关键词：工程测绘；激光雷达测绘技术；应用
近年来，信息技术的进步加快了我国各行各业的发展步伐，在技术日益发展的今天，我国建筑、国防与航空等事业逐步发展，国家综合实力显著提高。而这些行业对于测绘工程质量的要求较高，只有保障了测绘的精度，才能为相应的项目提供重要的数据支持。工程测绘技术逐步朝着信息化、现代化的方向迈进，激光雷达测绘技术在各个领域的应用，获得了更为完整、准确的测绘数据，加快了工程测绘的现代化发展。
1.激光雷达测绘技术的基本原理
激光雷达测绘技术中，测绘主要是借助于光波来完成的。在具体的测绘工作中，被测物体在光波作用下，保障了相关数据收集、传输的安全性。当光波照射到被测物体以后，雷达接收器可以直接接收该物体所反射的光波信息，经由专业的数据分析与处理以后，能够直接获得被测物体与光波的距离。激光雷达技术测绘信息的获得以GPS和INS为基础，获得的信息包含了被测物体的地貌、海拔、土壤性质、植被覆盖率等，这些信息在测绘过程中主要以数字形式加以传输与保存，有效保障了数据的完整性、精确性[1]。与一般的测绘技术相比，激光雷达技术的测绘功能更为完善，其可以被应用水下探测，雷达接收器不仅可以进行准确定位，还具有较强的抗干扰能力，激光三维数据采集技术能够掌握水下物体的运行状态，克服了传统测绘技术的局限性。激光雷达技术下，脉冲是关键要素，信号的获取与接收都由脉冲来实现，保障了测绘过程中信号、数据的高效传输。
2.激光雷达测绘技术的分类
激光雷达技术作为当前应用最为广泛的技术，随着技术的进步，其技术越发多样化。空间扫描、激光发射、终端信息处理等都是其中的核心技术。以空间扫描技术为例，其主要包含了扫描体制与非扫描体制两种类型，前者的应用范围高于后者。在扫描体制下，主要是由机械来完成扫描的，有效保障了扫描的频率。激光发射技术中，激光发射机起着重要的作用，其所选择的光源主要是半导体气体激光器与固体激光器，半导体激光器的应用范围较广，主要是由于其激励方式与物质种类都较多，为技术应用提供了更多的选择空间[2]。相比较而言，固体激光器的体积小、质量轻、量子效率高，能够保障光束质量与使用寿命。终端信息处理技术主要是通过计算机技术、集成电路与通信技术等，来实现了整个系统运行中传动结构、扫描机与激光器的协调与精准控制，保障了整个工作系统的可靠运行[3]。
3.激光雷达测绘技术在工程测绘中的具体应用
3.1基础测绘
工程测绘中，基础测绘主要是对被测对象基本信息的获取，比如，地图测制、数字影像资料获取等。数字影像资料的获取过程中，由于其测绘工作量大、测绘操作相对复杂，为了最大程度上避免测绘操作的误差，必须要结合具体情况，制定完善的测绘程序，保障测绘方案的优化，明确测绘的技术路线。此外，测绘人员只有具备了较高的专业素质，才能够严格根据测绘技术路线来完成相应的测绘任务。激光雷达测绘技术的应用有效实现了被测物体地面三维坐标的数字化呈现，这种测绘方式，大大提高了测绘的精度，使得测绘误差大大减小，测绘成本得以控制，测绘效率大大提高。激光雷达技术与其他定位技术等结合，可以进行大范围DEM的高精度信息获取，这种信息获取具有实时性，能够使得有关人员掌握真实地表的高精度三维信息，在城市道路、堤坝、隧道工程建设与监测方面能够发挥其技术效果。
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3.2管道线路
城市化的快速发展过程中，各种管道线路的分布日益复杂，比如，各种电力线路、通信线路等。在管道线路测绘中，机载雷达扫描技术建立了空中激光雷达系统，该系统的建立，保障了管道线路测绘工作的顺利进行，最大程度上避免了环境因素对测绘产生的干扰[4]。在管道线路测绘中，直升机只要沿线路分布，就可以获得全面的测绘信息。相比较而言，激光雷达测绘的操作便捷，要保障测绘的质量，相关的测绘人员只需要结合测绘质量要求，进行直升机飞行高度与速度的科学控制就可实现。
