董燕枫
安徽省水利水电勘测设计研究总院有限公司 安徽合肥 230022
摘要：山区水利测绘因为环境因素的影响，使得测绘工作存在极大的难度，为了有效的解决此类问题，借助现代技术成为相关行业采用的主流方式，使用机载激光雷达系统进行山区水利测绘工作，机载激光雷达系统能否顺利运行，与内部激光扫描系统、全球定位系统、惯性测量系统、航拍摄影系统能否正常运行有关，在相关系统正常运行下确保机载激光雷达系统可以按照测绘工作需要运行。使用无人机材激光雷达技术应用于山区测绘工作，可以大幅度降低工作人员获取地理信息的难度，同时在无人机载激光雷达技术下可以提升山区被植物覆盖地表点数据获取的精准性，其因拥有劳动强度低、工作效率高、获取数据精准的作用优势，已经应用于工程领域的诸多项目中，本文主要分析其在山区水利测绘中的应用。
关键词：山区；水利测绘；机载激光雷达系统
在我国经济高速发展下，工程项目日益增多，考虑到项目规划设计对地理参数方面的需求，因此相关领域密切关注现代技术的发展，而关于地球空间信息技术的出现对建筑领域的工作人员拥有极大的意义，空间信息获取技术是地球空间信息技术的一种，可以在遥感技术作用下，通过技术应用掌握全球尺寸、国家尺寸、地区尺寸的信息，目前我国正在如火如荼的进行空间信息获取技术的研究。成像光谱仪技术、微波雷达技术、高分辨率分光计技术均是对地观测技术中的研究重点，对地基、空基、天基等探测方式进行探究，发现机载激光雷达技术与众多技术相比具备机动灵活、成本低等优势，所以其在当前成为对地观测的常用方法。
一、山区获取数据工作概述
（一）激光雷达技术
激光雷达技术是测距系统、测光探测的结合体，数码相机、激光扫描仪等光谱设备是技术常用的设备。通过激光扫描仪返回脉冲掌握被测地段的粗糙度、距离、反射率、坡度等基础信息，同时探测目标拥有高分辨率的优势，而被动光成像技术在使用过程中可以通过地面信息处理，获取目标数字成像相关信息，并生成逐个的地面采样点坐标，最后通过对采样点的综合处理，进行区域三维定位，并在数据处理后得到成像成果。
（二）方案设计
对山区进行测绘工作，需要考虑到植被对山区地质信息采集形成的影响，因此需要在激光雷达扫描技术作业下，考虑到山区植被覆盖程度存在的差异，将机载激光雷达技术与多旋翼无人机结合在一起，应用于山区水利测绘工作中，考虑到影响扫描技术的相关因素，比如地形起伏、植被高度、植被的茂密程度，此类因素会影响到雷达扫描技术对地理信息采集的准确度，多旋翼机载激光雷达相应设备在飞行期间为了保证采集工作不会因为设备飞行时晚受到干扰，对设备飞行高度进行控制，保证其飞行高度可以在150m范围内，同时将飞行速度控制在0～10m/s区段中，根据不同激光发射频率以及激光发射特效，分析机载激光雷达扫描技术在不同距离下，其穿透植被能力的情况，掌握技术作用效果，并根据测绘需要做好扫描技术在扫描距离以及激光发射频率等参数的控制工作，以此保证山区密林区域地表点密度处于合理范围内。
（三）数据处理
山区数据获取需要完成数据分类以及点云数据处理，山区点云数据分类处理工作中，需要保证数据处理工作的精度满足工作要求，接下来还应该完成点云数据分类工作，做好数据分类与处理工作，保留地面点云数据，在数据获取以及数理的过程中，为了能够获得良好的工作效果，激光点云数据处理是工作的重点。
处理点云轨迹数据期间需要明确数据的处理步骤，应该结合地面站采集以及GNSS原始数据的基准数据，对数据进行深入挖掘处理，保证数据处理的解算精度符合工作需求，接下来在点云分类期间，需要考虑到扫描技术收集的数据中包含造点数据、点云数据等多样数据，如何能够完成数据分类并加以处理是后期数据分析能否得到与实际情况相近结果的关键所在。另外，在点云分类期间首先需要滤除噪声点并进行点云自动分类，通过人工编辑的方式完成数据的合理划分，在此过程中掌握点阅数据采集区间的影响因素，并做好相关影响因素的防控工作，借此提升数据分类的准确程度。
二、案例分析
机载激光雷达技术应用于山区测绘工作中拥有良好的效果，以安徽某待建水库为例，分析技术在实际中的应用效果。
在项目中使用机载机关雷达技术，将其搭载在无人机上进行山区水利测绘，根据工作要求设计高精度低空激光扫描测图系统，保证其可以对工作区段完成地理坐标的数据采集，系统内部还有飞行导航软件以及航线软件，可以根据山区地形进行航线规划，将激光雷达系统搭载在多旋翼无人机上，在空中进行地面点数据采集，在数据采集后进行分类，从而获得精度高的地表点，显示植被覆盖下地貌信息，根据工作要求完成断面图、高层模型图的图形数据的采集，对数据进行处理并生成三维模型，结合对数据精度的要求，将检查点均方根误差控制在0.1m的允许误差内，做好相邻平面控制点误差控制工作，使得无人机获取的数据其精度可以满足项目对地形测图的要求。
使用激光雷达系统可以精确迅捷的完成各地区地理数据信息收集、分析等工作，在采集信息的支撑下对环境恶劣的地区进行地形图测绘，但是在激光雷达系统应用期间对山区的植被茂密、地形复杂地区，如何能够精准的完成数据获取采集是一个难点。将机载激光雷达系统与信息处理技术有机结合在一起，对点云进行类别划分以及处理，剔除植被等数据，提取植被下的地表点，并对相关数据进行处理，生成数字高程模型以及断面图等基础地理信息，完成地面三维模型的构建，以此为山区水库建设提供准确可靠的基础测绘数据，为项目设计提供支撑。
机载激光雷达系统应用于测绘工作中，实现精准读数，透过地表植被获取地表点高层数据与传统GPS高层点采集的方式相比，在机载激光雷达系统作用下有效的提升地表点高层数据获取的精度，在数据采集后进行分析，发现检测点均方根误差不足0.1米，所以使用该系统可以满足测绘在山区地形中的工作要求。
结语：
山区测绘工作因为山区内部地形复杂、覆盖植被多等因素的干扰，使得数据采集异常困难，在我国信息技术高速发展下，相关领域的工作人员采用机载激光雷达技术对山区进行工作区域划分，完成地表点采集，可以大幅度降低山区基础测绘数据采集的难度，还可以提升数据采集的精准，通过点数据收集分类对数据进行深入挖掘、处理，提升地理参数获取的精度。除此之外，机载激光雷达技术利用计算机软件结合获取的数字高程模型以及其他数据，完成三维地表模型的构建，使项目规划人员可以更便捷、精准的完成规划设计工作，为项目顺利推进奠定良好的基础。
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作者简介：董燕枫（1990.4），男，山东菏泽人，山东科技大学测绘工程本科，工程师，单位：安徽省水利水电勘测设计研究总院有限公司，研究方向：水利工程测量。