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激光雷达测绘技术在工程测绘中的应用分析王松林

发表时间：2020/8/4 来源：《基层建设》2020年第10期作者：王松林

[导读] 摘要：在建筑行业领域，测绘技术也随着科技不断发展在发生改变，原有的测绘技术已经不能满足现代建筑工程对测绘精度的需求。

        江苏省工程勘测研究院有限责任公司江苏扬州 233000
        摘要：在建筑行业领域，测绘技术也随着科技不断发展在发生改变，原有的测绘技术已经不能满足现代建筑工程对测绘精度的需求。激光雷达测绘技术应运而生，并且在各个领域都得到了广泛的推广和应用，并且激光雷达测绘技术的应用，大大地提高了测绘工作的精度和工作效率。本文针对激光雷达测绘技术进行分析，探讨激光雷达测绘技术的优势以及应用策略。
        关键词：激光雷达测绘技术；工程测绘；应用分析
        1.激光雷达测绘技术概述
        激光雷达是在光频波段工作的雷达，且与微波雷达的工作原理相近，利用光频波段的电磁波向目标地点发射探测信号，然后再将接收到的同波信号和发射信号进行比较，进而得知目标的方位、距离、高度等具体位置，以及其运动状态信息，以实现对目标的跟踪、探测和识别。激光测距机是简化的激光雷达形式，在激光测距技术的基础上，实现方位配置、测量俯仰状态、自动跟踪激光目标等，以此构成完整的目标探测与跟踪激光雷达。一般情况下，激光雷达由激光接收机、激光发射机、伺服控制系统、信息处理系统、操控显示终端组成，且激光雷达可根据不同方法进行分类：如果按照发射波形与数据处理的方式，可分为连续波激光雷达、脉冲激光雷达、脉冲压缩激光雷达、脉冲多普激光雷达、动目标显示激光雷达及成像激光雷达等；如果按照安装的平台划分，则分为机载激光雷达、地面激光雷达、航大激光雷达以及舰载激光雷达等；根据完成的不同任务，分为靶场测量激光雷达、火控激光雷达、障碍物回避激光雷达、导弹制导激光雷达、飞机着舰引导激光雷达。在实际应用中，激光雷达可以单独使用，也可与微波雷达、红外电视、可见光电视、微光电视等组合使用，让系统既能搜索到远距离目标，也可实现目标精密跟踪，在当前工程测绘中应用广泛。
        2.激光雷达测绘技术的基本原理
        激光雷达测绘技术是需要借助光波来完成，该技术发射的光波较长，在测绘过程中，被测物体很容易受到光波的影响，并且能提升收集工作的安全性。当光波发射到被测对象后，雷达接收器就能接收到反射光波，这时雷达接收系统就能对反射光波的有关数据进行分析，对光波与被测物体间的距离进行计算。在激光雷达测绘系统中，全球定位系统的应用十分重要，主要是由于激光雷达测绘系统所获取的全部位置信息，球定位系统都能及时接收，这样就能对被测对象的实际坐标进行精准的定位，从而确保定位的精准性。被测对象移动速度的计算，可以通过被测对象的实际移动轨迹与测量2个或者超过2个的距离进行综合分析，就能得出移动速度。
        3.工程测绘中激光雷达测绘技术的应用
        随着我国社会经济的快速发展，工程建设的数量在不断增加，工程类型也出现多样化的趋势。为提升工程建设的整体质量与效益，需要做好工程测绘工作，确保工程建设的有序进行。在激光雷达测绘技术的不断创新与发展下，在工程测绘领域对该技术的应用较为广泛，提升了工程测绘质量与效率。
        3.1基础信息收集在工程测绘工作中，需对测绘目标地点展开相关的基础数据信息的收集工作，但是传统的收集工作较为烦琐，工作量较大，并且数据信息的收集不够精准与全面，但是在激光雷达测绘技术的应用下，能对基础数据信息进行有效的收集。
        3.1.1形成数字影像在目标测绘地点基础信息的收集工作中，数字影像的形成是收集工作的主要任务之一。在激光雷达测绘技术的应用下，在数字坐标的帮助下，数字摄影工作可以在三维影像的构建下完成，形成数字影像，为基础信息收集工作的有序开展奠定坚实的基础[1]。
        3.1.2形成测绘地图的雏形工程测绘工作需要经历多个环节，对相关的信息进行精细的、全面的收集，才能形成测绘地图。

