查立

(吉林省水利水电勘测设计研究院，吉林长春 130021)

激光雷达测绘技术在工程测绘中的应用分析

查立

(吉林省水利水电勘测设计研究院，吉林长春 130021)

随着国家科学技术的不断发展变化，数码技术随之得到广泛的应用，目前，一种数码测绘技术正在被广泛的运用，即激光雷达测绘技术。该技术的广泛应用使得我国的建筑工程在工程测绘上有了很大的发展前景，使工程测绘的过程更加简便快捷，并提高了数据的准确性。对激光雷达测绘技术进行分析，并对其在工程测绘中如何应用加以探讨，有关经验可供相关专业人员参考。

激光雷达测绘;工程测绘;技术应用

0 引言

激光雷达测绘技术是一种由GPS技术提供的空间位置测绘系统，该技术是利用惯性测量技术来完成其对测绘物体的激光法相引导的。该技术包括激光系统以及计算机系统两部分，这两部分通过合作来完成建筑工程的测绘工作。该技术在工程测绘的诸多方面都得到了很好的运用，那么激光雷达测绘技术到底与传统的测绘技术有什么不同呢?

1 激光雷达测绘技术

1.1 概述

激光雷达测绘技术是由激光系统和计算机系统两部分组成的，其中激光系统负责向外供给激光脉冲，而计算机系统则负责存储大量数据以及对数据进行有效的处理。它可以在进行测绘工作时同时获得测绘目标的空间三维坐标，再通过计算机对测绘目标的数码摄像片进行操作，最终得出测绘目标的实体三维模型。该技术的应用可以将工程建筑中的物体用最真实的模型展现出来，使其快速得到该物体的立体空间信息。

该技术是利用电磁波发射出探测信号，将探测信号发射至目标所在地，然后快速将目标的信号返回来，通过返回的信号与发射的信号进行比较，进而对目标的所在地点进行信息的了解，例如距离、高度等。同时，若目标为动态目标，则该目标的动态信息也可以进行了解、跟踪以及探测。激光雷达如按照不同的方法分类，还可以分为连续波激光雷达、脉冲激光雷达等等。

1.2 工作原理

激光雷达测绘技术不仅需要GPS技术的支持，同时还需要INS技术的应用，获取的数据来源是其主要测绘目标，以达到对测绘目标的形态以及空间分布的展现。激光雷达利用其技术的精密配合达到对测绘目标的高度形态呈现，是雷达技术的一大突破性成就，并且目前能够在地面上使用的雷达技术，在水下同样也可以精确的使用。该技术的优势多数来自激光的优势，因为激光的测量准确度相对较高，在4 cm以内可以实现精确度很高的测量。但该技术不光依靠其激光的准确测量来达到对物体的精确测绘，同时还需要用惯性测量单位发挥相应的作用。该系统中含有一个窄带激光器，它可以将脉冲信号发射到物体表面，通过对其迅速击打来实现对目标物的测量，同时，系统中的接收器对其进行精密的数据分析及统计。利用光速度的脉冲信号可以实现在下一个信号发出之前就返回的快速记录，因此，可以对测量的目标进行快速测量并且很完整的记录下来。

2 在工程测绘中的应用[1-5]

2.1 基础测绘中的应用

基础测绘是工程测绘中的基础性测量，它是对测绘目标的基础信息的测量工作，其中包括数字线划地图、数字正射影像等的测绘，它应该将数字影像实现基本反映并进行切割。虽然是基础测绘，但却需要精确的三维数据信息，因此激光雷达技术在基础测绘中必须得以应用。例如:数字的正摄影像可以对数字进行微分的纠正，可以使地形的信息得到精确的数据。在这方面，机载的激光雷达可以实现对高精度的摄像进行微分纠正，使得数字正摄影像能够更容易做到完美。由于这一技术的使用，工程测绘中基础测绘的成本会大大降低，还提高了测绘的效率，同时能够更好的实现规模化生产。

2.2 精密测绘中的应用

工程中既然有基础的测绘，就必然有精密工程的测绘，在精密工程的测绘中，大多数都涉及到对测绘目标的细节数据的采集，在对细节数据测绘完毕的基础之上还要对目标的三维坐标等有所收获。例如:在对建筑的测量中，需要对其各方面进行测量，还要测量其三维坐标以及形成三维模型。在这样的精密测绘工程上，激光雷达测绘技术以及机载激光测绘技术都可以实现，它可以将数码相片中得到的关于测绘目标的纹理信息，与形成的三维模型进行叠加比较，通过叠加形成完整的一个三维模型之后，就可以对相应的建筑物以及景观做规划、分析等具体工作。例如在对铁路的设计中，该技术可以实现对高精的地面进行测绘，同时绘制出精确度极高的模型，并能够提供施工的精确方法及相关数据，为其设计的过程提供了很好的借鉴。对于公共区域内的地形进行抢修电路时，可以对电路与地面的高度数据进行精确计算，以便及时抢修。

