工程測繪中激光雷達測繪技術的應用

李軍軍

摘 要：因為激光雷達測繪技術可以高精度、全要素、多維度的迅速的獲取地物信息，應用越來越廣泛。隨著工程技術的發展和工程建設的要求越來越高，BIM三維協同設計、三維實景建模、文物保護、礦山測繪、沉降監測等都對測繪數據提出了密度、維度、精度等方面更高的要求，激光雷達測繪技術的應用正逢其時。本文首先介紹了工程測繪和激光雷達測繪技術的定義，然后提出了激光雷達測繪技術的基本原理，最后分析了激光雷達測繪技術在工程測繪中的實際應用。

關鍵詞：工程測繪；激光雷達測繪技術；應用

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2019.12.083

現如今，工程測繪中逐漸應用各種先進科技，而激光雷達測繪技術也包含在內。相對而言，在工程測繪中應用激光雷達測繪技術是相當成功的，其大大的提升了工程測繪的工作水平。通常，為了可以正確的認識工程測繪中的實際空間位置，工作人員需要完成所有點位的測繪。

1 工程測繪和激光雷達測繪技術的簡介

測繪，主要是指以電子通訊技術、計算機技術等先進技術為前提，以GPS、GIS、RS為核心，利用測量獲得被測對象的位置信息和圖形信息，通過計算、處理以及搜集數據，為加強工程建設的管理與規劃奠定堅實的基礎。

激光雷達測繪技術，又稱為LIDAR，運用電磁波將信號發送給被測位置，通過將以往發送的信號和接收的信號作對比的過程，將被測對象的高度、寬度、距離以及物體處于靜止或者運動的狀況進行準確的計算，進而達到勘測和跟蹤被測對象的目的。激光雷達測繪技術可以在同一時間獲得三維的空間坐標，使其能夠達到同步進行的效果，利用RealWorks、Pointools、3dsMax等點云處理、建模軟件實現一套完善的數字模型。[1]該先進的數字模型，可以獲得傳統測量方式不能測量的精準度高的三維空間數字信息，具有正確、速度快以及應用領域廣等特點。將激光雷達測繪技術和虛擬現實技術相結合，能夠全天候監測自然災害，比如：地震、旱澇等等，為賑災防災做出及時的預警，還可以在工程建設中應用，真正實現智能化管理交通安全系統，合理規劃城市整體布局以及進一步推進環保建設。

2 激光雷達測繪技術的基本原理

激光雷達測繪技術是通過光波完成各項測繪工作，發射光波距離較長，相對于常規容易受影響的光波而言，收集工作具有更強的安全性。當被測對象的表面接收到光波時，有些反射光能夠發射到雷達接收器上，雷達接收系統可以結合反射光的有關數據，將從光波到被測對象的實際距離計算出來。并且全球定位系統在激光雷達測繪系統中是至關重要的，其可以及時接收到激光雷達測繪系統所獲取的所有位置信息，而且可以準確定位被測對象的實際坐標，具有一定的精準性，通過測量兩個或者超過兩個的距離，可以結合被測對象的實際移動軌跡，進而獲得被測對象的移動速度。

3 激光雷達測繪技術在工程測繪中的實際應用

最近幾年，城市化進程在不斷加快，工程類型也多樣化，帶動了我國建筑行業的穩定發展，并且與工程建設有關的工程測繪行業也實現健康發展，激光雷達測繪技術高速發展，在很大程度上為工程測繪提供強大的保障。[2]目前，在工程測繪中激光雷達測繪技術已經得到普遍應用，具體包括精密測繪、礦山測繪以及基礎測繪等等。

（1）精密測繪。通常，精密工程測繪主要包括沉降測量以及建筑測量等等，這些精密工程測繪往往都會涉及到測量目標收集、構建三維物體模型工作。不管是建立三維物體模型還是收集測量目標，都要求必須在精確測繪數據的基礎之上進行分析、提取、建模，而運用激光雷達測繪技術能夠穩定的獲得高精度、全要素、多維度的高密度測繪數據，幾乎可以滿足精密工程測繪的各項要求。

（2）礦山測繪。礦產資源及產業的管理，在一定程度上關系到資源城市的可持續發展，礦山生態環境越來越惡化，在一定程度上也會阻礙礦山的建設。[3]因此，增強礦山數字建設顯得尤為重要。應用激光雷達測繪技術在短期內采集礦山內部的所有數據，采用Bentley Pointools構建三維數字模型，明確礦山的實際現狀，提取出地面模型和礦山模型，應用GIS對嚴重損壞的礦山區域進行經濟和環境分析，重點對塌陷位置損壞程度進行監測，實現對可能產生的災害的風險預警等工作。

（3）基礎測繪。在基礎測繪過程中，首先需要將被測對象的數字信息切割和反映出來，以此為前提形成最初的測繪圖紙。[4]在該過程中最關鍵的工作是數字測量和數字攝影，并且這些工作具有復雜性和系統性。為了確保測繪數據的精準度，需要結合實際情況對測繪線路進行合理的設計，[5]激光雷達測繪技術能夠提高地面三維坐標的準確性，可以滿足高精準度影像微分改正要求，無需數字攝影測量就能夠獲取數字正射影像，不僅使復雜的測繪環境變得簡單化，而且能夠使工作成本降低。除此之外，激光雷達測繪技術使用高精準度的激光點云數據，能夠將線塔、房屋道路、水箱等物體的所有三維信息都直接反映出來，而這些信息都是基礎測繪所需要的。

4 結語

與傳統的測量技術相比，激光雷達具有特殊性，能夠更加迅速的獲取高精度、全要素、高密度的空間信息，所以在應用上具有較強的先進性。隨著工程技術的進步和基礎數據要求的提高，激光雷達測繪技術勢必可以成為獲取三維空間信息的主要方法。隨著激光雷達測繪技術的不斷進步與發展，地面激光雷達、機載激光雷達等的應用會更加普及和廣泛，成本會逐漸降低，操作會更簡便，能夠在一定程度上推動工程測繪行業的技術發展。

參考文獻：

[1]馬宏志.工程測繪中激光雷達測繪技術的應用探析[J].中國新技術新產品，2018（17）：8-9.

[2]郭首昌.淺析工程測繪中激光雷達測繪的應用[J].民營科技，

2018（08）：42.

[3]賴維健.簡析工程測繪中激光雷達測繪技術的應用[J].建材與裝飾，2018（30）：235-236.

[4]范傳輝，曹久立，吳成秋.工程測繪中激光雷達測繪技術的應用探析[J].工程技術研究，2018（06）：77-78.

[5]王紹地.工程測繪中激光雷達測繪技術的應用[J].華北國土資源，2018（02）：81-82.