之中，精密工程包含了较多种类的相关工作，例如考古作业、沉降测量等方面的工作。在这些工作作业过程之中，可以使用地面激光雷达，然后获取相关地形的具体地貌特征，进而可以建造相关的建筑物模型，为后期作为进行更为良好的前期规划。精密工程涉及到了生活的诸多方面，所以说在工程测绘之中应用激光雷达测绘技术，对于精密工程的提升也是显而易见的。

4.3数字矿山

数字矿山是现代逐渐演化的概念，通过对于矿山进行精密管理，一方面保证环境，另外一方面也进行可持续发展的主要思想。伴随着经济条件的进步，人们对于自然资源的开采挖往往存在过度的情况，我国的基本情况同样如此，很多时候矿物资源已经形成枯竭的情况，所以在现代的发展历程之中，需要对于矿山采取更为良好的管理模式，也就是数字矿山的构建。在现代之中想要达成数字矿山的构建，便离不开激光雷达测绘技术的应用，通过该项技术对于矿山的基本情况进行掌握，进而构造矿山相应的三维模型，进而可以对于整个矿山区域进行合理规划。而且根据三维模型可以对于一些意外情况进行良好控制，对于一些发生了崩塌的地区进行治理，保证城市建立不会因为这些崩塌进行造成自身的损害。

激光雷达类型的测绘技术不仅在当前的工程测绘阶段能有良好的效果，同时这项技术已经成为了测绘工作未来的发展趋势。而在运用这项探测技术的时候，为了能强化激光雷达测绘技术某几方面的性能，还可以和其他设备联合使用，促进激光雷达技术取得进一步的发展。

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.2014（1）.