关键词：机载激光雷达技术；高陂水利枢纽工程；应用
一、机载激光雷达技术概要
机载激光雷达技术是起源于西方发达国家的一种技术，目前已经全面的投入到商业化应用之中，并形成了激光测距系统、全球卫星定位系统以及惯性导航系统等多种技术体系于一身，能够以三维的方式获取空间信息、时间信息和地物信息，能够获取更高分辨率的空间信息，也是当前测量行业之中应用最为广泛的测绘技术[1]。
机载激光雷达技术能够获取更高清晰度的数码影像，其搭载的数码相机专业系数较高，有着更加强大的信息获取能力。其次，机载激光雷达技术有着更高密度的三维点云能力，其本身采用的是激光回波探测远离，能够获取高密度的三维点云，这也使机载激光雷达技术与传统的航摄技术有着本质的区别，导致多种真实的地形地貌信息能够得到全面的映射。机载激光雷达技术的激光穿透能力较强，能够从狭小的缝隙之中穿过，从而更加真实有效地获取地表的信息，这也是当前唯一能够对森林覆盖地区的地面高程加以准确测量的技术。
二、机载激光雷达的技术优势
（一）数据产品较为丰富
机载激光雷达技术有着较为丰富的数据产品，包括了三维激光点云、数字表面模型、DOM、DEM以及DIG等等，在这之中，三维激光点云也就是LIDAR技术，能够直接获取三维点云的数据信息，这些数据信息也是生成数字化高程的重要依托。粗分类之下，点云技术可以进行DEM的制作，而细分类之下点云则可以用于地物识别和数据信息采集，也能应用到三维模型构建之中。
数字表面模式则能够使地物信息得到真实的再现和还原，能够应用到正射影响生产以及数字三维模型建立之中。而DOM则是正射影像的简称，通过数字高程模型对于数码影像加以纠正，然后进行影像的嵌入式处理，最终得到的影像也就是DOM。DOM的数据信息较为丰富，且具有较为直观的特性，有着良好的可判读性和可量测性，在这之中能够使自然地理信息和社会经济信息得到有效的提取。DEM则是数字高程模型的简称，是通过三维激光点云技术对地面数据加以提取，进而生成的数字高程模型。DIG技术则是通过激光点云的以及DOM影响的利用，生产处的大比例尺数字线划图产品，能够使野外作业的工作量得到可控制，促进成图效率的不断提升[2]。
（二）自动化程度较高
机载激光雷达技术的应用有着较高的自动化程度，其信息获取的敏感程度较高，能够获取必要干影像更小的地物信息，同事也能够使覆盖物得到穿透，进而获取地面的数据信息。LiDAR采取的是主动测量技术，能够通过光脉冲的自动发射和接收，使茂密的植被被穿透，使其不再受到光照和阴影的影像和限制，进而获取更加真实的数字高程模型。这种技术不会受到恶劣天气的影像，同时期摄影测量的范围较大，激光测距的精准程度较高，这也说明了LiDAR技术是大区域高精度数字高程数据获取最为可靠的技术。
机载激光雷达技术的系统能够对地面三维点云坐标和影像加以直接获取，不需要进行地面控制点的使用就能生产出DEM和DOM，与传统的测绘技术相比，其效率较高，成图工作量较低，调绘工作量也会得到大大减少，进而使综合工作周期得到全面的缩减。
三、相关技术的应用对策
高陂水利枢纽工程之中，应用机载激光雷达技术首先要对测绘地区的测量资料加以全面的收集，并对航空批文进行申办。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆相应的工作人员和管理人员应该做好协调工作，组织作业人员进入施工现场进行测量设备的布置，确保前期准备工作能够满足数据采集的切实需求。作业人员应该能够进入到设备之中对设备加以调试，确保相应的技术能够符合应用需求，对于存在着漏飞情况或者数据质量较差情况时，则应该加以补飞处理。要通过POSPac软件将外业数据加以采集，使LIDAR数据，IMU数据和GPS数据进行联合解算，通过对联测参数与参考面数据的控制与处理，通过Toppit软件加以数据处理和分析，从而获取DEM、DOM以及DMS数据信息[3]。
