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激光雷达测绘技术在工程测绘中的运用探析陈昌盛

发表时间：2021/5/10 来源：《建筑科技》2020年10月下作者：陈昌盛

[导读] 经济发展促进了时代的进步和科学技术的发展。在当今的经济和社会环境中，大量的高级数据正在迅速发展。科学技术水平已成为衡量国家软实力的重要指标，也是衡量专业水平的重要标准。工程测绘是一项高科技活动，先进技术的应用正在日新月异。

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摘要：经济发展促进了时代的进步和科学技术的发展。在当今的经济和社会环境中，大量的高级数据正在迅速发展。科学技术水平已成为衡量国家软实力的重要指标，也是衡量专业水平的重要标准。工程测绘是一项高科技活动，先进技术的应用正在日新月异。实际上，自80年代以来，激光雷达技术已作为最先进的技术广泛用于工程勘测和制图。随着经济的发展，激光雷达技术本身也在不断发展，其在各个领域的应用也取得了新的发展。
关键词：激光雷达技术；工程测绘；应用分析
         引言
        激光检测是一种高精度测量技术，使用激光作为载波信号，并广泛用于地质，水文，航空航天工程中，并且目前是复杂环境中最有前途的技术之一。通过激光雷达测绘，可以获得目标的各种运动参数信息，并且还可以获得目标的形状特征参数，这将在未来得到更广泛的应用。
        1.激光雷达测绘技术概述
        激光雷达是在宽频带内工作的雷达，其工作原理类似于微波雷达。它使用宽频带中的电磁波将检测信号发送到目标位置，然后比较接收到的无线电信号。利用发送的信号，获取特定的位置和运动状态信息，例如目标的位置、距离和高度，以实现对目标的跟踪、检测和识别。激光测距仪是激光雷达的简化形式，它基于激光测距技术，实现方位配置、俯仰状态测量、激光目标自动跟踪等，构成了理想的目标检测和跟踪激光雷达。通常，雷达由激光接收器、激光发射器、伺服控制系统、信息处理系统、控制显示终端组成，并且可以通过各种方式对雷达进行分类。根据波形传输方法和数据处理方法，分为连续参数激光雷达、脉冲激光雷达、脉冲压缩激光雷达、脉冲多普激光雷达、移动目标显示激光雷达、视频激光雷达等。如果按照安装的平台划分，分为地面激光雷达和机载激光雷达。根据完成的任务，分为测距雷达，火控雷达，避障雷达，导弹制导雷达和飞机着陆制导雷达等。在实际应用中，雷达可以单独使用，也可以与微波雷达，红外电视，可见光电视，弱光电视等结合使用，因此该系统不仅可以搜索远距离目标，而且可以实现精确目标，被广泛用于当前项目的测绘中。
        2.激光雷达测绘技术在工程测绘中的应用
        2.1基本测绘
        基本测绘是工程测绘过程中基本要求和基本目标的实现，因为工程测绘通常是对被测对象的基本信息进行收集和分类的过程。因此，在基础测绘步骤中，有必要实现数字图像的基本反射和分割，并以此为基础构建初步的测绘图。对于测绘工程，数字摄影和测绘工作非常繁琐和重要，需要对基本的线条和步骤进行严格的设计和规划。经过测试后，激光雷达技术可以实现地面的三维坐标。基于数字三维坐标。航空激光雷达技术提供的地面三维坐标可以满足高精度图像差分校正的要求，无需数字摄影测量平台即可轻松制作数字正射影像，并大大降低了成本，并在处理系统中实现。此外，高精度的激光点云数据可以直接反映诸如地物和植被等三维信息，并充分利用这些资源来实现更准确的解释和测量，提高数据收集的效率和质量。

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        2.2精密工程测量
        许多精密工程研究包括收集要测量的对象，获取3D坐标信息或3D对象模型，使用数字照片获取纹理信息以及通过将3D模型与结构模型叠加以有效地实现规划来构造3D模型。在景观分析、对象保护、变形测量、规划和决策制定中，例如在铁路设计和公路设计中，激光雷达技术提供的高精度地面标高模型可以促进线路设计和施工方法的精确计算。在电力线路设计过程中，激光雷达技术产生的数据可用于了解整条线路，包括公共空间的功能、地形和其他因素。根据电源的雷达数据，在线路维护或紧急维修过程中，线路点的高度和相应的地面暴露点计算出从任意位置到地面的线路高度，方便维护和维修。也可以在树木茂密的地区使用雷达估测需要砍伐的木材的面积和数量。
        2.3数字矿山建设
        数字矿山的建设不仅满足了生态友好型经济社会的需求，而且在促进矿山的可持续发展方面也发挥着重要作用。近年来，我国的矿业城市在生存和发展中遇到困境，矿山的生态环境和资源枯竭严重，矿业体系的功能受到限制，人力、物力和资源均受到影响。为了应对这些挑战，需要加强对数字采矿的重视。激光雷达数据过滤用于从采矿区域快速提取相关数据，建立3D虚拟地面模型，确定建筑物的合理区域，并提取建筑物的顶部信息以重建建筑物模型。通过分层组合建模和建筑物模型与地面的匹配融合，对塌陷区进行生态环境和经济评价，分析地面沉降引起的土地侵蚀和裂缝，调查建筑破坏状况，并发现滑坡、陷落和地质灾害区域。
        2.4林业工业工程测绘
        激光雷达技术可以分为地面激光雷达和空中激光雷达。实际上，在商业领域，空中激光雷达技术的应用首先用于林业行业的测绘。森林工业的发展和土地管理都需要对森林进行准确的数据测量，但是传统的测绘技术无法完全满足其需求。空中激光雷达不同于传统的雷达成像技术。空中激光雷达技术不仅可以测量和记录树冠下的地形，还可以测量树的高度。取得相关数据后，激光雷达技术可以在数据分析过程中计算从地面到树冠激光反射的距离，并在此基础上计算树的高度，并做出基本判断。同时，对树冠的使用率进行了分析，以促进对森林自然环境的进一步分析，而这些数据无法通过传统的测绘技术获得。
        2.5城建工程测绘
        随着科学技术的进步和时代的进步，已经进入了信息技术飞速发展的21世纪。在飞速发展的时代，城市建设正在朝着数字化的方向发展。城市规划的科学性和合理性是实现城市数字化建设的重要因素。将激光雷达技术应用于城市规划，同时为城市规划提供更多合理的数据支持，也是激光雷达技术本身的发展和改进。与对其他目标对象进行测绘相比，城市中的建筑物更为复杂，因此激光雷达技术具有更高的精度和分辨率要求。只有通过使用表现更好的激光雷达技能，才能建立更准确的城市模型，并为城市的数字化发展奠定基础。
        结语
        总而言之，通过分析确认激光雷达技术在现代测绘工程中发挥着关键作用，从其应用原理和应用优势出发，有必要弄清未来的发展方向，促进后续发展。无论身处哪个行业，激光雷达技术都可以对基本的测绘要求进行系统的研究，利用数字处理自动化的特性，并利用高精度和低成本的特性。国外在该领域进行了较为成熟的技术研究，我国也可以适当借鉴国内外先进解决方案，以增强系统建设和设备使用方面的应用优势。
参考文献
[1]马宏志.工程测绘中激光雷达测绘技术的应用探析[J].中国新技术新产品，2018（17）.
[2]郭首昌.浅析工程测绘中激光雷达测绘的应用[J].民营科技，2018（08）.