激光雷達測繪在工程測繪中的應用

張廣振

摘要：工程測繪工作對于工程質量的保證及其順利完成具有重要作用。為保證工程測繪的質量，將相應的技術應用其中十分必要，激光雷達測繪能夠為工程測繪工作的完成提供保證，目前，將其應用在具體工作中已經成為了工程領域發展的一個主要趨勢。文章主要論述的便是關于激光雷達測繪在工程測繪中的應用的有關問題，希望通過文章的論述，能夠為工程測繪領域提供具有參考價值的意見。

關鍵詞：工程測繪；激光雷達測繪；應用

引言

在過去，我國工程測繪工作所應用的均為傳統測繪技術，傳統技術對于測繪工程可以提供一定程度的幫助，但效果并不是十分明顯，同時，在長期的應用過程中，傳統測繪技術的劣勢也開始逐漸顯現，因此，將新的技術應用到工程測繪中開始變得迫不及待。激光雷達測繪在工程測繪中的應用具有很大優勢，大量實踐證明，這一測繪技術的應用對于測繪效率的提高以及測繪結果的準確性都十分重要。

一、 激光雷達測繪原理及分類

對激光雷達測繪技術的了解是保證其應用過程能夠順利實現的主要手段，同時也是工作人員必須具備的一項基本素質?？偟膩碚f，在對激光雷達進行分類時，可以根據激光器以及探測技術兩個角度入手，同時也可以按照其功能對其進行分類，無論哪種分類方式都是工作人員必須要了解的。隨著科學技術的不斷發展，我國在激光器的研究方面已經取得了很大程度的進展，同時，國內激光器的類型也得到了拓展與增加，這能夠為工程測繪領域提供重要的支持。在探測技術方面，激光雷達可以分為直接探測與想干探測兩種類型，上述兩種類型在功能以及應用手段方面均存在差距，在具體應用過程中，工作人員一定要認識到兩者之間的不同。

二、 激光雷達測繪關鍵技術

對激光雷達測繪關鍵技術的了解能夠為工作人員對其應用過程提供參考。總的來說，激光雷達測繪關鍵技術主要包括發射機技術、空間掃描技術、終端處理技術以及高靈敏度接收機技術幾種，主要體現在以下方面：

（1） 對發射機技術的分析。發射機技術在激光雷達測繪技術中屬于一項關鍵技術，就目前的情況看，激光雷達發射機選擇的光源主要是氣體激光器和半導體泵浦固體激光器等。其中半導體激光器所包含的工作物質很多，且體積較小，激勵方式有電泵式、電注入式和高能電子束。

（2）對空間掃描技術的分析。掃描方式分為掃描體制和非掃描體制，目前國內多采用掃描體制。應用最多的是機械掃描方式，掃描頻率很高，能用不同機械結構得到不同掃描圖樣。二元光學式新興重要分支，但目前工程應用還不成熟，掃描角度小，透過率也較低。

（3）對終端信息處理技術的分析。該處理系統不僅要同步協調控制各個傳動結構、掃描機、激光器和各個信號處理電路，還要處理從接收機送出信息，目標距離信息要努力獲取，同時還要完成錄取、產生及處理重構系統的三維圖像數據。目前設計該系統主要采用計算機和大規模集成電路完成，用FPGA技術實現測距單元，同時還要采用精密測時的技術等。

（4）對高靈敏度接收機設計技術的分析。接收單位由光電探測器、光學系統和回波檢測處理電路等等組成，設計基本要求是：高回波探測概率、高接受靈敏度以及低的虛警率。工程應用中，要合理提高接收機的靈敏度來提高激光測距機性能。激光接收機核心部件是探測器，一定要合理選擇使用探測器。由于雪崩光電二極管有可靠性好、體積小、內增益高等優點，首選用在工程中。

三、激光雷達測繪技術在工程測繪中應用策略

將激光雷達測繪技術應用在具體工程測繪領域，對于測繪結果準確性的保證以及測繪效率的提高具有十分重要的作用，想要保證其應用效果，就必須要從其應用策略出發。具體而言，激光雷達測繪技術在工程測繪中的應用策略主要體現在以下方面：

（一）基礎測繪工作中對激光雷達測繪技術的應用

所謂的基礎測繪主要指的是對工程項目施工場地進行的測繪工作，其工作目的在于實現工程項目的基本要求和主要施工目的，通常來說工程測繪是一種對有關測量物體的基本信息進行搜集和整理的，因此在這一工作階段應當是以數字影像為主要技術要求進行的。

（二）精密工程的測量中對激光雷達測繪技術的應用

測量都是一個復雜、系統的工作模式，它設計到多方面的內容加測量目標、三維立體坐標、三維物體模型等，因此整個測量工作的開展也是極為復雜和繁瑣的包含了多種不同的工作流程加水文地質測量、沉降觀測、電力選線、變形控制等地面激光雷達和機載激光雷達就是解決這類問題的有效方法。

（三）數字城市建設中對激光雷達測繪技術的應用。

在工程實踐中，人們發現運用激光雷達技術可以在空中或地面通過激光多角度掃描地面的建筑物，從而能夠快速、準確獲知所測量目標的三維點（高密度且高精度）的空間坐標，然后再借助計算機軟件，可以較好地對點云數據實施模型建構與紋理的映射，甚至可以全方位地構建出面積比較大的數字城市的三維模型。

（四）數字礦山的構建中對激光雷達測繪技術的應用

數字礦山的建立既滿足環境友好型、經濟節約型社會需要也對促進礦山可持續發展具有重要作用近年來朧國礦業及礦業城市遇到了生存與發展的困境而礦山生態環境、資源枯竭等問題嚴重礦山系統內的功能受到局限礦山的人力、物力、財力都有所影響若想解決這些問題必須加強對數字礦山的重視。

結語

通過上述文章不難看出，工程測繪工作對于我國工程領域的發展十分重要，想要使這一工作能夠被很好的完成，就一定要將相應技術應用到具體測繪工作中，激光雷達測繪技術的應用對于工程測繪工作的順利完成具有重要作用，因此，領域內的工作人員必須要在了解其原理以及分類的基礎上，通過對相應策略的應用促使其應用效果的提高，這無論對于工程測繪領域來講還是對整個社會來講都具有重要的價值，因此必須被重視。

參考文獻：

[1]鄭永超，趙銘軍，張文平，趙春生，沈嚴.激光雷達技術及其發展動向[J].紅外與激光工程.2013（S3）

[2]李磊，鄭永超，彭鳳超，鄧全.地形測繪激光成像雷達技術研究[J].紅外與激光工程.2012（S3）

[3]屈增風，靳辰飛，趙遠，孫秀冬.新型光纖激光雷達的結構理論分析與作用距離計算[J].紅外與激光工程.2014（02）