郭双建

（西安长安大学工程设计研究院有限公司，陕西 西安 710054）

机载激光雷达（LIDAR）最初在20世纪的90年代末期发展起来，其属于一门比较新型的遥感技术，其发展到当前的时代，大概经历了三十多年的历史。特别是在最近的几年中，我们国家的有关研究人员针对LIDAR技术给予了深入的研究，同时还强化了在有关设备上的投入与使用，在具体应用的结果上分析来看其获得的成绩是十分理想的，可是尽管是这样其自身仍然有很多的问题与不足，所以仍然需要强化对相关内容所进行的研究以及分析[1]。

1 LIDAR技术特点

LIDAR系统和机载GPS以及惯性导航系统INS以及CCD之间实现了有效的融合，除此之外还能够达成对于空间上的准确定位[2]。在对其自身距离进行实际测量的时候，其选择的是一种激光的方式，这样的一种形式与以往所使用的一种航空摄影测量进行相关对比的话可以看出，其主要的主要体现在以下的几点不同的方面上：

（1）在进行大比例地形测绘中测量的过程中，其本身并不会受到太阳角度以及阴影温度等对于高程精度产生的不利影响，同时也并不会因为航高而对其产生制约。

（2）产品其自身的多样行相对较多，在实际进行作业过程中具备非常多的可选性。

（3）通过测量能够得到非常多的大比例地形测绘信息。

（4）外界作业量有所降低，使得工作效率获得提升。

机载LIDAR系统其属于综合航摄影响以及空中数据定位所产生并设计完成的，所以在实际进行作业过程中，能够为工程的应用以及数字制图提供持续快速稳定的地面模型数据以及高分辨率数字的一种正摄影。总的来讲，在实际进行作业的时候，需要对LIDAR系统进行使用，并且获得数据的平均精准度其自身可以满足0.5m，在高程上的精准度则可以提升到0.3m，地面间采集点其彼此之间的间隔不可以超出1.5m。

2 LIDAR测量技术中的重点问题分析

2.1 飞行设计

飞行设计可以说是激光雷达航进行大比例地形测绘里的一个不可忽视的核心环节，切实的进行好这一项目的设计是使得LIDAR技术能够在当前共公勘察设计过程中充分的将其自身的良好作用发挥到位的基础，并且在当前实际进行作业过程中，还需要使得采集到的相关数据能够保持自身的准确性，通过这样的一种方式使得数据成果自身的精度可以满足预期想要达到的要求标准[3]。飞行设计之前还需要本着经济和安全以及高效等基础原则，把当前的项目成果数据当成是核心追求的一个目标，除此之外还需要针对当前的地貌和地形等基础给予详细并且有效的分析，除此之外还需要融合LIDAR设备自身具备的发展优势，对于适宜的飞行参数进行确认，通过这样的方式使其能够质量更高的数据。

2.2 坐标与高程转换

机载LIDAR技术可以快速对于地面对象具体的三维坐标信息进行获取。当前，我们国家的很多项目在实际进行建设的视乎使用的都是国家坐标系或者是正坐标系，而GPS测量成果则使用的是一种WGS-84大地坐标。所以，在对这一问题给予有效分析的时候，需要对于坐标和高程系统转换等几个方面出现的问题给予处置，只有这样才可以使得最终的通过LIDAR技术获得的数据得到保证，最终将其使用到大比例地形测绘中项目的测绘。

2.3 数据分类

通过LIDAR技术获得的三维离散点数据相对比较密集，因此能够将其叫做“点云”。点云数据里涉及到的信息是多种多样的，其中具备一定代表性的信息主要包含了植被和建筑物以及地面等。因此可以看出，进行后期要需要对点云给予适当的分类，并且使用这样的一种形式，去完成植被和地面以及建筑物等相关信息的获取。激光点云分类其自身的原理主要是参照激光点以及附近点高程去完成对比，通过这样的方式对其进行适当的分类。从当前的具体测绘结果能够得出，很多LIDAR后的处理软件，都提供激光点云的一种自动的分类功能，可是这里还需要关注的一点是，如果想要得到非常理想的一种分类结果，那么在实际进行操作的时候，其本身还要求有人工对其进行适当的干预，特别是针对一些环境相对复杂多变的区域，人工干预起到的作用是不容忽视的。公路进行勘察和设计的过程中，如果想要获得最后的数字地面模型，只要求对于地面点上的激光数据进行处置。所以，在实际对问题进行分类的过程中，需要对于激光点云里的非激光地面以及激光地面去进行。

