分析在工程測(cè)繪中激光雷達(dá)測(cè)繪技術(shù)的運(yùn)用

1、<p>　　分析在工程測(cè)繪中激光雷達(dá)測(cè)繪技術(shù)的運(yùn)用</p><p>　　摘要：隨著工程測(cè)繪行業(yè)的不斷發(fā)展，測(cè)繪技術(shù)水平也得到了進(jìn)一步的提高和改善，先進(jìn)的科學(xué)技術(shù)也普遍應(yīng)用到了工程測(cè)繪中來(lái)，其中就包括激光雷達(dá)測(cè)繪技術(shù)，它具有非常高的應(yīng)用效能，利用計(jì)算機(jī)信息技術(shù)快捷高效地獲取各種空間信息，為工程測(cè)繪帶來(lái)了更多的便利。本文主要論述了激光雷達(dá)技術(shù)的應(yīng)用原理和途徑，以期能夠?yàn)橄嚓P(guān)的實(shí)踐提供些許理論依據(jù)。 <

2、/p><p>　　關(guān)鍵詞： 工程測(cè)繪 激光雷達(dá)技術(shù) 測(cè)繪原理 有效應(yīng)用 </p><p>　　中圖分類號(hào)：K826.16 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)： </p><p>　　社會(huì)經(jīng)濟(jì)和科技水平的發(fā)展促進(jìn)了工程測(cè)繪的進(jìn)步，激光雷達(dá)技術(shù)更是以其獨(dú)特的使用優(yōu)勢(shì)得到工程測(cè)繪的青睞。激光雷達(dá)技術(shù)可以準(zhǔn)確快速地獲得空間的三維坐標(biāo)，然后依據(jù)實(shí)時(shí)拍攝的數(shù)碼相片，利用計(jì)算機(jī)技術(shù)來(lái)構(gòu)建大型的

3、空間實(shí)體，或者是對(duì)場(chǎng)景建立空間三維數(shù)據(jù)模型，以達(dá)到再現(xiàn)世界客觀事物真實(shí)形態(tài)的效果，這種技術(shù)還具有充分的時(shí)效性，是快速獲取空間信息的有效方式。 </p><p>　　一、影響激光雷達(dá)測(cè)繪技術(shù)的應(yīng)用原理 </p><p>　　激光比普通光波具有更好的方向性，而且具備很強(qiáng)的單色性，相干性程度比較好，同時(shí)也不會(huì)受到外界環(huán)境的影響，另外太陽(yáng)光線對(duì)其的作用也不大，這些特性使激光的應(yīng)用范圍變得更加寬泛，

4、在測(cè)繪工程中使用激光測(cè)量，可以提高距離測(cè)量的準(zhǔn)確性和科學(xué)性，所采集的數(shù)據(jù)結(jié)果的可信度比較高，還具有一定的抗干擾性能。利用激光雷達(dá)技術(shù)測(cè)量的過(guò)程是，先用激光器將激光射到物體的外表面，其中一部分的激光會(huì)反射回去，激光雷達(dá)中的接收器會(huì)將這一部分反射光全部接收，接收所用的時(shí)間長(zhǎng)短也由精密儀器測(cè)出，進(jìn)而可以算出激光器反射到物體之間的距離。 </p><p>　　機(jī)載激光雷達(dá)的測(cè)量是利用定位激光點(diǎn)來(lái)實(shí)現(xiàn)的。在工程測(cè)繪中使用激

5、光雷達(dá)測(cè)繪系統(tǒng)需要得到一定的激光器的位置坐標(biāo)信息，可以利用GPS技術(shù)來(lái)獲得，進(jìn)而可以計(jì)算出每一個(gè)激光點(diǎn)的大地坐標(biāo)，眾多的激光點(diǎn)匯聚成激光點(diǎn)云，從而構(gòu)成點(diǎn)云的圖像。通常情況下，激光束的發(fā)射頻率可大可小，依據(jù)實(shí)際情況，可以從每秒幾個(gè)脈沖到幾萬(wàn)個(gè)，激光點(diǎn)的數(shù)量也隨之有所變化，例如每秒鐘一萬(wàn)次的脈沖系統(tǒng)在一分鐘之內(nèi)由接收器記錄到的點(diǎn)會(huì)達(dá)到六十萬(wàn)個(gè)，數(shù)量還是非?？捎^的。 </p><p>　　還有一些激光雷達(dá)測(cè)繪系統(tǒng)可以記

