工程测绘中激光雷达测绘技术的应用分析

郑建军

摘要：近年来，城镇化进程的加快，我国的各类工程建设数量也在不断增加。近年来，在进行工程测量时，测量准确度明显提升，运用范围不断扩大，因此可以及时、快捷地找到空间位置。特别是激光雷达技术的出现，通过运用GPS定位系统找到准确的空间位置，且不容易被外部因素影响。与传统的测量方式相比，例如摄影测量和工程测量，它的优点更突出，它的运用对我国工程测量行业有着重要意义，能进一步促进此行业的快速发展。本文就工程测绘中激光雷达测绘技术的应用展开探讨。

关键词：激光雷达;测绘技术;工程测绘

引言

由于激光雷达通过发射和反馈回的激光信号，可以很好地运用到工程测绘中来，同时这种测绘方式测量更准确、高效，可以满足日益提高的工程测绘要求，因此激光雷达测绘技术得到了行业内的关注和认可，所以相关从业人员要深入了解激光雷达测绘技术本质，并熟悉其在工程测绘方面的应用，这样才能不断优化这种测绘技术在实际中的应用，使得激光雷达测绘技术更好地应用到工程测绘中。

1激光雷达测绘技术的工作原理

我国目前的激光雷达测绘技术主要分为地面激光测绘和机载激光测绘，对于机载激光测绘来说，主要是将测绘设备安装在工作飞机上，能够有效地测绘出地面物体的准确位置，建立精准的三维空间，提高测绘工作效率。其原理主要是通过传感器设备发送激光束，激光束从空中直射到物体上并反射回来，被光束接收器收回，并将收回的激光束转化为电信号，根据激光束发出与收回的两次时间，计算出它们之间的距离。同时激光雷达测绘设备中还具有定位功能，能够对所测量的地面物体进行坐标定位，也能够准确地测量出地面移动物体的移动速度。

2激光雷达测绘技术的优势

（1）激光雷达测绘具有较高的精准度。在我国目前的众多测绘技术来说，激光雷达测绘技术是当前较为先进的技术，具有较强的精准度优势，与其他测绘技术对比，激光雷达测绘技术所测量出来的结果误差最小，同时，激光雷达测绘技术还具有测绘范围大的特点，对工程测绘工作的提升有着重要的作用。（2）激光雷达测绘技术的时效性。由于在建筑工程的施工阶段，外界环境因素的影响经常会导致测绘目标发生变化，导致对测绘的结果把握不准确，从而影响工程的有效进行，采用激光雷达测绘技术，能够有效避免这一问题的出现，它具有较高的时效性，能够准确地把控测量结果，确保建筑工程的顺利进行。（3）激光雷达测绘技术具有更多的测量功能。在工程测绘中，激光雷达测绘是利用电磁波完成测绘工作的，与以往的测绘技术相比，具有更全面的测量功能，由于电磁波具有穿透的能力，对一些空间的测量或者物体体积较大的目标进行测量时，能够获取更多更准确地测量信息，为建筑工程获取更多的参考信息。

3工程测绘中对激光雷达测绘技术的应用策略

3.1基础测绘

在基础测绘过程中，首先需要将被测对象的数字信息切割和反映出来，以此为前提形成最初的测绘图纸。在该过程中最关键的工作是数字测量和数字摄影，并且这些工作具有复杂性和系统性。为了确保测绘数据的精准度，需要结合实际情况对测绘线路进行合理的设计，激光雷达测绘技术能够提高地面三维坐标的准确性，可以满足高精准度影像微分改正要求，无需数字摄影测量就能够获取数字正射影像，不仅使复杂的测绘环境变得简单化，而且能够使工作成本降低。除此之外，激光雷达测绘技术使用高精准度的激光点云数据，能够将线塔、房屋道路、水箱等物體的所有三维信息都直接反映出来，而这些信息都是基础测绘所需要的。

