李軍軍

摘 要：因?yàn)榧す饫走_(dá)測(cè)繪技術(shù)可以高精度、全要素、多維度的迅速的獲取地物信息，應(yīng)用越來(lái)越廣泛。隨著工程技術(shù)的發(fā)展和工程建設(shè)的要求越來(lái)越高，BIM三維協(xié)同設(shè)計(jì)、三維實(shí)景建模、文物保護(hù)、礦山測(cè)繪、沉降監(jiān)測(cè)等都對(duì)測(cè)繪數(shù)據(jù)提出了密度、維度、精度等方面更高的要求，激光雷達(dá)測(cè)繪技術(shù)的應(yīng)用正逢其時(shí)。本文首先介紹了工程測(cè)繪和激光雷達(dá)測(cè)繪技術(shù)的定義，然后提出了激光雷達(dá)測(cè)繪技術(shù)的基本原理，最后分析了激光雷達(dá)測(cè)繪技術(shù)在工程測(cè)繪中的實(shí)際應(yīng)用。

關(guān)鍵詞：工程測(cè)繪；激光雷達(dá)測(cè)繪技術(shù)；應(yīng)用

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2019.12.083

現(xiàn)如今，工程測(cè)繪中逐漸應(yīng)用各種先進(jìn)科技，而激光雷達(dá)測(cè)繪技術(shù)也包含在內(nèi)。相對(duì)而言，在工程測(cè)繪中應(yīng)用激光雷達(dá)測(cè)繪技術(shù)是相當(dāng)成功的，其大大的提升了工程測(cè)繪的工作水平。通常，為了可以正確的認(rèn)識(shí)工程測(cè)繪中的實(shí)際空間位置，工作人員需要完成所有點(diǎn)位的測(cè)繪。

1 工程測(cè)繪和激光雷達(dá)測(cè)繪技術(shù)的簡(jiǎn)介

測(cè)繪，主要是指以電子通訊技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)等先進(jìn)技術(shù)為前提，以GPS、GIS、RS為核心，利用測(cè)量獲得被測(cè)對(duì)象的位置信息和圖形信息，通過(guò)計(jì)算、處理以及搜集數(shù)據(jù)，為加強(qiáng)工程建設(shè)的管理與規(guī)劃奠定堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。

激光雷達(dá)測(cè)繪技術(shù)，又稱(chēng)為L(zhǎng)IDAR，運(yùn)用電磁波將信號(hào)發(fā)送給被測(cè)位置，通過(guò)將以往發(fā)送的信號(hào)和接收的信號(hào)作對(duì)比的過(guò)程，將被測(cè)對(duì)象的高度、寬度、距離以及物體處于靜止或者運(yùn)動(dòng)的狀況進(jìn)行準(zhǔn)確的計(jì)算，進(jìn)而達(dá)到勘測(cè)和跟蹤被測(cè)對(duì)象的目的。激光雷達(dá)測(cè)繪技術(shù)可以在同一時(shí)間獲得三維的空間坐標(biāo)，使其能夠達(dá)到同步進(jìn)行的效果，利用RealWorks、Pointools、3dsMax等點(diǎn)云處理、建模軟件實(shí)現(xiàn)一套完善的數(shù)字模型。[1]該先進(jìn)的數(shù)字模型，可以獲得傳統(tǒng)測(cè)量方式不能測(cè)量的精準(zhǔn)度高的三維空間數(shù)字信息，具有正確、速度快以及應(yīng)用領(lǐng)域廣等特點(diǎn)。將激光雷達(dá)測(cè)繪技術(shù)和虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)相結(jié)合，能夠全天候監(jiān)測(cè)自然災(zāi)害，比如：地震、旱澇等等，為賑災(zāi)防災(zāi)做出及時(shí)的預(yù)警，還可以在工程建設(shè)中應(yīng)用，真正實(shí)現(xiàn)智能化管理交通安全系統(tǒng)，合理規(guī)劃城市整體布局以及進(jìn)一步推進(jìn)環(huán)保建設(shè)。

2 激光雷達(dá)測(cè)繪技術(shù)的基本原理

激光雷達(dá)測(cè)繪技術(shù)是通過(guò)光波完成各項(xiàng)測(cè)繪工作，發(fā)射光波距離較長(zhǎng)，相對(duì)于常規(guī)容易受影響的光波而言，收集工作具有更強(qiáng)的安全性。當(dāng)被測(cè)對(duì)象的表面接收到光波時(shí)，有些反射光能夠發(fā)射到雷達(dá)接收器上，雷達(dá)接收系統(tǒng)可以結(jié)合反射光的有關(guān)數(shù)據(jù)，將從光波到被測(cè)對(duì)象的實(shí)際距離計(jì)算出來(lái)。并且全球定位系統(tǒng)在激光雷達(dá)測(cè)繪系統(tǒng)中是至關(guān)重要的，其可以及時(shí)接收到激光雷達(dá)測(cè)繪系統(tǒng)所獲取的所有位置信息，而且可以準(zhǔn)確定位被測(cè)對(duì)象的實(shí)際坐標(biāo)，具有一定的精準(zhǔn)性，通過(guò)測(cè)量?jī)蓚€(gè)或者超過(guò)兩個(gè)的距離，可以結(jié)合被測(cè)對(duì)象的實(shí)際移動(dòng)軌跡，進(jìn)而獲得被測(cè)對(duì)象的移動(dòng)速度。

