摘要:由于激光雷达技术能够简单、快速并且准确的获得三维信息,受到人们的广泛关注。因此被运用到测绘行业中来,这种先进的测绘技术颠覆了传统的测绘模式,给测绘行业带来了改革。
关键词:工程测绘;激发雷达测绘技术;应用
引言:激光雷达测绘技术,即Lidar,是一种高配置高原理集成系统,是当前数码测绘技术的典型代表。激光雷达技术主要由记载GPS提供空间位置,这种技术的激光方向建立在惯性测量技术的基础上。此外,激光系统主要供给激光脉冲,由计算机系统提供高速和大规模的数据存储空间与处理能力。运用激光雷达技术可以同时快速的获得空间三维坐标。实地拍摄的数码摄影像片,在计算机的处理后,可以重现大型实体及场景目标的3D数据模型,呈现设计生活中的事物的真实存在形态,确保快速获取空间信息的效果。
一、激光雷达测绘技术概述
激发雷达测绘技术即是指将电磁波信号发射向被测地点,对反射回来的信号进行接收,将其与原信号进行对比分析,以此掌握被测目标的位置、高度、距离以及运动状态等信息,从而达到对被测目标进行跟踪或是勘测的目标。和传统测绘技术相比,激光雷达测绘技术可以同时获得被测目标的三维空间坐标,将其和计算机技术综合应用可以即时构建其数字模型系,大幅度提升工程测绘的效率、精确度。同时,激光雷达测绘技术还可以和虚拟现实技术进行结合应用,用于自然灾害的监测和防控。此外,激光雷达测绘技术在工程建设、交通管理以及城市规划等领域也有所涉及,可见其应用范围十分广泛。
二、激光雷达测绘技术的具体工作
1.高灵敏度的信息接受技术
该技术是由光学探测器和回波理电路等组成,需要对各个传动结构、扫描仪、激光器等收集来的信息进行汇聚、光电转变、放大检测等,既要完成对目标的三维图像数据处理,还要修正图像性的非线性扫描、回波信号幅度、图像显示灯高速运算,是激光雷达测绘技术里最重要的环节,常需要大规模的集成电路和高科技计算机互相协助完成。
2.空间扫描技术
通常分为扫描体制和非扫描体制,激光扫描技术是在社会和军事中获取三位地理信息的主要途径,通过扫描目标图样进行国家的城市规划、农业开发、水利工程、环境监测等,对国家城市和产业经济建设有很大的帮助,在防震减灾和交通通讯上也为人民生活带来许多便利之处。
3.激光发射机技术
该技术是依靠半导体激光器、二氧化碳激光器等发射光脉冲打在物体上并反射回来,通过接收到的信息来测量目标距离角度、运动状态、识别和跟踪目标,在低空直升机、化学生物探测、和水下探测中发展更加成熟,更多的运用于军事方面。它有着高速度、高性能、长距离的特征,能提供更多目标性能数据,例如水下的机载激光雷达,最大的特点就是可以水下目标成像,这对于水下检测海深地形、海岸侵蚀等数据有着非常大的优势。
三、激光雷达技术在工程测绘中的应用
1.准确快速获得数字高程模型
激光雷达技术的应用能够获得高精度与高密度的数据产品,通过激光点云数据能够准确表达出各个点位之间的三维坐标。由于激光点的数量较多,且密度较大,这样可以在实践中模拟出一种分辨率以及精度都比较高的数字高程模型。所以在一些对于数据方面要求比较高的产品中应用激光雷达技术可以达到快速准备的目的,用以满足各行各业对于数字高程测量方面的需求。
2.激光雷达测绘技术应用于基础测绘
在实际的工程测绘工作中,GPS技术是激光雷达测绘技术中的关键技术。相对来说,GPS技术的三维立体技术是非常全面的,这使其在基础测绘中的应用价值非常大,很多基础测绘工作都离不开强大的三维信息作为支撑。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆工作人员在进行基础测绘工作的时候,在具备较为精准的地形信息的前提下,往往会利用数字正射影像来对地形面貌进行微分纠正,但是这种工作模式对操作人员具有比较高的要求,在实际工作中离不开专业技能的支撑。激光雷达测绘技术的利用可以为数字正射影像工作提供极大的便利,将三维坐标及时地提供给工作人员,这样就可以有效减少基础测绘工作的投资成本,在很大程度上确保测绘工作的准确性。