3 大比例地形测绘对LIDAR技术的应用

3.1 大比例地形测绘影像测绘

对LIDAR获得点云数据以及其它相关的数据继续的完成所需要的处理，通过这样的一种形式能够得到数字正摄影图像以及数字的地形图。在实际进行作业的时候为了能够使得公路勘察设计多个阶段提出的实际要求得到满足，正摄影图像当前的分辨率通常都需要超出0.2m，地形比例尺其需要保持在1：2000。另外，正摄影像图能够对于走廊区域的相关影像给予展现，这一影像和其余地理数据以及遥感影像数据能够实现有效的融合，除此之外还能够进行对于公路当前全面给予精准的勘察，通过这样的方式使得公路勘察选线的速度得到提升。

3.2 数字地面模型测绘

数字地面模型（DTM）测绘在当前公路勘察设计过程中的有效应用，其主要体现在横和纵断面数据属于当前公路辅助设计提供与其相对的一种数据作为有效的支持。地形图数字化当前因为受到了扫面矢量化其自身精准性以及原本地图的准确性等等几个方面因素对其产生的影响，所以其自身在速度以及精度上都不能够与当前现代公路勘察设计进行对比。从当前的技术情况进行分析可以看出，野外实测中包含了很多不同的测量技术，同时也是精准度相对比较高的一种方式，可是这样的一种方式在当前具体进行应用的过程中，其自身会受到多种不同因素对其产生的不利影响，特别是当前基于一些环境相对比较复杂的区域，这样的一种方式起到的效果则会受到严重的影响。摄影技术在当前的地面模型以及带状地图上其本身的发展都是主流，同时这样的一种技术不管是对速度上的测量疑惑是在精度上的测量，都可以对作业提出的要求给予满足，除此之外还需要关注的问题是，这样的一种技术经常会被大比例地形的植被和具体的天气情况所影响。LIDAR技术当前的产生，其非常好的处置了当前摄影技术所需要面对的主要难题，可是这样的一种技术其本身发展的时间相对比较短，所以需要对其相关内容进行研究和有效的分析。

3.3 制作平断面图

平断面图是当前输电线路勘测不能够忽视的成果。平面图使用立体作业平台去完成获取。在当前断面图进行绘制过程中，中线以及边线断面和风偏危险点则能够在DEM里完成提取。因为激光扫描测量系统当前进行采集点的密度相当大，因此其自身的精度也是比较高的，其中包含了非常丰富的信息，这样的一种情况让中线以及边线断面能够共同的得到DEM以及DSM等2种数据，同时还能够与真实地表相贴近，使其能够地服务在计算机的一种自动优化排位。

3.4 绘制塔基地形图

从针对环境保护的角度去考虑，在当前超高压以及特高压输电线路勘测设计过程中的杆塔位全方位高低腿当前已经成为了一种比较普遍的设计形式，所以结构专业针对当前大体积地形图测量提出的要求也在不断的提升。当前条件下线路终勘的一种塔基地形图一般都使用工测的方式进行测量，其占用了非常多的人力以及时间（50%～70%），这样的一种方式不但费时费力，并且点还不容易被有效的测量，内业处置的工作量也非常大。当前伴随着激光扫描测量技术的快速发展与日益成熟，精度不断的提升，这样的一种情况下自然会使得形图的数据收集以及处理朝着自动化的方向发展。另外，激光点的精度相对比较高，点之间的距大概在2m，在特定区域完成土方量自动的平衡计算，能够获得精准的土方量值。

3.5 其它方面的应用

使用LIDAR忽的到的DTM与0.2m高分辨率影响之间属于一种叠加的关系，其自身能够完成工程具体地貌的建立。这个时候有关的作业人员，能够直接去对崩坍以及滑坡等一些不利的地质的边界和形状等相关内容去完成所需要的采集，通过这样的一种方式能刚在很大程度上使得不良地质遥感解释自身的精准度得到提升。另外，通过对于高分辨率正摄影像以及DTM二者之间进行的有效应用，可以将三维辅助公路设计工作的有效进行，提供强切实可行的一种数据支持，通过这样的方式也能够让当前大比例地形测绘人员能够更加直接的进行大比例地形测绘，并且也能够完成对于当前大比例地形测绘里涉及到的隧道以及桥梁等多个不同项目构造物之间进行有效的设置，通过这样的方式使得公路自身的合理性的提升，使得公路建设工作能够快速有效的进行，通过这样的方式为人们提供一个非常好的大比例地形测绘结果。

4 结语

综上所述，LIDAR测量技术当前的应用，这样的一种方式让大比例地形测绘勘察效率获得了明显的提升，同时还从一定程度上完成了对工程造价的有效控制。在公路大比例地形测绘过程中，合理的使用LIDAR技术，要关注的是对其应用过程里出现的多种问题完成有效的分析，通过这样的方式也能够让其自身的应用效果获得切实可行的提升。