3 激光雷達(dá)測(cè)繪技術(shù)在工程測(cè)繪中的實(shí)際應(yīng)用

最近幾年，城市化進(jìn)程在不斷加快，工程類(lèi)型也多樣化，帶動(dòng)了我國(guó)建筑行業(yè)的穩(wěn)定發(fā)展，并且與工程建設(shè)有關(guān)的工程測(cè)繪行業(yè)也實(shí)現(xiàn)健康發(fā)展，激光雷達(dá)測(cè)繪技術(shù)高速發(fā)展，在很大程度上為工程測(cè)繪提供強(qiáng)大的保障。[2]目前，在工程測(cè)繪中激光雷達(dá)測(cè)繪技術(shù)已經(jīng)得到普遍應(yīng)用，具體包括精密測(cè)繪、礦山測(cè)繪以及基礎(chǔ)測(cè)繪等等。

（1）精密測(cè)繪。通常，精密工程測(cè)繪主要包括沉降測(cè)量以及建筑測(cè)量等等，這些精密工程測(cè)繪往往都會(huì)涉及到測(cè)量目標(biāo)收集、構(gòu)建三維物體模型工作。不管是建立三維物體模型還是收集測(cè)量目標(biāo)，都要求必須在精確測(cè)繪數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)之上進(jìn)行分析、提取、建模，而運(yùn)用激光雷達(dá)測(cè)繪技術(shù)能夠穩(wěn)定的獲得高精度、全要素、多維度的高密度測(cè)繪數(shù)據(jù)，幾乎可以滿足精密工程測(cè)繪的各項(xiàng)要求。

（2）礦山測(cè)繪。礦產(chǎn)資源及產(chǎn)業(yè)的管理，在一定程度上關(guān)系到資源城市的可持續(xù)發(fā)展，礦山生態(tài)環(huán)境越來(lái)越惡化，在一定程度上也會(huì)阻礙礦山的建設(shè)。[3]因此，增強(qiáng)礦山數(shù)字建設(shè)顯得尤為重要。應(yīng)用激光雷達(dá)測(cè)繪技術(shù)在短期內(nèi)采集礦山內(nèi)部的所有數(shù)據(jù)，采用Bentley Pointools構(gòu)建三維數(shù)字模型，明確礦山的實(shí)際現(xiàn)狀，提取出地面模型和礦山模型，應(yīng)用GIS對(duì)嚴(yán)重?fù)p壞的礦山區(qū)域進(jìn)行經(jīng)濟(jì)和環(huán)境分析，重點(diǎn)對(duì)塌陷位置損壞程度進(jìn)行監(jiān)測(cè)，實(shí)現(xiàn)對(duì)可能產(chǎn)生的災(zāi)害的風(fēng)險(xiǎn)預(yù)警等工作。

（3）基礎(chǔ)測(cè)繪。在基礎(chǔ)測(cè)繪過(guò)程中，首先需要將被測(cè)對(duì)象的數(shù)字信息切割和反映出來(lái)，以此為前提形成最初的測(cè)繪圖紙。[4]在該過(guò)程中最關(guān)鍵的工作是數(shù)字測(cè)量和數(shù)字?jǐn)z影，并且這些工作具有復(fù)雜性和系統(tǒng)性。為了確保測(cè)繪數(shù)據(jù)的精準(zhǔn)度，需要結(jié)合實(shí)際情況對(duì)測(cè)繪線路進(jìn)行合理的設(shè)計(jì)，[5]激光雷達(dá)測(cè)繪技術(shù)能夠提高地面三維坐標(biāo)的準(zhǔn)確性，可以滿足高精準(zhǔn)度影像微分改正要求，無(wú)需數(shù)字?jǐn)z影測(cè)量就能夠獲取數(shù)字正射影像，不僅使復(fù)雜的測(cè)繪環(huán)境變得簡(jiǎn)單化，而且能夠使工作成本降低。除此之外，激光雷達(dá)測(cè)繪技術(shù)使用高精準(zhǔn)度的激光點(diǎn)云數(shù)據(jù)，能夠?qū)⒕€塔、房屋道路、水箱等物體的所有三維信息都直接反映出來(lái)，而這些信息都是基礎(chǔ)測(cè)繪所需要的。

4 結(jié)語(yǔ)

與傳統(tǒng)的測(cè)量技術(shù)相比，激光雷達(dá)具有特殊性，能夠更加迅速的獲取高精度、全要素、高密度的空間信息，所以在應(yīng)用上具有較強(qiáng)的先進(jìn)性。隨著工程技術(shù)的進(jìn)步和基礎(chǔ)數(shù)據(jù)要求的提高，激光雷達(dá)測(cè)繪技術(shù)勢(shì)必可以成為獲取三維空間信息的主要方法。隨著激光雷達(dá)測(cè)繪技術(shù)的不斷進(jìn)步與發(fā)展，地面激光雷達(dá)、機(jī)載激光雷達(dá)等的應(yīng)用會(huì)更加普及和廣泛，成本會(huì)逐漸降低，操作會(huì)更簡(jiǎn)便，能夠在一定程度上推動(dòng)工程測(cè)繪行業(yè)的技術(shù)發(fā)展。

參考文獻(xiàn)：

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