激光雷达测绘技术在工程测绘中的应用分析

激光雷达测绘技术在工程测绘中的应用分析

耿立伟

身份证号码500113199012215014

摘要：进入新时代，受社会发的影响，经济水平不断提升，城市化进程进一步加快，带动了我国科学技术水平的不断进步，近年来，社会对测绘成果的要求越来越高。在信息化时代支持下出现了激光雷达测绘技术，激光雷达测绘技术逐步深入到工程建设的各个发展环节，其可以简化工程测绘流程与步骤，获得准确的测绘数据，从而推动测绘事业的发展。

关键词：激光雷达测绘技术；工程测绘；应用分析

引言

近年来，随着各行业质量、安全等要求不断提高，工程测量行业对准确度的要求不断提高，新兴测量技术的实践应用范围不断拓宽，大幅度提高了测量精度，缩短了测量时间，促进了行业市场竞争力的提高。尤其是近年来激光雷达测绘技术得到了广泛应用，该技术最初是由欧美发达国家发展起来并投入商业化应用的一门新兴技术，集成了激光测距系统、全球定位系统（GPS）和惯性导航系统（INS）三种技术于一身，在实时获取三维空间信息方面取得了重大突破，为获取高时空分辨率的地球空间信息提供了一种全新的技术手段，是当今测量业界最先进的测绘技术。

1激光雷达发展历史

激光雷达技术从整体性能上来看，历经了从简至繁、由基础功能到复杂测量的过程。发展大体可分为四个阶段：第一阶段为基础激光雷达测距，即通过点对点的激光雷达实现测距功能；第二阶段为激光雷达跟踪测量，即通过激光雷达实现导弹初始阶段的跟踪；第三阶段为激光雷达相干检测测量，即通过激光雷达增强测速能力；第四阶段为激光雷达大气散射测量，即通过激光雷达实现风速、气象、

2激光雷达技术在工程测绘中的应用

2.1矿山与森林工业测绘的应用

信息化技术支持下，相应地完善了经济建设体系，提高了生活水平，社会生产与生活对煤炭能源的需求度增高。煤矿开采规模持续扩大，然而却未解决矿产能源短缺问题，反而加剧了环境破坏，对矿山可持续发展的影响较大。针对现有问题，相关部门要做好创新与改革工作，建设数字化矿山。应用激光雷达测绘技术，及时采集矿山信息，利用计算机系统整合、分析和处理，确保三维数字模型的针对性。在收集数据时要深入分析矿山的实际情况，优化整合矿山模型、地面模型，密切监测塌陷区域的损耗情况，预测矿山的潜在危害。在矿山测绘中，合理应用激光雷达测绘技术，为矿山开采提供有效信息模型。绘制矿山情况、生态环境，减少开采危险，处理资源短缺问题。由于矿山的不确定性因素多，派遣工程人员实地勘测会引发较多危险事故。所以在规划勘测路线时，必须标注路标、路线、路障，保证各类信息的精确度，才可以顺利开展勘探工作。在勘测工作中，需要借助无人机测量，获取无人机飞行航迹，从而推导出目标坐标、原件尺寸。通过地面GPS基站、激光机载，利用测量数据、平差，明确飞机飞行轨迹。技术雷达系统以椭球面作为大地高程，当测量范围较大时，则将地面表面作为平面，忽略误差。叠加测绘信息、基础物理模型，建立精细三维模型，顺利实施矿山工程测量工作。在计算机系统中存储矿山工程模型，并将其应用到其他工程中，可以为矿山开发、修缮、管理提供参考。森林工业发展过程中，必须科学管理森林资源。在测绘森林时，由于资源面积大，种类多，对测绘工作的影响明显，所以通过激光雷达测绘技术，能够获取森林资源信息。

2.2基础测绘

在激光雷达测绘技术的应用过程中，基础测绘工作的完成依赖于全球定位系统的技术支持。在此过程中，全球定位系统的三维定位功能较为完善，整个技术应用过程较全面，这使得激光雷达测绘技术中全球定位系统的应用价值较高，能为基础测绘工作数据信息获取提供支撑。当测绘人员进行基础测绘工作时，在勘察周围的地形地貌并获得全球定位系统中的参数后，进一步借助数字正射影像纠正地形地貌的细微偏，使得最终的参数获取更加准确，此时的工作模式对测绘工作人员的专业素质有较高要求。

