机载激光雷达技术在电力工程测绘中的应用

王佩成 漆振华

摘 要：对机载激光雷达技术进行分析，认识到该种技术在电力工程测绘中运用的优势，并结合电力工程测绘项目的基本状况，进行机载激光雷达技术的分析，旨在通过技术的完善，提高电力工程测绘的价值性，为现代电力企业的运行及发展提供支持。

关键词：机载激光雷达；电力工程；测绘技术

中图分类号：TM726.3 文献标识码：A 文章编号：1671-2064（2018）20-0166-02

在社会经济运行及发展的过程中，电力企业的用电管理逐渐成为人们关注的焦点。通过研究可以发现，电力工程测绘作为整个项目中的基础，在电力工程设计中占据重要作用，但是，在现阶段电力企业运行的过程中，用电需求的增多为电网行业运行带来了一定的挑战。因此，电力工程测绘中，需要构建专业性的测绘方案，通过机载激光雷达技术的运用，保证电网的正常运行，实现电力的安全运输。对于机载激光雷达，其存在着数字化、高精度以及三维等特点，通过这些技术形式的运用，可以满足现代电力企业的发展需求，并为电网系统的运行提供数据支持，促进电力企业的稳定发展。

1 机载激光雷达的发展

1.1 机载激光雷达

机载激光雷达技术主要是通过激光回波的利用，进行定向以及测距，而且，整个过程中也会借助物体反射、径向速度以及位置等特点，对目标进行辨别，以便提高电力工程测绘的整体价值。在机载激光雷达技术运用的过程中，充分展现出计算机技术、高精密动态GPS技术以及高精度载体测量等技术的优势性。而且，机载激光雷达技术运用中，可以实现高精度、自动化、低成本以及穿透力强的电力工程测绘目标，因此，该技术可以充分满足现代电力产业的运行及发展需求[1]。

1.2 机载激光雷达系统的运行原理

在机载激光雷达系统分析中，主要是由光学机械扫描单元、激光测距单元、差分GPS以及惯性测量单元共同组成，激光发射器以及接收机共同组成激光测距单元。在现阶段电力工程测绘技术运用中，通过测距激光器的使用，可以达到高重复频率、短脉冲以及到大功率的使用特点，机载激光雷达可以实现对连续波的调控。激光器发生出的激光通过整形，当接触到目标物体之后会反射回来，然后将检测到的光学信号转变成电学信号，通过计算机的处理，可以进行数据储存，提高距离测量的有效性。

1.3 机载激光雷达的技术特点

通过对机载激光雷达研究分析可以发现，其技术特点体现在以下几个方面：第一，激光脉冲信号接触到地面时，反射信号会被设备接受，其中的部分激光信号可以透过植物获得与地面之间的数据信息。第二，机载激光雷达技术运用中，存在着大密度、高程点的数据采集状况，在高程数据采集中，可以在较短时间内获得大量的数据信息，以保证数据处理的及时性。第三，在太阳光的照射状况下，不会对信号构成造成影响。而且，高程的精度可以达到10cm的状态。第四，地面与地物坐标确定中，可以通过机载激光雷达技术进行数据的获取，在滤波处理结束之后，可以得到测量位置的数据。

2 机载激光雷达的应用

2.1 机载激光雷达技术

2.1.1 激光发射机技术

通过对机载激光雷达技术研究分析，在激光雷达发射机选择中，光源主要源自于砌体激光器以及半导体泵浦固体激光器等，半导体激光器作为一种小型的激光器组成形式，可以实现电力工程测绘的整体价值。在机载激光雷达技术中，波长的覆盖范围越长时，会逐渐提高性能参数以及输出功率的使用效率，并延长设备运行的稳定性、可靠性，满足工程项目设计的基本需求。现阶段气体激光器使用中，数据种类相对较多，而且范围相对广泛，而且，波长的涉及范围广，所发出的气体学会呈现出均匀性的发展状态，以便实现系统运行的安全性、稳定性[2]。

2.1.2 空间扫描技术

在电力测绘技术研究中，扫描方式主要可以分为扫描体制以及非扫描体制等，我国电力工程测绘中通常会采用扫描体制。在机械扫描中，扫描的频率相对较高，而且不同机械结构确定中所扫描的图样存在着一定的差异性。对于这种技术而言，在现阶段电力工程项目运用中技术运用不太成熟，扫描的角度相对较小，而且透过率也相对较低，所以，需要构建系统性的扫描技术，提高电力系统运行的稳定性。

2.1.3 终端信息处理技术

通过对电力测绘技术的分析，在机载激光雷达技术使用的过程中，系统不仅需要进行各个传动结构、扫描机以及激光器的协调控制，而且也需要进行接收机送出信息的确定，通过目标信息的数据获取，实现三维图像的生成。通过对现阶段终端信息处理技术的分析可以发现，在计算机以及大规模集成电路系统设计中，可以逐渐完成电力系统测绘工作。

2.1.4 高灵敏度接收机

通过对接收单位光电探测器、光学系统以及回波监测处理方案的分析，在设计基础中，需要保证以下标准：第一，高回波探测概率；第二，高接受灵敏度；第三，第虚警率。工程项目设计中，需要结合接收机的运用状态，进行高级光测距性能的确定，通过对探测器运用状况的分析，提高系统测绘的有效性[3]。