3.3数字城市建设
技术的进步使得数字城市成为一种新的理念，一些城市逐步认识到数字城市建设的重要性，积极开展了一系列的探索。数字城市已经成为很多大型城市发展的主要方向。数字城市建设中，关键是要进行相关城市设施的精准定位，空间信息的获取是数字城市框架建设的基础[5]。传统的测绘技术下，其空间信息的精度不足，而激光雷达技术可以为数字城市建设提供技术支持，该种测绘技术所获得的测绘信息，是数字城市框架的重要数据。数字城市建设过程中，需首先构建城市范围内的虚拟管理平台，该平台内的城市三维模型关键，应用该模型能够直观呈现城市的情况，激光雷达技术可以对城市进行全方位的扫描，保障三维模型构建的质量。
3.4精密信息测量
在工程测绘领域，往往还涉及了一些精密信息的测量，比如，水文地质测量、沉降测量等，这些测量必须要保障测绘的精度，必须应用先进的测绘技术，来对被测物体进行全方位的测量。激光雷达测绘技术能够利用数码照相等功能，获得水文地质的纹理数据，该数据通过与工程模型的叠加处理，建立三维模型，在该模型中，相关人员能够获得精确的变形、沉降数据，有效实现了精密信息误差控制。高速公路设计中，高精度的地面高程模型DEM为设计人员的土方量计算与线路设计提供了便捷。以某高速公路工程为例，在项目规划建设过程中，结合区域内的特征，选用激光雷达测绘技术。在该测区内，地面高程在100～700m，相对高差达到了500m以上，工程区域内包含了各种的山岭、丘陵等地貌，地质条件复杂，土层较高，该地区主要分布着黄土，黄土的垂直性特征加大了该地区内的地形变化，导致区域内的地形差异明显。复杂的地形地质条件加剧了工程测绘的难度，应用激光雷达技术，能够保障测绘数据的精确性。
激光雷达测绘技术的应用中，航摄飞机与激光雷达设备是关键设备，这些设备的应用，保障了测绘工作的高效率进行。航摄飞机在飞行过程中，可以实现自动化控制，飞行姿态的调整由GPS设备与机载激光雷达来完成。在测绘过程中，激光雷达测绘技术主要包含了：机载激光雷达航空数据采集、分别生成彩色数字正摄影像图DOM、数字高程模型DEM、数字线划地形图DLG、横断面地面线。根据所获得的各种模型与信息，有关设计人员能够进行线路的设计与调整，保障了高速公路设计规划的质量。
结束语：
近年来，在测绘技术快速发展的背景下，激光雷达测绘技术被广泛应用于军事、城市建设、环境保护等各个方面，该种测绘技术的应用，克服了传统测绘技术的局限性，提高了整个测绘的效率与质量，为项目实施提供了重要的测绘数据支持，最大程度上减小了工程误差。因此，激光雷达测绘技术在未来还将具有广阔的应用前景。
参考文献：
[1]朱美红.工程测绘中激光雷达测绘技术的应用探析[J].工程建设与设计,2019(16):268-269.
[2]杨卫. 机载激光雷达技术在高山区水电工程测绘中的应用[D]. 西南交通大学, 2016.
[3]黄琳,郭朋良.探析工程测量中激光雷达测绘技术的应用[J].科技视界,2018(15):20-21.
[4]范传辉,曹久立,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(06):77-78.
[5]程学军.工程测绘中激光雷达测绘技术的应用探讨[J].资源信息与工程,2016,31(06):112-113.
论文作者:薛小战
论文发表刊物:《工程管理前沿》2020年3期
论文发表时间:2020/4/3
标签：技术论文; 激光论文; 工程论文; 信息论文; 数字论文; 数据论文; 城市论文; 《工程管理前沿》2020年3期论文;