工程測繪中激光雷達測繪技術的應用探析

王澤運

（黑龍江鶴崗市礦井建設安裝工程處）

摘 要：隨著我國經濟水平的飛速發展下，科學技術也在日益進步，當前相關單位已經將激光雷達測繪手段使用到工程測繪領域中，通過相應的實踐結果得知，該技術手段的精確度得到了大幅度的提高，并且得到了有關領域的普遍認可，人們對測繪的需要也得到了相應的滿足。對此，本文主要在工程測繪中使用激光雷達測繪手段進行了分析，提出相關見解，提供給相關人士。

關鍵詞：工程測繪；激光雷達；測繪技術

隨著我國社會經濟的不斷繁榮，從目前的發展形勢上看，對工程測繪的整體水平提出了更高的要求，以往的測繪手段已經不能滿足當前社會的發展腳步，因此測繪技術得到了社會各界的普遍關注。相關單位使用新型的激光雷達測繪手段，能夠從整體上提高測繪水平，促進測繪行業的不斷發展。本文主要從工程測繪的角度出發，對雷達測繪手段的具體使用情況進行了分析，提出合理化建議，供以借鑒。

1 激光雷達測試技術概述

激光雷達測繪手段包含很多技術，具體體現在以下幾方面：第一，激光發射技術。隨著我國經濟水平的飛速發展，氣體激光器以及相關激光器都是激光雷達發射所選擇的主要光源。其中，半導體激光器包含很多的工作性質，電注入激勵在當前社會的相關領域得到了普遍的認可，并且發展的迅速，它具有很大的波長范圍，將性能參數以及相應的輸出功率加以提升。由于半導體浦固體激光器有著諸多的優勢，如質量輕、量子效率高等，而且體積小，因此在相關領域得到了廣泛的使用。

第一，激光發射機技術。如今，氣體激光器和半導體泵浦固體激光器是激光雷達發射機選擇的光源。半導體激光器包括諸多工作物質和激勵方式，電注入激勵如今應用得比較廣泛，并且獲得了較快的發展，它有著更大的波長覆蓋范圍，提升了各項性能參數和輸出功率。半導體泵浦固體激光器具有較高的量子效率和較輕的質量，并且體積不是很大，有著較好的光束質量和較長的工作壽命，因此得到了廣泛應用。

第二，空間掃描技術。一般情況下，掃描形式可以分成以下兩種：一宗是掃描體制技術；另一種是非掃描體制技術。掃描體制技術得到了相關領域的普遍認可，使用機械掃描的最多，掃描頻率較高，由于使用的機械結構就存在較大的差別，因此所獲得的圖樣也是不一致的。

第三，終端信心的處理技術。該處理體系簡單的說是對不同傳動結構、掃描機等采取的協調控制，所得到的信息是通過接收機的形式輸送的，最終在獲得相應的信息。與此同時，相關人員需要對三維圖像數據進行適當的處理。當前，一般是利用計算機來對該系統進行設置的，通過FPGA的形式得以實現的。

2 激光雷達測繪技術在工程測繪中的應用

第一，基礎測繪。該測繪形式主要是為了達到測繪工程中的基本要求的。一般而言，工程測繪實際上是收集以及整理相應的信息。所以，當處于基礎測繪時期的情況下，需要對數字影像進行處理，從而形成相應的測繪地圖。就測繪工程來說，數字攝像工作具有一定的復雜性，而且還要依據相應的設計以及規劃來完成。通過有關試驗表明，利用激光雷達技術手段，采取三維坐標的形式，能夠對三維坐標進行準確的定位。機栽激光雷達技術能夠將三維坐標呈現出來，從而使相應的標準實現，能夠準確的形成相應的影響，大大節約了成本，將生產規模不斷擴大。與此同時，激光點云數據有著很高的精度，能夠將相應的信息呈現出來，通過利用這些信息，可以有效的提高測量的準確性。

第二，精密工程的測量。精密工程的測量內容主要是采集測量目標，對相應的三維坐標信息或者三維物體模型等進行搜集，在諸多行業領域中都需要開展這些工作，比如沉降測量、電力選線、文物考古等。要實現這些目的，非常有效的方法就是地面激光雷達和機載激光雷達。借助于數碼相片，可以有效獲取紋理信息，并且疊加構筑物模型，從而構建三維模型，這樣可以更好地規劃分析景觀，做出更加科學的規劃和決策。比如在鐵路設計、公路設計中，應用激光雷達技術可以給出具有較高精度的地面高程模型，這樣可以更好地設計線路，精確地計算施工方法。在設計電力線路的過程中，借助于激光雷達數據，搜集相關的數據信息，可以全面了解整個線路。在維護或者搶修電力線路的過程中，有激光雷達數據點部署于電力線路中，再結合對應地面裸露點的高程，就可以對任意位置線路和地面的距離進行計算，使維護和搶修工作更加便利。

另外，將激光雷達技術應用到樹木密集區，可以對需要砍伐樹木的面積和木材量進行科學的估算。三是數字礦山的構建。在構建數字礦山時，需要將環境保護等要求納入考慮范圍，以實現礦山的可持續發展。近些年來，我國礦業和礦業城市在發展過程中遇到了諸多困難，并且礦山的環境問題和資源枯竭問題日益嚴重，在一定程度上限制了礦山系統的功能。針對這種情況，需要充分重視數字礦山，借助激光雷達數據濾波來迅速提取礦區內的相關數據，構建三維虛擬地面模型，并且確定建筑物的合理區域，提取建筑物的頂面信息，以便重建建筑物模型。通過匹配融合建筑物的模型和地面，可以有效評價塌陷區的生態環境和經濟狀況，分析沉陷導致的土地侵蝕和裂縫，對沉陷區建筑物的破壞情況進行調查，還可以對滑坡地質災害等進行檢測。

第三，電力傳輸和管道布圖。就測量傳輸線路而言，可以通過激光雷達系統來得以實現。利用直升機能夠順著電力線或者是相應的管道飛行，和固定翼飛機相比，能夠起到節約成本的效果，并且依據不同情況，可以對飛機的速度等方面進行適當的調節，所得到的數據能夠更加的準確。倘若將有關設備使用到激光雷達的平臺上，例如數字相機等，不但能夠達到測量的目的，而且還能夠對線路的開展實現同步的效果。

第四，森林工業的應用。機載激光雷達系統最早應用的商業領域即森林工業，由于森林業發展與國土管理都需要森林及其樹冠下端地形的準確數據，而傳統技術中很難獲得樹高及樹的密度的精確信息。機載激光雷達與衛星成像不同，當利用這種技術勘測樹冠下的地形時，還可同時獲得樹的高度。在對數據的后處理中，獨立的激光返回值可分為地面返回值與植被返回值兩部分，并以此計算出更多林業相關信息，如樹高、材質、樹冠覆蓋以及生態環境等，這些都是傳統攝影測量或者地面測量無法獲得的信息內容。

結束語

總而言之，激光雷達測繪技術有著較多的優點，在工程測繪中使用該技術手段，有著顯著的效果，可以得到更為精準的數據，從而促進測繪行業的不斷進步。希望在未來的發展道路上，該技術手段能夠在更多的領域得到普遍的認可，為我國社會的經濟繁榮做出貢獻。

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