2.3 数字矿山中的应用

对于数字矿山的构建，是满足国家现阶段对环境、经济建设的一项可持续发展的构建，但同时对经济、环境也有相对较严格的要求。目前，一部分依靠矿山来发展经济的城市，几乎都因为对矿山开采过度而导致环境出现巨大问题，因此面临着环境资源枯竭、经济发展停滞的现象，同时在市场的大量需求的迫切情况下，矿山开采也成了一大难题。面临这样的发展现状，必须要寻求解决的方法，而数字矿山的建设能够有效的解决当前所面临的问题。数字矿山的建设就是利用激光雷达技术的精确优势对整个矿山的数据进行精密的采集，并且形成三维的立体矿山模型，在形成矿山模型之后对每一部分采用分层构建的形式，来进行分析评价。利用这种方法，可以对矿山的数据得到很好的反馈，同时能够连续快速的得到矿山的数据以及多个矿山的数据信息，能够使矿山的数据模型得到清晰的展现。更具优势的地方在于这一方法可以对矿山区未来将发生的事故进行一个简单的预测，在一定程度上，提高了矿山工作的安全性，也将工作的模式以及性质做了些许的改变。同时，利用该技术可以对矿山中坍塌或沉陷的地方进行评估与分析，对其地质灾害的防御与检测有很大的推动作用。

2.4 电力与管道方面的应用

激光雷达测绘技术可以应用在电力与管道方面，能够实现电力的快速传输以及管道的布图。该技术可以实现对直升机平台工作中的传输线路进行精确测量，它可以使直升机按照布好的管道以及电力线传输的路线准确飞行，由于其在这种情况下，可以随意的调整飞行的高度与速度，因此，可以使测绘工作得到更好更完善的数据信息。在某种程度上相较于固定机翼花费的成本相对较少。

2.5 城市规划上的应用

随着社会的发展，城市化的进步，城市中许多地方都需要进行城市规划。进入21世纪的我国，科技上发展了高新技术产业的数字化工业，同时，在城市进行重新规划时，更需要数字化工业。激光雷达技术可以将城市规划中的数字化建设得到全新的技术提升以及改进。同时，能够使其得到更好的精确度较高的数据，在城市规划中也能够得到很好的建筑效果三维立体图。这对城市规划的整体布局有了很大的影响。

2.6 森林业发展中的应用

在森林业的发展中，通常用到的是机载激光雷达测绘技术，因为在森林业中，各项工作都对数据有精确的高要求，而传统的测绘技术很难达到其要求，因此要采用新近的激光测绘技术。该技术能够对树冠下面的地形进行测绘，相对于卫星成像，它能够在测绘的同时获取树的高度值等其它数据，并对树木的相关信息进行精确的计算以及利用。

3 结语

综上所述，文章对激光雷达测绘技术在工程中的广泛应用进行了简单的探讨，体现了激光雷达测绘技术已经在我国的工程测绘中得到了广泛的应用。由此可见，激光雷达测绘技术相比于传统的测绘技术，拥有更方便，更快捷，更准确的优势存在，它不仅能够达到传统测绘技术的技术水平，还能够在更高层次的技术上得到全新的突破，对其工程测绘的工作效率起到了巨大的作用。但由于该项技术在我国的发展较晚，更多的技术还未得到很好的应用与开发，因此，在这方面，我国的工程测绘施工队伍还需提高对该技术的了解和应用程度，使其能够发挥出更多的作用，完善测绘方法。

[1] 骆社周，习晓环，王成.激光雷达遥感在文化遗产保护中的应用[J].遥感技术与应用，2014(6):1054-1059.

[2] 黄慧敏，王晏民，胡春梅，等.地面激光雷达技术在故宫保和殿数字化测绘中的应用[J].北京建筑工程学院学报，2012(3):33-38.

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1009-7716(2015)11-0209-02

2015-08-20

查立(1957-)，男，辽宁沈阳人，高级工程师，从事工程测绘工作。