2.2 电力测绘中机载激光雷达技术的运用

2.2.1 电力优化选线方案

在电力优化选线方案确定的过程中，主要目的是通过路径合理、经济方案的调整，减少对线路周围环境的影响，以便降低使用成本。通常状况下，在电力优化选线的过程中，具体的运用程序包括以下内容：第一，线路及立杆点的设计。在激光点去除处理中，应该进行高密度的参数分析及处理，摄影测量中，需要对影像进行纠正，并逐渐提高数据的分辨率。在运用DSM以及DOM三维场景时，可以多视角的进行周围路线的确定，通过对交通运输、施工以及运行维护地质的分析，进行立杆点位、线路设计的经济性，将环境的影响降低到最低状态。第二，树木面积砍伐计算。在机载激光雷达技术运用的过程中，应该参考地面不同高度进行植被的分类处理，全范围确定中，需要结合植被区域分布特点，对植被分布进行合理判断，有效避免植物砍伐现象的出现，通过砍伐计算，可以减少对环境的破坏。第三，合理估算房屋拆迁数量及赔偿费勇。通过对房屋赔偿费用使用状况的分析，能够结合输电线路的基本状况进行三维真实景观图的设计，而且，在系统设计中，可以清楚的查明线路屋内状况，通过对房屋建筑结构、层数占地面积等数据的分析，进行拆迁房屋数量以及赔偿数据的估算，为电路工程测绘技术的优化提供参考。第四，树高以及房高测量方法。通过激光雷达技术的运用，可以结合点云数据特点，进行植被高度、房屋高度等数据参数的确定，有效避免测量误差问题的出现。第五，断面获取技术。通过对云数据的确定，可以结合断面数据整合方案，进行电力线以及周围地物空间关系的确定，而且，在数据分析中，同样可以根据电力工程测绘中的设计线路及設计状况，进行测绘工程方案的完善，提高电力系统运行的安全性。

2.2.2 精密工程的數据测量

在精密数据测量中，需要进行测量目标的采集分析。如，在水温测量、沉降测量以及文化考古过程中，都会进行三维坐标信息以及三维物体模型的建立，通过机载激光雷达技术的运用，可以达到这种设计标准。电力工程测绘系统运行中，通过数码相片的使用可以及时获得纹理信息，而并结合建筑物的模型特点，形成三维模型，实现对景观的合理划分。电力线路设计中，通过机载激光雷达技术的使用，可以引导测绘人员对电力线路进行系统性的分析，确定具体的计算方法，实现对位置线路以及位置距离的确定，为电力工程测绘技术的运用提供参考[4]。

2.2.3 电力巡回系统

在社会经济运行及发展的过程中，高压及长距离电力配送的输变电较多，一些输电线路在建好之后实现稳定运行，传统的带路工程测绘中，虽然投入了大量的人力资源、物力资源以及财力等，但是，电力工程测绘中会受到天气以及环境等多种因素的印象，工作效率并不明显。在机载激光雷达技术运用中，通过对电路寻仙系统的运用，可以充分反映出输电线路中的三维空间状况，而且人们可以更为直接的观测运输局，实现线路的安全运行。一般情况下，在电力测绘系统设计中，其判断指标分为以下几点：第一，导电电路以及地面物体需要保持最小距离；第二，导电线路、自然以及人为建筑应该保持最小距离；第三，导电线路在大风条件下，也应该保持最下距离；第四，导电线路的较差跨越应该保持最小距离。通过这些标准的确定，可以实现机载激光雷达的快速运行，及时查询出最准确的信息资源，为线路巡查技术的运用提供支持[5]。

2.2.4 数字电网建设运用

通过对数字电网建设状况的分析，在三维模型设计中，由于技术的重要性，通过机载激光雷达系统的构建，可以清楚的查询到输电线路的运输形式，而且可以建立良好的三维模型，人们在这种系统运行的背景下，可以通过机载激光雷达技术的运用，将地形进行处理，实现对电力工程测绘线路的技术确定，提高数据参数的使用价值，而且可以满足现代电力工程测绘的基本需求。

3 机载激光雷达技术的前景展望

通过对机载激光雷达测量技术的分析可以发现，其技术形式相对成熟，通过与复杂技术以及算法的结合，可以实现数据资源的合理测量。机载激光雷达数据成果相对显著，通过对数据资源的查询，可以满足电力工程测绘的基本需求。但是，在现阶段电力工程测绘工程项目设计中，缺少独立性的软件资源，导致系统处理中仍然面临一定问题。通过机载激光雷达技术的运用，可以充分挖掘数据资源在电力系统中的优势，结合电力线路设计特点，形成良好的测绘形式，促进现代电力工程项目的稳定发展[6]。

4 结语

总而言之，在现阶段电力工程测绘技术运用的过程中，通过机载激光雷达系统的构建，可以将电力测绘项目作为重点，结合测绘工作的基本内容，进行数据系统的建设，为电力工程项目设计的完善提供参考。通常状况下，在电力工程测绘中，应该通过电力优化选线方案的确定、精密测量、电力巡回系统以及数字电网建设方案的确定等，进行数据查询技术的构建，以便实现电力工程项目构建的有效性，为电力工程测绘工作的效率提升提供支持。

参考文献

[1]何川，崔云龙.浅谈机载激光雷达技术在数字城市建设中的应用[J].建筑工程技术与设计，2015，（12）：2278.

[2]申勇智，刘伟.机载激光雷达测量技术在城市测绘中的应用研究[J].中国科技博览，2012，（30）：300.

[3]苏宗峰，陈根，陆大治.测绘新技术在电力线路设计中的应用分析[J].低碳世界，2017，（29）：62-62.

[4]梁兴，李虹，窦延娟.小型机载激光雷达技术在植被覆盖区域输电线路工程中的应用[J].中国新技术新产品，2017，（3）：12-14.

[5]张荣华，林昀.基于机载激光雷达的滩涂测绘关键技术研究[J].测绘工程，2015，（1）：33-35.

[6]刘会武，孙黎明.基于机载激光雷达系统的风电场地形测绘应用研究[J].工程技术：全文版，2016，（9）：267.