3.2精密工程测绘

在水文测量、沉降测量、文物考古对精密度要求较高的工程测绘中，都会涉及测绘目标数据的采集，并且需要确定三维坐标或是建立三维模型。激光雷达技术的使用，能够有效解决这一系列问题。激光雷达技术能够运用数码照相技术获取纹理数据，通过与建筑模型的叠加，创建三维模型，实现对目标实体的规划分析和决策、以及变形测量等动作。比如，在铁路设计工程中，通过激光雷达技术实现对地面状况的分析和模拟，为铁路线路的设计和实际施工提供了依据。另外，在电力工程线路设计中，亦可使用激光雷达技术对了解整体线路状况。激光雷达测绘技术还可以在精密工程中得到应用，其中比较常见的就是对测量目标进行采集，实现三维坐标和模型。另外，在精密工程的测量工程中应用激光雷达技术还可以对实际的景观建筑进行规划，不断完善物体的保护以及规划决策工作。

3.3矿山测绘

城市的可持续发展会受到矿产资源及产业的管理影响，但是矿山环境不断恶化，对矿山建设造成了极大的阻碍。因此，矿山数字建设工作显得尤为重要。应用激光雷达测绘技术，能对矿山内部的所有数据进行采集，在BentleyPointools的应用下，构建三维数字模型，明确矿山的实际现状，对地面与矿山的模型进行提取。应用GIS技术对矿山区域的破坏程度进行分析，在重点区域进行布点，对灾害进行预警。

3.4进行数字高程建模

这些年，建筑工程中比较常用的建模方法是数字高程建模，它能够科学、合理地进行建筑工程的具体操作。施工单位可以利用数字高程建模对整个建筑工程的实际施工进行监管，全面把握施工过程中的土方量和地形通视状况等各种因素，然后研究这些因素。在建筑工程测绘工作过程中，可以运用激光雷达测绘方法，利用激光点快速得到此区域的数据，同时构建三维坐标。经过研究得到的数据，能够建立满足实际施工条件的数字高程模型，因此它让高程建模的效率有了提升，而且提高了数字高程建模的精准度。

3.5电力输送与管道线路的测绘

由于地理因素的复杂性，许多电力传输和线路的分布具有一定的复杂性，通过测绘工作的有效进行，采用激光雷达测绘技术，对地理环境的有效测量，实现电力输送和管道线路区域的准确测量。采用空中雷达策略系统，利用直升机策略能够降低成本，并且也能够提高测绘数据的可靠性。同时还可以利用定位系统和传感器，对电力管道线路的检查，能够实现高效的电力传输系统维护工作，提升了电力测绘的工作效率。

3.6激光雷达测绘技术应用于数字城市建设

随着科学技术的进步和发展，如今城市化建设的重点已经转向数字城市，故在实际操作时，得到准确的空间信息十分重要。这是因为数字城市平台和框架的构建不能没有它的数据支持，然而从前的测绘技术得到的信息已经不能达到数字城市构建的高标准和严要求。在这样的背景下，为了确定数字城市建立不能缺少的空间信息，还有保证数字正射影像的分辨率提升和准确率不出现问题，可以运用激光雷达中的垂技术。在建立数字城市时，建立的虚拟化管理系统平台一定要包含整个城市，且城市三维模型是前提条件，只有此模型的数据真实可靠、能够进行测量工作，才能真正地再现城市。但是从前的测绘方法无法避免外界环境的影响，从而无法准确地掌握空间信息。激光雷达测绘方法可以利用激光整体地把握整个建筑物，这样做的优点是工作效率有保证、准确度能够提高。为了完成建立城市三维模型的目标，可以把激光雷达测绘方法和其他的一些软件结合使用，使相关的云数据形成模型的映射。

结语

与传统的测量技术相比，激光雷达具有特殊性，能够更加迅速的获取高精度、全要素、高密度的空间信息，所以在应用上具有较强的先进性。随着工程技术的进步和基础数据要求的提高，激光雷达测绘技术势必可以成为获取三维空间信息的主要方法。随着激光雷达测绘技术的不断进步与发展，地面激光雷达、机载激光雷达等的应用会更加普及和广泛，成本会逐渐降低，操作会更简便，能够在一定程度上推动工程测绘行业的技术发展。

参考文献

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