2.3大气风场探测

激光雷达完成大气风场探测主要基于多普勒雷达法和相干多普勒法。该两种方法均通过频移变化来测量大气中风场的有关性质，其基本原理为分子运动会造成多普勒效应，利用少量颗粒的后向散射信号，检测大气中风速、紊流等相关量，最终实现风场的实时探测。大气风场探测激光雷达以车载形式为主。

研制的车载测风激光雷达，能够实现风廓线和三维大气风场的探测，完成高时空分辨率的大气风场测量。试验结果表明，车载激光雷达风场探测数据与传统探空气球风廓线测量结果相同，具有相同的准确性。激光雷达实现对某机场附近的风场情况探测，完成了对波动风场的预测。该方法通过模拟仿真风场的三维数据，得到风场的径向数据信息，通过激光雷达仿真大气中的风切边数据，实现对大气风场中的探测、识别和预报等工作。

2.4电力系统与管道的应用

地理因素非常复杂，致使电力传输、管道分布的复杂度高。在测绘工程中，合理应用激光雷达测绘技术，测量地理环境、管道线路、电力穿上区域。在布置城市管道、电力系统的监控时，也要依赖激光雷达测绘技术。联合激光雷达系统、数码摄像机、传感器，可以获取准确数据信息，绘制准确线路图。电力工程操作中，机载激光雷达技术的应用较多，首先要转化数码摄像、激光点云数据，从而形成数字模型，整合影像图和模型，建立三维立体模型。电力工程设计人员要按照模型选择最佳线路，应用机载激光雷达技术，定期巡查电力工作，保证电力线路使用的安全性。电力能源运输期间，机载激光雷达技术按照电力管道线路，实时调整飞行线路，测绘成本低廉，能够获取准确的测量数据。在测量工作中，绘制电力传输路线，可以确保电力系统运行的安全性，并且提供稳定能源供应。在应用激光雷达测绘技术时，通过机载雷达扫描技术，能够突破不良地理因素影响，因此电路多存在于建筑内部与地下，因此应用激光雷达测绘技术时，需要应用无人机、直升机测量，雷达系统起到辅助性作用。使用雷达系统勘测电力线路，可以减少测量偏移，避免对数据准确度产生影响。飞行设备沿着电力传输、管道传输走向、路线，能够高效完成测绘工作，部分传输线路薄弱，所以要确保激光强度选择的适宜性。为了维护采集效果，需要参考电力强弱调整发射激光强度。此外，飞行设备的飞行速度、高度也会对数据采集产生影响，因此在计算机数据分析、模型形成中必须深入分析不良影响因素，采取科学且有效的处理对策，以保证测绘数据的质量。在开展线路测绘工作时，要安装数字相机、录像机，既可以策划数据，还可以检查、维护电力传输线路，确保二者结合的完美度。线路测绘会面临较多危险，因此必须提升精细度要求。在线路测绘工作中，要定期维护激光发射装置、雷达装置，减少设备问题所致数据偏差。合理应用激光雷达测绘技术，可以确保电力网管布置的科学性。

结语

综上所述，测绘技术的现代化发展出现了激光雷达测绘技术，具备全面性、时效性、精确度等优势，因此广泛应用到工程测绘中。合理应用激光雷达测绘技术，要明确技术参数，保证测绘工作的准确性。合理应用激光雷达测绘技术，确保测绘人员熟练操作测绘流程与步骤，从而降低工程测绘成本，简化操作细节，获得准确的测量数据。激光雷达技术的快速发展，使得多个领域都开始应用技术措施，从根本上促进了工程测绘领域的发展。

参考文献

[1]杜洪涛.基于激光雷达的大比例地形测绘与数据联动更新技术[J].科技通报,2023,39(1):44-48.

[2]王彬.机载激光雷达在机场选址大比例尺地形图测绘中的应用[J].城市建设理论研究(电子版),2022,10(33):142-144.