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测绘地图需要在多次的测绘与验证下得到。在激光雷达测绘技术的应用下，基础数据信息的收集能为测绘地图的绘制提供科学的依据[2]。
        3.1.3提升工作效率激光雷达测绘技术在实际应用中能提升数据信息收集的精准度与速度，同时，也能对传统的测绘工作中存在的一些不足进行完善与弥补，从而提升工程测绘工作的质量与效率。
        3.2精密信息测量
        3.2.1规划施工地点工程规划经常受到环境的影响，实际的工程测绘范围很难进行划分。应用激光雷达测绘技术，能对该问题进行合理的处理。该技术能在测绘工作中对高精密信息进行有效的收集。从而生产三维立体模型，为工程的规划提供一个有效的参考，从而确保工程设计的可靠性与合理性。
        3.2.2保护景观在工程建设中，需要对一些自然、人文景观进行保护，比如，在施工区域有一些具有代表性的植被或者景观，需要对其进行保护，防止在施工过程中遭到破坏。应用激光雷达测绘技术，对施工区域内的景观进行全面、细致的分析，为工程建设提供良好的有效的参考，为制订出全面、科学的保护方案提供依据。
        3.3矿山测绘城市的可持续发展会受到矿产资源及产业的管理影响，但是矿山环境不断恶化，对矿山建设造成了极大的阻碍。因此，矿山数字建设工作显得尤为重要。应用激光雷达测绘技术，能对矿山内部的所有数据进行采集，在BentleyPointools的应用下，构建三维数字模型，明确矿山的实际现状，对地面与矿山的模型进行提取。应用GIS技术对矿山区域的破坏程度进行分析，在重点区域进行布点，对灾害进行预警。
        3.4数字高程建模在工程建设过程中数字高程建模是十分常见的建模方式，可以提升工程建筑的科学性与可靠性。施工单位在这项技术的应用下，能对施工过程中的各个因素进行分析。对土方量进行统计，或者对地形通视情况进行掌握时，都可以在数字高程建模中完成。建筑工程测绘工作中使用激光雷达测绘技术，在激光点的帮助下，对建筑区域内的相关数据进行收集，快速地构建起三维坐标，再通过数据的分析，能有效提升建模的速度与精准性。
        3.5模拟城市建设在城市建设中，为确保工程建设的合理性与高效性，合理利用激光雷达测绘技术，可以提升城市建设规划的科学性与合理性。应用激光雷达测绘技术，能在数据信息的收集与分析下，建设起数字城市模型，为相关部门提供良好的城市建设方案。
        3.6机载激光雷达为满足各种规模的项目和数据需求，可以对机载激光雷达进行合理应用。数据是从毫米级精度的低空飞行（50~300m）中采集的，可以广泛应用于公共设施测绘和土木工程。中高度（400~1000m）扫描一般应用到道路和城市规划中。国家级的测绘飞行一般在高海拔（2000m及以上）进行应用。无人机和激光雷达有助于生成有价值的3D和影像数据以满足各种工程项目，提升工程建设的科学性与可靠性。自动化系统和实时数据处理是未来的发展趋势，无人机和激光雷达的结合，能不断提升自动化与数据处理水平，提升城市规划与建设的整体质量。
        结束语
        随着我国经济的不断提升，建筑行业也得到了蓬勃发展，建筑行业是我国经济的支柱性产业，直接影响这我国国民生活质量，随着人们生活水平的提高，对建筑工程水平也提出了更高的要求。在建筑行业领域，测绘技术也随着科技不断发展在发生改变，原有的测绘技术已经不能满足现代建筑工程对测绘精度的需求。
        参考文献：
        [1]王国洲.工程测绘中激光雷达测绘技术的应用[J].通讯世界，2016（13）：277~278.
        [2]程学军.工程测绘中激光雷达测绘技术的应用探讨[J].资源信息与工程，2016，31（6）：112~113.