3.激光雷达测绘技术应用于精密测绘
常见的精密工程测绘有建筑测量、变形测量、沉降测量等,这些精密工程测绘或多或少的都涉及测量目标采集和三维物体模型构建工作。无论是测量目标采集还是三维物体模型构建,都要求有准确的测绘数据支持,而激光雷达测绘技术可以得到比较精准的测绘数据,基本满足精密工程测绘要求。通过激光雷达测绘技术中的数字相片获得被测对象的纹理信息,将这些信息与物模型进行叠加,构建被测物体的三维模型,为相关的规划、管理、决策等工作提供有力支持,使精密工程得以顺利实施。
4.激光雷达测绘技术应用于矿山测绘
当前阶段,我国社会发展对矿产资源的需求量持续提升,矿山的大规模开发对当地的自然环境造成了严重的破坏,同时也加重了资源枯竭问题,因此在构件数字矿山的过程中,如何实现其可持续发展将是需要重点考虑的一个方面。为了实现生态环境保护和数字矿山构建的完美融合,应该将激光雷达测绘技术引入其中,对矿山所在地区的地面信息数据进行全面高效的采集,以此为依据构建三维虚拟地面模型,选择最合适的区域,重建建筑物的数字模型。通过具体应用实践来看,激光雷达测绘技术在数字矿山构建中的应用可以强化矿山信息的可靠性,提高矿山经济状况以及生态环境评价的科学性和真实性,为自然灾害的防控提供翔实可靠的依据。
5.激光雷达技术应用于森林业
机载激光雷达系统最早应用的商业领域即森林工业,由于森林业发展与国土管理都需要森林及其树冠下端地形的准确数据,而传统技术中很难获得树高及树的密度的精确信息。机载激光雷达与卫星成像不同,当利用这种技术勘测树冠下的地形时,还可同时获得树的高度。
6.激光雷达测绘技术应用于管道布图与电力传输
对管道系统、电力系统进行布置时,可将激光雷达系统安装到直升机的工作平台上,以此对管道分布系统、电力传输系统进行检测。因直升机能够顺着管道传输系统或者是电力线路传输系统的走廊进行飞行,这种检测方式比传统的固定翼飞机检测模式的成本低,且直升机能够及时按照相应的要求调整飞行速度与飞行高度,以此获取精确性、准确性较高的数据。若将激光雷达系统与数字相机、录像机或者是其它传感设备一同运用到直升机上,能够同步绘制出管道系统或者是电力传输系统的线路图。
7.激光雷达测绘技术应用于水下地形测量
在进行水下的地形测量时,激光雷达技术主要是通过使用两种不同波长的激光束,可以使水下地形能够更真实的呈现出来。其优点是可以进行大面积的水下测量,同时对于海道的测量中也被广泛的应用这,在进行海水测量的时候,其测量深度最多可达到50m,深度会受到海水的水质影响,水质好清晰度高,测量的深度也更高。
结语
激光雷达测绘技术具有非常多的优点,将其应用到实际的工程测绘工作中可以有效提高测绘效率以及测绘质量,从而获得比较准确的测量数据,进而在一定程度上促进我国工程测绘工作的进一步发展。经过本文的分析可以看出,激光雷达测绘技术的应用前景非常广泛,随着我国科学技术水平的不断提高,激光雷达测绘技术也会逐渐完善与成熟,在越来越多的领域得到应用。
参考文献:
【1】马宏志.工程测绘中激光雷达测绘技术的应用探析[J].中国新技术新产品,2018(17)
【2】吴成秋.工程测绘中激光雷达测绘技术的应用探析[J].工程技术研究,2018(6)
【3】董张博.激光雷达测绘技术在工程测量中的应用[J].建筑工程技术与设计,2017(36)
论文作者:周家喜
论文发表刊物:《基层建设》2019年第13期
论文发表时间:2019/7/22
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