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摘要：在现阶段，国际上最为先进的三维航空遥感技术--激光雷达技术，其主要是遥感领域和摄影测量领域的主要成就，有着植被穿透的能力，也正是传统技术手段所步契机的。机载激光雷达技术的对数据自动化处理的程度较高，有着数字化、高精度、高密度、不接触性，低作业成本等的优点，所以，在输电线路工程的施工阶段，机载激光雷达技术在输电线路工程施工中的应用十分广泛。下面就对其应用进行探讨。
关键词：机载激光雷达；输电线路；应用
前言：LiDAR（Light Detection And Rang）机载激光雷达技术主要是在上世纪末遥感领域、摄影测量领域中具有革命性意义的一项技术成就。而LiDAR技术比传统是摄影测量技术相比，其精度及其自动化处理的程度更高，并且作业成本较低。而LiDAR在西方发达国家的应用历史现已有10年，其应用范围十分的广泛，主要包含了基础测绘、线路设计、电力巡线及其数字城市、林业等的领域。
1 LiDAR技术的工作原理
机载激光雷达系统（LiDAR），其主要是集合全球定位系统、惯性导航系统、激光扫描等技术为一体的三维遥感系统，其主要的组成部分包含了飞行平台、控制单元、惯性测量、定位系统、激光扫描仪、数据的处理系统等。激光扫描仪可以实现对其地面采样点到扫描仪的中心距离测定。而飞行的平台则是包含了直升飞机、固定翼飞机、惯性测量和定位单元则是包含了差分全球定位系统、INS两部分。而DGPS、GPS能够对激光扫描仪的中心位置进行精确的测定，INS能够对其扫描仪姿态进行测定，控制单元则是包含了控制、同步、记录的三部分。机载激光雷达技术则是利用了扫描仪发射激光脉冲至地面，之后再按照发射脉冲到脉冲返回扫描仪的时间，计算地面激光光斑、定扫描仪的中心距离。利用DGPS测定扫描仪中心的三维坐标（X0，Y0，Z0），再经过INS确定扫描仪的姿态参数（航偏角κ、ω旁向倾角ω、航向倾角φ）。通过获得的空间几何关系及几何参数，就可确定地面测样点的坐标（X，Y，Z）。
2 机载激光雷达技术与传统的航空摄影测量之间的差异
机载激光雷达技术主要是作为一种新型航空摄影测量的技术，其和传统航空摄影测量在一项方面十分的相似。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆两者之间的载体都是飞行器，两者都配备数字化的摄影测量传感器、全球定位系统等，对原始数据处理十分的类似，比如说断裂线探测、数据的压缩、粗差过滤等。两者之间所研究的主题都是传感器集成、数字信号处理的分析。机载激光雷达技术作为最为先进的遥感技术，和传统的航空摄影测量技术相比，其优势十分显著。主要如下几点：第一，机载激光雷达技术主要是主动式的测量方法，是天气条件影响小于传统的航空摄影测量。第二，和传统航空摄影测量进行比较，机载激光雷达技术的野外控制测量工作量将大大的减少，只是需要很少的全球定位系统就可以。第三，机载激光雷达技术是光电计算技术不断发展下的产物，其主要结合了计算机、激光、INS、全球定位系统等先进的设备，其集成度也随着技术理论成熟而不断的提高，数据的处理速度较快，自动化的程度较高，外业工作量较少，并且成果的精度较高。第四，在激光雷达进行扫描的适合，能够进行数码航空摄影的测量，不需要进行像控，直接的解算出了外方位的元素，构建了三维模型，生成正射影像DOM，是传统航空摄影测量的扩充。
3 机载激光雷达技术在输电线路工程中的应用
3.1 输电线路勘测设计
第一，数据的处理。机载激光雷达技术的数据主要包含了回波强度图像、距离图像数据。对数据图像的数据进行分类，包含了非地面激光点云、地面激光点云数据，生成了数据高程模型数据。按照DGPS和INS获得的航空数码影像内外方位元素、DEM数据，能够纠正航空数码正射影像，获得了数字正射图像的数据。直接利用距离图像数据，能够生成数字表明模型数据，提取了植被、道路房屋等的新型。利用DEM或是地面激光点云能够直接的生成等高线、断面图等。
第二，选线的优化。在进行输电线路的设计阶段，对线路的路径进行选择十分重要，在各级地方政府对输电线路的通道审批十分严格下，对新增的工厂或是房屋地段，选择出输电线路通道变得更加的困难。在重要的避让及其重要的跨越地段，对其线路通道精度的要求较高，并且其因素对其整个路径方案成败起着十分重要的作用，传统选线方式的工作量较大，经常需要多次的反复，并且难以最佳的方案，而运行的高精度机载激光雷达技术的选线进行优化。
利用LiDAR系统中的激光点云数据、DOM数据、DEM数据，技术人员对其地形地物进行判读，测量、获取空间信息更加的便捷、准确，选线则是更加的精确，平端面的测图精度较高，塔位的选择也就更合理。
3.2 巡线中的机载激光雷达技术应用
利用了机载激光雷达技术进行巡线，在激光束遇到了树木、杆塔、电缆的适合，信号返回便可确定出扫面对象位置，确定了输电线路相当植被安全的距离。机载激光雷达系统对多个回波信号进行了记录的适合，提取并且处理了不同回波信息，进而获得了树高信息、树木底部地形信息。机载激光雷达技术的数据密度较高，适宜描述树冠形状，能够从数字影像中提取光谱信息，按照光谱信息主要分为了阔叶树、针叶树。之后再处理了数据，能够对其植被覆盖的情况进行分析，并且对其进行分类，计算树种、树高、树木的体积，对植物生长情况可进行动态化的监测。在获取线路走廊中的树种生长情况之后，按照运行的规程，经过直升机激光扫描，计算出树木最佳的剪枝及其砍伐量，以满足了输电线路的安全运行。
结 语：
综上所述，我国的机载激光雷达技术应用研究的起步相对较晚，发展的程度还是十分的落后，为了有效的促进机载激光雷达技术应用快速的发展，应对其机载激光雷达技术系统组成、数据、图像处理等深入的研究，积极的探索出了激光雷达新技术，并且不断的向激光雷达远程花、多传感器集成化、多功能一体化的方向发展。
参考文献：
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[3]袁荣.基于机载激光雷达的电力线路优化技术研究[J].科技资讯，2011，（8）：129，131.
论文作者:于文峰
论文发表刊物:《北方建筑》2016年12月第35期
论文发表时间:2017/3/29
标签：激光论文; 技术论文; 数据论文; 测量论文; 线路论文; 对其论文; 扫描仪论文; 《北方建筑》2016年12月第35期论文;