6、錄同一脈沖的很多次反射，這些激光束先打在樹冠的最頂部，另外一部繼續(xù)向下打在更多的樹葉或枝干上，有些甚至打在地面上被返回，這樣就會(huì)產(chǎn)生一組多次返回的、并進(jìn)行分層排列的坐標(biāo)點(diǎn)，激光雷達(dá)測(cè)繪的這一特點(diǎn)被廣泛應(yīng)用到工程測(cè)繪中來(lái)，例如可以對(duì)所獲得的信息進(jìn)行分類處理和濾波處理，來(lái)獲取相應(yīng)的地面高程，還能夠準(zhǔn)確獲取樹木的高度和建筑物的高度等相關(guān)信息。 </p><p>　　二、工程測(cè)繪中激光雷達(dá)技術(shù)的實(shí)際應(yīng)用 </p&g

7、t;<p>　?。ㄒ唬┯行Ы?shù)字化高程模型 </p><p>　　激光點(diǎn)云數(shù)據(jù)的密度比較高，精度也非常大，這些數(shù)據(jù)能夠直接體現(xiàn)激光點(diǎn)位的三維坐標(biāo)特點(diǎn)，而激光點(diǎn)云數(shù)據(jù)本身也是激光雷達(dá)測(cè)繪技術(shù)的最重要的數(shù)據(jù)產(chǎn)品，在測(cè)繪中具有關(guān)鍵的作用。通過(guò)自動(dòng)處理方式，或者人工交互處理的方式，可以將人投射到植物、房屋、建筑物等的非地形的目標(biāo)上，形成點(diǎn)云之后再進(jìn)行濾波處理。從而建構(gòu)出具有不規(guī)則性質(zhì)的二角網(wǎng)TIN，然后快

8、捷提取DEM。這些激光點(diǎn)的共同特征就是具有很大的密度，且數(shù)量也非常多，從而可以有效提高DEM的精確度和分辨率，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的迅速采集和整理，可以滿足很多行業(yè)對(duì)測(cè)繪精度的要求。 </p><p>　　（二）在基礎(chǔ)測(cè)繪工程中的應(yīng)用 </p><p>　　激光雷達(dá)測(cè)繪技術(shù)在基礎(chǔ)測(cè)繪工程中的應(yīng)用也十分廣泛，基礎(chǔ)的測(cè)繪工程包括三種，一是數(shù)字正射影像，簡(jiǎn)稱DOM，二是數(shù)字線劃地圖，簡(jiǎn)稱DLG，三是數(shù)字柵格

9、地圖，簡(jiǎn)稱GRG。數(shù)字正射影像和數(shù)字線劃地圖的整個(gè)生產(chǎn)過(guò)程不能離開高精度三維信息作為支撐。 </p><p>　　數(shù)字正射影像的實(shí)現(xiàn)是通過(guò)將DEM所收集的準(zhǔn)確地形信息進(jìn)行數(shù)字微分糾正得到的，倘若DEM所提供的信息不夠精確，利用傳統(tǒng)的數(shù)字正射影像方式就要靠數(shù)字?jǐn)z影測(cè)量來(lái)實(shí)現(xiàn)，此種方式的實(shí)施工序比較復(fù)雜，對(duì)設(shè)備的要求和技術(shù)路線的要求都非常高，生產(chǎn)人員需要具備很高的技能水平。但是利用機(jī)載激光雷達(dá)測(cè)繪技術(shù)可以有效迅速提取

10、地面狀況的三維坐標(biāo)，最大限度地為實(shí)現(xiàn)高精度的影像微分糾正提供保障，這樣就為數(shù)字正射影像的生產(chǎn)過(guò)程提供了更多的便利條件，使其在普通的遙感圖像的處理中就可以實(shí)現(xiàn)規(guī)?；纳a(chǎn)，而不需要再使用數(shù)字?jǐn)z影測(cè)量平臺(tái)，這樣還可以節(jié)省成本費(fèi)用。 </p><p>　?。ㄈ┰诰芄こ虦y(cè)繪中高效運(yùn)用 </p><p>　　現(xiàn)代化的精密工程測(cè)繪中，很多項(xiàng)目都要運(yùn)用到激光雷達(dá)測(cè)繪技術(shù)，例如在電力的選線工程、礦山的

