工程測繪中激光雷達測繪技術的應用探析

摘 要：在工程項目建設中，首先需進行工程測繪，在獲得精準的測量數據后，即可為工程項目建設方案的制定提供可靠依據。對此，本文以工程測繪中的激光雷達測繪技術為研究對象，對激光雷達測繪技術的基本原理、分類以及其在工程測繪中的應用方式進行詳細探究，以期為實際工程提供借鑒。

關鍵詞：激光雷達測繪技術;原理;工程測繪

隨著社會經濟的快速發展，基礎建設項目逐漸增多，施工技術水平也有了很大提升。現如今，工程測繪精度越來越高，在工程測繪中能夠準確獲取空間位置。傳統測繪技術的測繪精度比較低，已很難滿足當前高精度工程測繪要求，激光雷達測繪技術的測繪精度較高，不容易受到外界因素的影響，可推進工程測繪行業的發展。因此，對激光雷達測繪技術在工程測繪中的應用進行深入研究意義重大。

一、 激光雷達測繪技術的基本原理

在激光雷達測繪技術的應用中，需利用光波進行測繪，光波比較長，在工程測繪中，被測物體會受到光波的影響，能夠保證數據收集的安全性。當被測物體受到光波的照射后，雷達接收器可以接收到物體所反射的光波，雷達接收器在收到所反射的光波后，就能夠對相關測量數據進行分析，并對被測物體與光波之間的距離進行準確計算。在激光雷達測繪技術的應用中，需要全球定位技術作為輔助，全球定位系統能夠準確獲得測繪過程中所得的位置信息，即可對被測物體進行準確定位。如果需要對移動的被測物體進行測繪，則可以確定被測物體的運動軌跡，并測量2個以上的距離，然后對被測物體的移動速度進行準確計算。

二、 激光雷達測繪技術的分類

激光雷達測繪技術涉及多種技術類型，具體包括空間掃描技術、激光發射機技術、終端信息處理技術等等。對于空間掃描技術的掃描方式，可分為兩種類型，即掃描體制以及非掃描體制，其中，掃描體制的應用比較廣泛，在掃描體制中，機械掃描方式的掃描頻率較高，因此應用頻率也比較高。在激光發射技術中，激光發射機所選擇的光源主要為半導體泵浦固體激光器，其激勵方式以及工作物質的類型有很多種，應用范圍廣泛，能夠有效提升設備運行性能參數，另外，半導體泵浦固體激光器的體積比較小、質量較輕、量子效率高，因此工作壽命比較長。在終端信息處理技術的實際應用中，需要各個傳統結構、掃描機以及激光器的協調配合，需要計算機技術、集成電路作為輔助。

三、 工程測繪中激光雷達測繪技術的應用

（一）基礎工程測繪

在基礎工程測繪工中，可利用激光雷達測繪技術，具體包括數字正射影像以及數字線劃地圖等等。在數字正射影像測繪工作中，必須獲得完善的地形信息條件。數字攝影測量程序比較復雜，在測繪工作開始前，首先需進行測繪方案優化設計，明確測繪技術路線，同時還要求測繪工作人員具有較高的測繪專業素質，在測繪設備選擇方面，不僅必須保證測繪數據的精確性，同時還應滿足影像生成所需條件。在基礎工程測繪中，通過利用激光雷達測繪技術，可充分利用各類影像測量平臺，有效降低測繪成本。

（二）精密信息測量

在水文地質測量、沉降測量中，對于測量精度的要求比較高，需采集詳細的目標數據，同時還需構建三維坐標。對此，可采用激光雷達測繪技術，通過利用數碼照相技術，即可準確獲得紋理數據，然后與建筑工程模型相互疊加，即可形成三維模型，對測量目標進行變形測量。比如，在鐵路工程施工方案的設計過程中，可采用激光雷達測繪技術，對鐵路建設區域的地面狀況進行勘測和模擬，為鐵路工程設計和施工提供可靠依據。另外，在精密工程測繪工作中，也可利用激光雷達測繪技術，準確收集測量目標，進而構建三維坐標以及模型。

（三）礦山測繪

在社會經濟發展中，礦產資源是十分重要的能源基礎，由于礦產資源開采量不斷增加，礦山環境越來越惡化，對于礦山建設以及生態環境均造成較大不良影響，對此，必須加強礦山數字化建設。在礦山工程測繪工作中，可利用激光雷達測繪技術，對礦山內部結構的測繪數據進行詳細采集，然后再利用測量所得數據創建三維數字模型，進而幫助測繪工作人員掌握礦山內部實際情況，最后提取礦山模型。除此以外，在對礦山開采區域的破壞情況進行測量時，可利用GIS技術，在測繪區域布設勘測點，對礦山地質災害起到預警作用。

（四）數字高程建模

在工程項目建設過程中，數字高程建模比較常見，根據模型組織進行工程項目建設，能夠有效提升工程建設的科學性。在具體的施工過程中，通過利用三維激光掃描技術，可對施工過程中的各項影響因素進行分析，同時還可對土方量進行統計分析，進而有效掌握工程建設區域的地形通視情況，保證數字高程建模的順利進行。通過利用激光雷達測繪技術，在激光點的作用下，即可廣泛收集建筑工程建設區域中的各項數據，然后據此構建工程項目三維坐標，通過對數據進行科學合理的分析，即可有效提升建模速度，并保證建模的準確性和可靠性。

（五）模擬城市建設

近年來，城市化進程不斷加快，在城市建設中，逐漸朝向數字信息化方向發展，在數字城市框架建設中，空間信息至關重要。在城市建設的模擬過程中，可利用激光雷達掃描技術，充分發揮分辨率較高的特點，幫助構建高進度數字地面模型，為城市建設提供準確的空間信息作為參考。

（六）森林工業

在國民經濟發展中，森林工業發揮著十分重要的作用。我國森林覆蓋面積廣泛，并且森林種類比較多，因此林業資源經營管理難度較大。在森林工業測量工作中，如果采用傳統的測繪技術，很難對森林樹木的胸徑、樹冠高度等進行準確測量。對此，為了有效提升森林經營管理工作水平，應推廣利用激光雷達掃描技術。在森林工業測量中，機載激光雷達的應用比較常見，可對森林樹冠的高度、森林覆蓋面、森林生態環境等進行測量，幫助測繪工作人員獲得完善的森林資源信息。

（七）電力網管調查與布設

現如今，電力需求量不斷增加，電力工程建設數量不斷增多，并且電網規劃復雜。在電力網的調查以及布設過程中，可利用激光雷達掃描技術，在具體應用中，可在直升機上安裝激光雷達系統，控制直升機沿著電力走廊飛行，即可獲得完善的電力網信息。在直升機載激光雷達系統的實際應用中，能夠根據測繪區域的地形變化、地勢變化等，對測繪速度和高度進行調整，進而保證電力線路測繪結果的準確性。

四、 結束語

綜上所述，本文主要對激光雷達掃描技術在工程測繪中的應用進行了詳細探究。現如今，工程項目建設數量逐漸增多，在工程建設方案的制定過程中，必須依靠準確的測繪結果作為依據。傳統的測繪技術工作效率比較低，很難保證測量結果的準確性，對此，可利用激光雷達測繪技術，對機載激光雷達系統的作用距離以及激光雷達掃描的均勻性進行準確測量，保證測繪結果的準確性，進而保證工程測繪工作質量。

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作者簡介：吳二寶（1982-9）男，漢族，本科，注冊測繪師， 主要從事：工程測繪工作。