探讨工程测绘中激光雷达测绘技术
唐笛
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唐笛,. 探讨工程测绘中激光雷达测绘技术[J]. 测绘科学与技术,2023.4. DOI:10.12721/ccn.2023.157247.
摘要: 在工程测量中很多传统的方法都能够帮助我们准确的获取测量数据,但是却需要消耗较多的时间和投入较多的成本,对于一些精度要求高的工作来说,无法有效满足。所以新型测绘技术不断出现,在具体的测绘工作当中,主要是利用相应技术帮助我们了解地形和其他信息,其中激光雷达技术的出现,有效的缩短了测绘时间,减少成本投入,具有一定的应用优势,因此本篇文章将主要探讨工程测绘中激光雷达测绘技术的应用,仅供参考。
关键词: 激光雷达;测绘技术;工程测绘;应用
DOI:10.12721/ccn.2023.157247
基金资助:

1激光雷达测绘技术

激光雷达测绘技术是科学技术水平不断进步,基于激光雷达模型所设计出的,能够进行测距的技术。对被测量的目标进行光频波段雷达信号的发射之后,将发射的电磁信号接收,从而获得测量目标的有关数据。该技术可以对获取的数据信息进行对比分析,从而帮助我们更加全面的了解目标。对我国当前市场上所出现的激光雷达测绘系统进行分析之后发现,不同类型的雷达在实际应用中会展现出不同的效果,所以需要技术人员根据实际情况选择合适的雷达类型,从而提升测量的准确性。

1.1高灵敏度接收机

高灵敏度接收机的接收单位是由多种系统组成的,包括光学系统、光电探测器与回波检测处理电路,高灵敏度接收机的主要特点是灵敏度比较高,拥有较低的虚警报率以及较高的回波探测概率,所以在选择高灵敏度接收机时,首先要对被测目标的需求进行了解,在能接受以上特点的情况下,合理选择高灵敏度接收机。

1.2地面三维激光扫描技术

地面三维激光扫描技术也叫做真实场景复制技术,顾名思义主要利用的是三维激光扫描仪、数码相机等设备,所组合而成的这种测量技术,具有高效快速的特点。利用其激光扫描技术,能够高速的将被测目标相关数据进行扫描,极短的时间之内就能够获取数据信息并建立数据。之后还会将获取的图像直接传输到三维数字系统当中,通过二次处理与确认,能够使测量数据的结果更加精准。

1.3机载激光雷达扫描技术

机载激光雷达扫描技术是利用雷达扫描技术将光脉冲返回时的信号进行捕捉,从而将被测量目标的具体数据进行建立。当获得相应的被测目标信息之后,会利用数码相机将成像信息进行呈现,之后利用数字信息系统的处理将数据的准确性极大程度的提升。

1.4激光雷达扫描技术的特点

激光雷达扫描技术的特点可以总结为三方面。第一,不需要反射棱镜,可以将被测目标物体表面的三维数据直接采集。第二,数据的采样率很高。第三,利用激光的回波信息,帮助我们快速了解目标数据。

2激光雷达测绘技术的原理

在现代测绘工作当中激光雷达测绘技术之所以被应用主要是因为其应用优势非常明显,精度非常高,即使是大面积的定位测量工作,也可以有效的保证误差不大于4公分。激光雷达测绘技术之所以拥有较高的精度,是因为其多方面的精度控制。一方面激光拥有较高的精度,对测量物体能够进行精细的测量。另一方面用惯性测量单元也能更好的提升精度效果。激光雷达测绘技术的主要工作原理是利用激光器将激光脉冲发射到被测目标表面,然后利用接收器对反射后的信号进行接收,将接收的时间进行记录,并按照相应公式计算,就可以将被测目标的距离准确获取。

3在工程测绘中的应用

3.1基础测绘

在各种工程项目中,基础测绘是非常重要的一个环节,整个过程较为复杂。使用激光测绘技术进行基础测绘时,必须要对线路和流程进行合理规划与设计。在实际的测量工作中可以发现激光雷达测绘技术能够实现数字3D坐标的定位工作。机载激光雷达测绘技术得出的地面三维坐标不仅实现高精度影像微分纠正功能,而且更容易产生数字正射影像,不需要借助数字摄字影像切割和反映,并进一步形成测绘地图。数字摄影、测量工作对于工程测绘影测量平台来实现,这样大大降低的测绘的成本。

3.2精密工程的测量

测量目标采集在紧密工程测绘中是必须要开展的工作,利用测量目标采集可以得到物体的三维模型和三维坐标信息。比如激光雷达测绘技术在高速公路线路设计和铁路线路选择设计方面可以提供非常高的精度的地面高程模型,这样可以为高速公路及铁路线路设计和施工设计提供科学、精确的测绘数据。在电力输电线路设计过程中需要使用激光雷达测绘技术得出相关测绘参数信息,根据这些测绘参数信息对整个线路有一个全面的了解,主要包括线路周边的地形地貌、公共区的地物等。

3.3数字矿山的构建

随着矿石资源开采量不断增大,资源危机的现象越来越严重,合理开采矿山资源是社会与时代发展的要求。目前我国矿山系统因资源枯竭功能受到限制,对矿山产业的发展十分不利。

可通过利用建筑物模型与地面分层相结合来建模、匹配及融合,进而对矿山塌陷区的经济和生态环境进行合理评价,并对塌陷导致的地面裂缝、土地侵蚀展开分析,清楚了解塌陷区建筑物被破坏的具体情况和山体滑坡等地质灾害情况。

3.4电力传输与管道布图

除了测量和绘制电力工程中的电路组件设施外,还需要测量和规划内部电力传输管道。并且由于复杂的工程环境和许多不安全的元素,这也是传统的线路测绘任务中困难的地方。

而使用机载空中雷达扫描技术可以使不利的地理环境因素的影响最大化的减少。由于电路通常存在于建筑物的内部或地下,因此在实施雷达测量时,一般都使用直升机或无人机进行测量,其中,雷达系统起着重要的作用。

勘测电力线时,飞行设备应从头到尾沿着电力传输线和管道传输方向飞行,以避免测量偏移影响数据的准确性。对于较薄弱传输线,可以根据输出强度自动调节发射激光的强度。为了确保收集效果,应注意飞行设备的高度和速度。

采用该技术可以大大降低测绘成本,并且可以自由调节直升机的飞行速度和高度,得到高精度的参数。

3.5森林工业的应用

机载激光雷达不仅可以获取树冠下的地形,而且还能获取树高信息。利用激光返回值可以得到植被返回值和地面返回值,然后可以计算出树木材质、树高、生态环境参数和树冠覆盖率等信息,传统的卫星测绘无法获取这些信息。

3.6模拟城市建设

为了使城市建设项目的建设更加合理科学,相关部门将激光雷达测绘技应用到城市建设规划中。相关部门可以应用雷达测绘技术,有效地对准备规划的地区进行测绘。并通过对未来城市发展的模拟,为政府提供更合理的城市建设计划。

结束语

通过上文的介绍我们可以了解到,伴随着科学技术水平的不断进步与发展,工程测绘技术所使用的激光雷达测绘技术比较先进,拥有高效且适用性强的特点,能够更好的满足现代测绘工作的相关需求,但也要根据具体情况选择合适的激光雷达测绘技术,这样才能切实的提高我国测绘业务水平,促进测绘行业更好发展。

参考文献

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