11、勘探和隧道的測(cè)繪中、水文的測(cè)繪中、沉降工程的測(cè)繪中、建筑的測(cè)繪中、考古現(xiàn)場(chǎng)和文物的鑒定測(cè)量中都需要大量采集測(cè)繪目標(biāo)的三維坐標(biāo)的具體信息，而且對(duì)精度的要求也非常高，有的時(shí)候還要建立三維模型，而傳統(tǒng)的測(cè)繪技術(shù)不能滿足更高的要求，機(jī)載激光雷達(dá)技術(shù)或者是地面激光雷達(dá)技術(shù)可以達(dá)到頗高的精度要求，在這一過(guò)程中，對(duì)實(shí)際景物的分析與模型的建構(gòu)，以及實(shí)施某種規(guī)劃決策方面的渠道主要是，利用數(shù)碼相片獲取相應(yīng)的紋理信息，從而科學(xué)準(zhǔn)確地建構(gòu)出三維模型。例如在對(duì)電

12、力線路進(jìn)行設(shè)計(jì)的時(shí)候，利用地面激光雷達(dá)的測(cè)繪結(jié)果可以總宏觀上清晰掌握所要設(shè)計(jì)線路的地形和環(huán)境狀況，即便是處于樹木比較密集的地方，也可以準(zhǔn)確計(jì)算出為了電力線路的鋪設(shè)所要砍伐的樹木的多少。又比如，當(dāng)進(jìn)行電力路線的搶修和養(yǎng)護(hù)工作的時(shí)候，可以依據(jù)電力線路中所設(shè)置的激光雷達(dá)測(cè)繪數(shù)據(jù)點(diǎn)，以及地面裸露點(diǎn)的總高程，準(zhǔn)確計(jì)算出任何一處線路和地面之間的距離，為電力線路的搶修和養(yǎng)護(hù)工作提供了可靠的信息，這樣就可以最大限度地提高工作效率。 </p>

13、<p>　?。ㄋ模┛梢詭椭鷮?shí)現(xiàn)數(shù)字化城市的建設(shè) </p><p>　　數(shù)字化城市的建設(shè)是以空間信息為根本基礎(chǔ)的，大量空間信息的采集與整理工作是實(shí)現(xiàn)數(shù)字化城市建設(shè)的支撐和重要課題。激光雷達(dá)測(cè)繪技術(shù)能夠獲取分辨率非常高、且精度也非常大的數(shù)字地面模型以及數(shù)字正射影像，是構(gòu)建數(shù)字化城市最為關(guān)鍵的途徑和有效技術(shù)。數(shù)字化城市建構(gòu)使用的傳統(tǒng)技術(shù)工作量比較的大，效率又不高，同時(shí)還不能保證質(zhì)量，在很大程度上降低了數(shù)字

14、城市服務(wù)領(lǐng)域的縱深度?，F(xiàn)階段，采用激光雷達(dá)測(cè)繪技術(shù)，可以對(duì)地面建筑物實(shí)施空中激光掃描，或者進(jìn)行地面的多角度掃描，高效便捷地獲取測(cè)繪目標(biāo)的三維點(diǎn)坐標(biāo)，且具有很高的精度和密度，利用高科技軟件可以建構(gòu)具體逼真的城市模型。 </p><p><b>　　總結(jié)： </b></p><p>　　綜上所述，在工程測(cè)繪中應(yīng)用激光雷達(dá)測(cè)繪技術(shù)不僅可以提高測(cè)繪的效率和質(zhì)量，還可以完成傳統(tǒng)

15、的測(cè)繪技術(shù)所無(wú)法做到的項(xiàng)目，為進(jìn)一步推動(dòng)工程測(cè)繪的發(fā)展做出了應(yīng)有的貢獻(xiàn)，同時(shí)也為生活和生產(chǎn)的各個(gè)領(lǐng)域技術(shù)的突破與創(chuàng)新提供了必要的條件。 </p><p><b>　　參考文獻(xiàn)： </b></p><p>　　[1] 李冠成．激光雷達(dá)測(cè)繪技術(shù)在工程測(cè)繪中的應(yīng)用[J]. 廣東科技，2009(16) </p><p>　　[2] 郭亞仁. 新時(shí)期礦山