激光雷達測繪技術的應用竟有如此強大

發(fā)布日期：2019-03-21 22:10 瀏覽量：8565

激光雷達測繪技術是激光技術與雷達技術相結合的產物，這種組合型測繪技術是近年來廣泛推行的高效測繪方法，其工作原理和微波類型的雷達比較相近，都是采用傳感器發(fā)射探測光束傳播后，由接收器反射成為電信號，在將激光束發(fā)射的時間和接收時間進行記錄，通過電磁波承載信號進行互相傳遞，進而對于測量目標描述具體位置和具體形態(tài)。

在激光雷達的實際測量過程中能夠非常精準的檢測到測量目標的方位、距離、高度、形態(tài)等數(shù)據(jù)信息，誤差很小，同時再結合GPS和INS技術共同發(fā)揮作用，完善測繪工作。

（1）激光雷達測繪技術應用基礎測繪

基礎測繪主要是實現(xiàn)工程測繪過程中的基本要求和基本目的，通常情況下，工程測繪主要是搜集和整理被測物體的基本信息。

對于測繪工程，數(shù)字攝影和測量有著較為繁瑣的工作，因此，為了保證測繪數(shù)據(jù)的準確度和正式性，工作人員必須嚴格的按照測繪的規(guī)定方法，通過收集到的三維數(shù)據(jù)合成數(shù)字影像并對其進行分析。

機載激光雷達技術給出地面三維坐標，高精度影像微分糾正的要求就得以實現(xiàn)，可更加容易地生產數(shù)字正射影像，生產成本得到有效降低，可擴大生產規(guī)模。同時，激光點云數(shù)據(jù)具有較高的精度，可以將物體、植被等三維信息直觀地反映出來，借助這些信息，判讀和測量的精確性得到有效提升。

（2）激光雷達測繪技術應用精密工程的測量

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(yè)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(xiàn)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(shù)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(guī)劃分析景觀，做出更加科學的規(guī)劃和決策。

在鐵路設計過程中，運用激光雷達技術就可以全面的獲取整個鐵路工程線路的信息，以及公共區(qū)域的地形要素勘測，能夠精準的測繪處各個地段之間的數(shù)值和距離大小，幫助后期作業(yè)落實高程模型，這樣可以更好地設計鐵路路線，施工方案也更加完善。

在設計電力選線的過程，也可以借助激光雷達數(shù)據(jù)全面了解線路布局，在維護搶修的過程中能夠根據(jù)激光雷達的數(shù)據(jù)點結合地面裸露的高程，計算任意線路和地面的距離，特別是在樹木密集區(qū)，激光雷達的測繪效果更加精準，使維護搶修工作能更加便利。

激光雷達測繪技術相較其他的傳統(tǒng)測繪方法，更加靈活多變，能實時的監(jiān)測現(xiàn)場情況，有效測量目標的區(qū)域范圍和三維立體參數(shù)，使工程的開展能夠減少不必要的失誤。

（3）激光雷達測繪技術應用于數(shù)字礦山勘測

近些年來，我國礦業(yè)和礦業(yè)城市在發(fā)展過程中遇到了諸多困難，并且礦山的環(huán)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(tǒng)的功能。

為了實現(xiàn)我國資源的可持續(xù)發(fā)展，保護生態(tài)環(huán)境的綠色平衡，建設節(jié)約型經濟社會，激光雷達技術在礦山工程中的測繪應用必不可少。

通過激光雷達測繪技術能夠全面的對礦山進行勘測，迅速并準確的提取礦山周圍地區(qū)的地形地貌，構成地面模型來幫助開采工程能更好地規(guī)劃開采區(qū)域，使數(shù)字礦山工程在開展中合理的考慮地形特征和資源的分布情況，保護生態(tài)的平衡，減少資源浪費。

并且激光雷達測繪過程中還能對開采工作遇到的意外情況進行規(guī)避，例如地質脆弱的易崩塌地區(qū)、滑坡泥石流等易沉陷區(qū)域，這些地質隱患問題在開采過程中都能合理避免，減少人員和建筑物的損害，使礦山經營和開采工作能夠順利展開。

（4）激光雷達測繪技術應用在電力傳輸與管道布圖

對于傳輸線路的測量，可以借助直升機平臺上工作的機載激光雷達系統(tǒng)來實現(xiàn)。直升機可以沿著電力線或者管道傳輸?shù)淖呃蕊w行，相較于固定翼飛機，可有效節(jié)約成本，并且可以結合具體情況，隨時調整直升機的高度和速度，獲得的數(shù)據(jù)更加精準。

如果將其他設備應用到激光雷達應用平臺中，如錄像機、數(shù)字相機等，不僅可以實現(xiàn)激光雷達測量，也可以同步開展線路檢查及制圖。

（5）森林工業(yè)領域的激光雷達測繪技術應用

森林工業(yè)的發(fā)展由于自身的規(guī)模極廣、數(shù)據(jù)量偏大的特點而難以精準的進行規(guī)劃工作，往往需要很長時間的測繪和調查準備，為工程的及時開展帶來不便因素。在現(xiàn)代社會強調可持續(xù)發(fā)展和生態(tài)保護的要求下，需要更加精準的勘測森林工業(yè)的發(fā)展區(qū)域和土地資源的分布情況，如果采用衛(wèi)星成像等傳統(tǒng)的測繪技術則無法獲取這么精準的地形數(shù)據(jù)、植被結構以及野生動物棲息特性。

使用新型的激光雷達復合技術，可以準確的測量森林中各地區(qū)的樹木的疏密程度，分析植被的覆蓋率和覆蓋面積，精準的繪制樹冠以下被遮擋的地表情況和大范圍的地形結構，使測繪人員能夠根據(jù)準確的高程數(shù)據(jù)制定最佳路線和最佳施工區(qū)域，大大節(jié)省了測繪制圖的人力物力，加快工程的開展進度。

縱覽上文，激光雷達測繪技術具有一系列的突出優(yōu)勢，將其應用到工程測繪中，可以顯著提升測繪質量和測繪效率，得到更加精確的數(shù)據(jù)，推動我國工程測繪行業(yè)的發(fā)展。