在LIDAR航空摄影活动时，首先要将飞行区域导入到专业化的软件之中，并对航摄区域进行合理控制，确保飞行时摄影区域的覆盖范围能够符合要求。要能够根据航向百分之60，旁向百分之30的机载激光雷达设备重叠情况进行布置，在相应的体系之中，数码影像和激光点要能够完全对飞行范围加以覆盖。
要能够根据被测区域的情况以及机载激光雷达的数据需要，对地面基站加以合理布设，根据GPS技术英勇的规范对数据信息加以合理处理。
在测量过程之中，可以采取8个均匀分布的参考面，采用RTK测量技术或者全站仪形式加以测量，从而使参考面上的数据信息得到获取。要能够对路边线上的房屋进行数据信息采集，使高程选择在平整坚实的地面之上，并通过点间距2米的水准2测量对策，确保每一个参考面之中的点数超过30个。
在数据采集工作开展之前，要能够对飞行设备加以检查和调试，确保GPS接收器能够接收到5个以上的信号，同时要启动计算机控制系统，观察飞行参数设计是否合理，确保数码相机能够处于正常的工作范围，同时打开LIDAR 系统，并对系统之中软件的运行情况加以分析。
在数据采集过程之中，要能够严格按照参数设计要求开展作业，GPS地面基站应该在系统启动之前的30分钟进行数据采集，并在系统关闭的30分钟后终止数据采集，对数据采集的实践加以有效记录。而数据的预处理则是对激光点的几何信息加以定位，通过数据差分处理对激光点的三维坐标加以解算。相应的技术在应用时往往会存在着一定误差，需要通过相应的匹配技术加以处理。通过对控制点进行条件或者利用航带部分的多余部分加以数据处理，从而使数据和控制点之间的地形进行合理设计。
通过POS姿态数据与地面GPS基站的数据处理之中，能够获得不同格式的导航数据文件，然后对航带是否存在问题的检查，来获取相应的控制文件。要能够通过对原始激光数据信息进行合理处理，进而使地表目标的空间三维坐标得到合理计算。
在DTM制作完成之后，要能够将地面点和费地面点进行分开储存，使其形成不同的文件体系。然后要能够根据DTM获取的影像数据，对DOM建议制作，最后生成相应的正射影像图。
之后通过数据质量统计、激光点云密度分析、正射影像质量分析和平面精度分析，确保其高程误差限差处于可控范围，然后通过正射影像矢量化和图形编辑的方式，对地形地物加以绘制和展现，最终实现对高陂水利枢纽工程周边地形地貌的有效测绘[4]。
四、结束语
通过机载激光雷达测量技术在大型水利枢纽工程之中的应用，能够为大面积地形测量活动提供更加有效的技术支持。尤其是在高陂水利枢纽工程中的应用，能够使正射影像图和数字线划图进行有机结合，从而使多种地物信息得到直观的体现，从而使外业调查的工作量得到有效控制，进而使工作效率得到全面提升，使生产成本得到有效减少，由此可见，机载激光雷达测量技术在我国高陂水利枢纽工程值得不断推广和应用。
参考文献
[1]高坤,柴建文. 机载激光雷达技术及其在电力工程中的应用[J]. 城市建设理论研究（电子版）,2016,(12):2527-2527.
[2]董改改,王雪娇. 机载激光雷达技术在水利水电工程中的应用[J]. 建筑工程技术与设计,2019,(11):2668.
[3]潘瑶. 机载激光雷达技术在摄影测量中的应用[J]. 环球市场,2017,(31):361.
[4]黄志远,黄声享. 机载激光雷达技术在输电线路工程中的应用[J]. 测绘地理信息,2016,41(1):51-53
论文作者:卜范林 李泳材
论文发表刊物:《建筑实践》2019年第23期
论文发表时间:2020/4/9
标签：激光论文; 技术论文; 数据论文; 水利枢纽论文; 测量论文; 高程论文; 信息论文; 《建筑实践》2019年第23期论文;