三维激光在高速公路上的应用论文_王鑫

四川省冶金地质勘查局测绘工程大队 四川成都 610000

摘要:现代社会不断发展的情形下,高速公路工程项目施工作业活动的开展实施,对现代社会经济的发展有较为重要的影响及作用。结合现实情形可知,在现代民众生产生活质量水平上升发展的情形下,如何更好的进行高速公路工程项目施工作业活动,逐渐成为工程行业研究关注内容的重要组成。本文主要结合现实情形,分析探讨高速公路施工作业期间三维激光扫描技术的切实有效应用,以期能够为高速公路施工建设发展提供参考性建议。

关键词:三维激光;高速公路;技术应用

在我国现代科学技术不断发展的情形下,机载激光雷达技术应运而生,在国内外学者进行该项技术深入调查研究活动的情形下,以机载激光雷达技术为基础的相关设备被研制并被投入至市场进行有效使用。在时间不断推移发展的情形下,机载激光雷达技术在高速公路工程行业领域中的应用范围不断加大,并且在一定程度上满足了高速公路工程行业施工建设发展需要,极具现实价值。

一、分析探讨机载三维激光扫描技术获取数据的基本原理

机载三维激光扫描技术是现代科学技术不断发展下的结果,在该项技术的切实有效应用的情形下,机载激光雷达系统得以存在并发展,结合现实情形可知,机载激光雷达系统是一种安装在飞机上的机载激光探测和测距系统,激光扫描仪技术、GPS技术等均是系统发挥功能效用的重要技术支持。在机载激光雷达系统切实应用的情形下,其能够通过距离传感器、激光扫描器,在结合计算机仪器设备综合应用的基础上,进行工程项目测量数据的收集、显示及存储等各项处理工作,在获取被测目标三维坐标数据和表面形态数据的基础上,能够为各种立体模式的建立提供相关数据。如图1所示,机载激光测量系统由OPS、IMU等系统共同组建而成,进而发挥相应的价值效用。实际生产生活中,机载激光测量系统获取数据的基本原理内容为:在机载激光雷达系统航摄飞行的过程当中,激光扫描仪发射并接受激光束,在进行地面线状扫描作业的情形下,传感器空间位置由动态GPS系统确定,飞机的实时姿态数据由IMU测量,在IMU和GPS两大系统进行数据拟合作业的情形下,能够获取较为科学全面、完整的地面三维数据。

图1:机载激光测量系统组成图示

二、高速公路工程测量作业期间机载三维激光扫描技术的应用

高速公路工程测量作业活动开展实施期间,数据获取的准确、全面、完整性对整个测量作业质量有关键性影响,在现代科学技术不断发展的情形下,先进的测量技术及测量仪器逐渐投入使用,从而有助于提高高速公路测量作业质量及效率。现实情形下,机载三维激光扫描技术在高速公路工程测量作业期间的切实有效应用,主要包括获取数据、处理数据、设计优化等多项工作内容。具体内容为:

1.获取原始数据

为满足高速公路测量作业发展需要,科学合理高效的获取各项原始数据,在相关人员应用机载激光雷达系统的过程当中,做好事先的各项准备计划工作,具有极其重要的现实价值。在相关人员充分做好各项准备工作的情形下,高速公路工程项目原始数据的获取质量、获取效率能够得到较为积极有效的保障提升。结合现实情形可知,机载激光雷达系统实际应用的过程当中,作业人员需要进行的各项准备工作,主要包括:一,飞行计划的制订,相关人员需要结合当地的气候状况、飞机飞行的影响因素等多方面因素,制定科学合理的飞机计划,以期满足高速公路工程测量作业需要;二,仪器设备的安装及检查作业,相关人员需要在事先进行全球定位系统接收机、惯性测量、激光扫描测量等仪器设备的安装及检查作业,确保相关仪器测量按照标准要求内容进行科学合理化安装,安装作业质量符合测量作业标准。

