广州市水务科学研究所 广东省广州市 510220
摘要：随着时代的发展，数字技术作为一种新兴技术已经在工程测绘工作中得到了越来越广泛的应用，尤其是激光雷达测绘技术的应用，在工程项目中，使工程测绘工作变得更加简便快捷，大大提高了测绘数据的精确性与准确性，促进了我国建设事业的发展。本文介绍了激光雷达测绘技术的工作原并着重分析了其在工程测绘中的应用，希望能够为工程建筑中的测绘工作提供参考。
关键词：工程测绘；激光雷达；作用
0引言
先进的科学技术推动了社会的进步和发展，提高了社会中各个行业的实际工作效率。工程测绘当中采用新型的测绘技术能辅助道路和交通的建设，在很大程度上的弥补了传统测绘形式存在的缺点。其中激光雷达测绘技术能实现深度扫描，并且能够全方位的扫描对象，可根据收集到的数据和信息进行三维建模，通过对测绘项目的综合分析，进而得到相应的信息。激光雷达测绘技术是一种有效的方法测绘。在研发后受到业内众多学者的广泛关注。基于这样的发展状况，在此次研究中本文从以下几个方面展开详细的论述。
1激光雷达测绘技术
1.1技术原理
激光属于是一种高质量光源，其方向性、单色性以及相干性均较好，不容易被太阳光线、大气环境等因素影响，基于此激光扫描技术具有较强的抗干扰能力，相应的获得的数据更加可靠。
激光器发射激光至物体上后，部分光经反射得到回浪信号，由接收器接收后，通过相应的仪器对激光发射到接收的时间，激光器至反射物体的距离公式如下：d=c×t/2，式中，c 为光速，t 为时间。通过 GPS，可获得激光器位置坐标、激光方向等信息，计算得到激光点大地坐标 X、Y、Z，由大量激光点汇集得到激光点云，获得点云图像。
激光束发射频率跨越的范围十分大，小至每秒几个脉冲、大至每秒几万个脉冲，以每秒一万次脉冲为例，接收器 1分钟即可记录六十万个点。不少激光扫描系统可实现对同一脉冲多次反射的有效记录，如：激光束发射出去后，可能会先达到树冠顶端，然后部分向下达到树叶上或是枝干上，还有部分会打在地面上，如此就会出现多个反射点记录。通过对多组数据的分类、滤波处理，可得到地面高程、树、建筑物高度等信息。
2工程测绘中具体运用激光雷达测绘技术
2.1基础测绘
基础测绘“4D”产品，不仅仅是指数字高程模型，还有数字正射影像、数字栅格地图（Digital Raster Graphic，DRG）以及数字线划地图（Digital Line Graphic，DLG）。
上述几种产品中，DOM 应以 DEM 精确地形信息为基础，开展数字微分纠正；若是未得到 DEM 资料，则可采取数字摄影测量方法获得，数字摄影测作业量大、专业性强，对于相关工作人员的专业要求十分高。目前机载激光雷达技术的发展与应用，所获得的地面三维坐标满足数字微分纠正要求，DOM 获得更加便捷，同时由于不需要应用到数字摄影测量，相关的测量成本也得以节约，为规模化生产提供了可能。
同时，激光点云数据可提供植被、地物三维信息，使得DLG 地形地物量测准确性更高。
2.2精密工程测量
精密工程测量中，必须以高精度的三维坐标信息为数据支撑，若是条件允许还要构建三维物体模型，以保证测量质量，如：建筑、隧道测量、水文测量以及电力选线测量等等。地面、机载扫描仪是实现精密工程测量的重要途径，通过三维模型的构建可为形变量测、景观分析以及物体保护等提供重要支持。
如：在公路、铁路设计过程中，可以激光雷达技术获得高精度DEM，以为后期的线路等设计提供重要的数据支撑。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆在电力线路设计过程中，激光雷达技术能够实现对目标区域中地形、地物的全面反映，如：通过掌握树木分布情况，可对砍伐树木面积加以计算，为后期规划设计奠定基础，同时通过激光扫描获得电力线路某一点与地面距离，可为线路抢修提供便利。
2.3数字矿山