2.处理基础数据

在高速公路工程项目测量作业活动开展实施的整个过程当中,为满足测量作业数据需要,相关人员需要针对机载激光雷达系统户外采集原始数据进行一定的处理。具体的数据处理作业内容为:一,飞机航迹的确定;二,激光扫描测量数据的系列处理;三,对基础数据进行分类处理;四,坐标匹配;五,进行影像数据的定向和镶嵌;六,三维地形模型的建立。

3.优化线路设计

现代社会经济不断发展的情形下,现代民众对高速公路工程项目提出了更多更高的要求,基于此,为更好的满足工程项目施工建设发展需要,在工程项目施工作业活动开展实施的整个过程当中,相关人员应更为科学合理的进行测量作业活动。结合现实情形可知,在机载激光雷达系统实际应用的情形下,专业人员应当以高分辨率、高精度的正射影像及激光点云数据等为基础,通过二维和三维结合的作业方式,在进行多人协同设计作业的情形下,对高速公路线路路径设计进行有效优化,以期提高高速公路工程项目施工建设质量及效率。

三、高速公路工程项目技术应用实例分析探讨

为更好的知悉了解机载激光雷达系统在高速公路上的应用,以某一高速公路工程项目为案例,进行相应的技术应用分析。该高速公路工程项目多为山地地形,稀疏灌木林是地区植被重要构成,工程区域交通条件一般。机载激光雷达系统的具体应用流程内容为:

1.激光测量系统检校

为切实保证机载激光雷达系统获取得到的相关数据准确、无误,相关人员在将机载激光雷达系统安装到飞行器上之后,应当且必须要进行相应的系统检校工作。通常情形下,为较为正常有效的进行激光测量系统检校工作,相关人员应当严格按照技术手册内容,进行数码相机、激光扫描仪的检校工作。

2.地面布设GPS基准站

GPS基准站是实现机载GPS观测数据同步发展的关键,基于此,在激光飞行活动开展实施期间内,相关人员应当在地面布设GPS基准站,在实现观测数据同步获取的同时,通过事后联合差分解算机载GPS轨迹,满足高速公路工程测量作业需要。值得注意的是,为满足测量作业需要,GPS基准站之间最大间距不应超过60公里。

3.航空摄影飞机活动实施

在做好GPS基准站布设、激光测量系统检校等准备工作的情形下,相关人员应当根据激光测量系统的检校参数,科学合理地确定作业飞机的测量参数及飞行参数、激光点间距等各类参数,在确定相关参数内容的基础上,组织进行航空你那个拍摄飞行活动。

4.数据处理

在机载激光雷达系统应用于高速公路测量作业活动的整个过程当中,为满足测量作业数据需要,注重并积极进行数据处理作业,以期将机载激光扫描测量数据转化为线路测量数据,进而满足公路工程项目施工建设发展需要,具有极其重要的现实价值。结合现实情形可知,通常情形下,为进行科学合理有效的数据处理作业活动,应当进行的作业步骤内容包括:一,数字化立体作业平台的构建,以激光扫描测量系统获取数据为基础,构建立体模型的同时,将其视作选线平台,能够在很大程度上提高高速公路选线结果的可靠性及可信度,从而能够更好的强化高速公路测量作业价值;二,DSM、DEM和DOM的制作,对机载激光雷达系统获取的相关数据进行精确分类。

四、结束语

综上所述,通过本文的论述分析可知,在我国现代社会经济高速发展的情形下,高速公路工程项目施工建设活动的积极有效开展,对于保障提升工程项目施工作业质量及效率有极其重要的影响,在我国现代科学技术不断发展的情形下,推动机载激光雷达系统在高速公路工程项目施工作业期间的切实有效应用,能够在很大程度上强化提升高速公路工程项目作业活动的价值效用,对工程价值目标的提升有重要促进作用。

参考文献:

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论文作者:王鑫

论文发表刊物:《基层建设》2019年第21期

论文发表时间:2019/10/14

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