近年来，激光雷达技术到矿山测量的工作中也渐渐地得到了应用。由于激光雷达技术通过运用扫描仪的功能，对矿山表面及井下的区域进行激光扫描，依据反射激光点建立一个立体三维模型，进而实现其远程测量。与传统的矿山测量方法相比，三维激光扫描技术测量技术采用远程测量的方法，为矿山的测量工作提供了安全性的保障，且减少了矿山测量工作者的工作量。最近，在矿山测量工作中也普遍采用三维激光扫描技术。此外，三维激光扫描技术测量技术具有抗干扰性强、稳定性好的优势，能够对矿山的表面及井下的矿层等状况进行精确地测量，为矿山的开发提供稳定可靠的数据，也减轻了矿山测量工作者的工作负担，提高了矿山测量的工作效率。综上所述，激光雷达技术为矿山测量工作提升了一个新台阶，在矿山的测量工作中起到不可忽视的作用。
2.4森林业发展中的应用
随着遥感技术的发展，光学遥感虽弥补了传统方式的不足，有效减少外业调查和计量的人力和时间耗费，并且能在保证精度的同时保证数据的空间完整性与时间一致性。但是，在森林垂直结构信息获取方面具有一定局限性，时常出现区域性光谱信号饱和的问题。而激光雷达（LIDAＲ，Light Detection andＲanging）是一种新兴的主动遥感技术，将现代激光技术与传统雷达技术融为一体，不消除了光学遥感影像产生的信息饱和问题，且可直接提供森林垂直结构信息，能精确获取研究对象的三维地理坐标。星载激光雷达是基于卫星平台运行，具有观测视角宽和运行轨道高两大特征，覆盖世界的每一个小区域，可以连续完整的记录其回波的波形数据，且在植被垂直分布测量、海面高度测量等监测方面也发挥着重要作用，对于森林生物量的估算也非常关键。
2.5智能输电线路测绘
机载激光雷达可以较好地解决空间分析和三维量测的问题，配合直升机扫描飞行其数据采集快速、便捷、高效的优势十分明显，通过系统分析能准确高效地测量线路通道地物（特别是树木）到线路导线的距离，开展基于直升机机载激光雷达智能测距在线路树木隐患排查等方面具有人工测量无可比拟的优势，进一步拓宽了架空输电线路直升机巡视作业业务领域。
国内目前已成长起一批机载激光雷达硬件和扫描数据分析服务供应商，为发展直升机机载激光雷达智能测距提供了有利条件，随着三维激光雷达扫描数据深化应用进一步发展，直升机机载激光雷达智能测距输电线路树障也将逐步进入常规化应用阶段。
2.6数字城市建设
数字城市是一个新型的概念，也是各个国家、地区致力于实现的一个目标。
空间信息是数字城市构建的重要基础，通过激光雷达技术的应用，能够获得数字高程模型、数字正射影像、数字栅格地图、数字线划地图等等成果，因此其是数字城市建设的技术支撑。
数字城市的核心是城市三维模型（即：城市管理虚拟平台），其必须具有精度高、真实度高、可量测的特点，若是以传统技术构建城市三维模型，必然要面临一个困局：工作量过大、效率低下、精度要求难以达到，这也就限制了数字城市服务面的拓展。通过三维激光扫描技术开展空中、地面的全方位扫描，不仅可在最短的时间内获得最多的三维点坐标，其坐标精度也有所保障，使得大面积城市三维模型构建成为可能。同时，激光雷达技术的应用还有利于对各项数据开展快速、动态的更新，使得城市三维模型科学性与合理性得以保证。
3结束语
综合所述，雷达测绘技术在工程测量中已成为重要的技术手段，因此为了更好的利用激光雷达技术，需要众多技术人员和科研人员共同努力，将科研成果与实践进行有效的联合，来加大激光雷达技术的进步与信息化，从而进一步推动激光雷达的广泛应用。
参考文献
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论文作者:汪双进
论文发表刊物:《探索科学》2017年2期
论文发表时间:2017/8/25
标签：激光论文; 测量论文; 技术论文; 数字论文; 矿山论文; 数据论文; 工程论文; 《探索科学》2017年2期论文;