劉東亞

摘 要：在我國科學(xué)技術(shù)持續(xù)發(fā)展的過程中，數(shù)碼技術(shù)作為一種先進的技術(shù)在工程測繪工作中得到了廣泛應(yīng)用，特別是對于激光雷達測繪技術(shù)的應(yīng)用，促使工程測繪數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性大大提高。

關(guān)鍵詞：工程測繪;激光雷達測繪技術(shù);應(yīng)用

1 激光雷達測繪技術(shù)概述

激光雷達測繪技術(shù)，又稱為LIDAR，運用電磁波將信號發(fā)送給被測位置，通過將以往發(fā)送的信號和接收的信號作對比的過程，將被測對象的高度、寬度、距離以及物體處于靜止或者運動的狀況進行準(zhǔn)確的計算，進而達到勘測和跟蹤被測對象的目的。激光雷達測繪技術(shù)可以在同一時間獲得三維的空間坐標(biāo)，使其能夠達到同步進行的效果，利用RealWorks、Pointools、3dsMax等點云處理、建模軟件實現(xiàn)一套完善的數(shù)字模型。該先進的數(shù)字模型，可以獲得傳統(tǒng)測量方式不能測量的精準(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。將激光雷達測繪技術(shù)和虛擬現(xiàn)實技術(shù)相結(jié)合，能夠全天候監(jiān)測自然災(zāi)害，比如：地震、旱澇等等，為賑災(zāi)防災(zāi)做出及時的預(yù)警，還可以在工程建設(shè)中應(yīng)用，真正實現(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一步推進環(huán)保建設(shè)。

激光雷達測繪技術(shù)主要包括計算機系統(tǒng)、激光系統(tǒng)兩部分。其中，激光系統(tǒng)負責(zé)向外供給激光脈沖，計算機系統(tǒng)則負責(zé)數(shù)據(jù)的存儲、處理等工作。在工程測繪工作操作中，激光雷達測繪技術(shù)先獲得測繪目標(biāo)的空間三維坐標(biāo)，再利用計算機系統(tǒng)處理測繪目標(biāo)耳朵數(shù)字攝像片，得到測繪目標(biāo)的實體三維模型，進而真實地展現(xiàn)目標(biāo)工程的所有物體。激光雷達測繪技術(shù)通過電磁波發(fā)射探測信號，當(dāng)探測信號到達測繪目標(biāo)所在地后，快速返回測繪目標(biāo)信號，然后對發(fā)射信號與返回信號進行對比分析，借此了解測繪目標(biāo)信息，如高度、距離等。而且，激光雷達測繪技術(shù)包括連續(xù)波激光雷達技術(shù)、脈沖激光雷達技術(shù)等，不僅能了解測繪目標(biāo)的靜態(tài)信息，還可以跟蹤、探測測繪目標(biāo)的動態(tài)信息，形成的工程測繪結(jié)果十分完整。

作為目前最先進的洲際地形圖測繪技術(shù)，激光雷達測繪技術(shù)與傳統(tǒng)的人工測繪方式相比，具備精度高、速度快、工作周期短等顯著優(yōu)勢，是一種先進、高效、簡單、低成本的測繪技術(shù)。其在工程測繪領(lǐng)域中的應(yīng)用，勢必顯著提升工程測繪技術(shù)水平，不僅能保證測量結(jié)果精確，還能促進工程測繪事業(yè)發(fā)展。

2 激光雷達測繪技術(shù)的基本原理

激光雷達測繪技術(shù)是通過光波完成各項測繪工作，發(fā)射光波距離較長，相對于常規(guī)容易受影響的光波而言，收集工作具有更強的安全性。當(dāng)被測對象的表面接收到光波時，有些反射光能夠發(fā)射到雷達接收器上，雷達接收系統(tǒng)可以結(jié)合反射光的有關(guān)數(shù)據(jù)，將從光波到被測對象的實際距離計算出來。并且全球定位系統(tǒng)在激光雷達測繪系統(tǒng)中是至關(guān)重要的，其可以及時接收到激光雷達測繪系統(tǒng)所獲取的所有位置信息，而且可以準(zhǔn)確定位被測對象的實際坐標(biāo)，具有一定的精準(zhǔn)性，通過測量兩個或者超過兩個的距離，可以結(jié)合被測對象的實際移動軌跡，進而獲得被測對象的移動速度。

3 激光雷達測繪技術(shù)在工程測繪中的應(yīng)用

3.1 基礎(chǔ)測繪

基礎(chǔ)測繪作為測繪工程工作的基本目的和要求，主要是為了完成搜集整理所需測繪對象的基本信息。在基礎(chǔ)測繪階段，需要完成測制地圖的工作，收集所反映出的數(shù)字影像并對其進行分區(qū)域的分析。在測繪工程中，數(shù)字攝影測量是一項非常復(fù)雜的工作內(nèi)容，必須要嚴(yán)格規(guī)劃設(shè)計測量程序，精確安排基本的測量路線。在實際應(yīng)用中，激光雷達技術(shù)通過采用數(shù)字三維坐標(biāo)方式，有效地定位地面三維坐標(biāo)，使整個測繪工作更加精準(zhǔn)高效。測繪時通過機載激光雷達技術(shù)能夠準(zhǔn)確得出測繪對象的地面三維坐標(biāo)，實現(xiàn)了高精度影像微分糾正的要求，生產(chǎn)數(shù)字正射影像工作變得不再繁瑣復(fù)雜，大大降低了生產(chǎn)成本，從而實現(xiàn)生產(chǎn)規(guī)模的擴大。且通過激光測繪技術(shù)，可直觀地反映出物體、植被的三維信息，有效地提升了基礎(chǔ)測繪的精確性和準(zhǔn)確性，從而使所測繪得出的數(shù)據(jù)更加真實可靠，為進一步的工程提供參考。

3.2 精密工程的測量

精密工程的測量工作離不開工程測繪中激光雷達測繪技術(shù)的支撐。激光雷達測繪技術(shù)可以將測量目標(biāo)收集起來，然后對目標(biāo)的各種地貌信息進行描述，而工作人員就可以利用這些描述來完成精密工程的測量工作。精密工程中包含了許多種類的工作，比較常見的有沉降測量和考古工作等，這些工作中都可以利用地面激光雷達來獲取實際的地形地貌信息，最終工作人員就可以根據(jù)獲得的信息來構(gòu)建出建筑物模型，進而做好后期作業(yè)的前期規(guī)劃工作。除此之外，精密工程中還包括選擇線路的工作，其中就有鐵路的選線工作，所有的選線工作中都可以利用機載激光雷達來方便后期施工中的精密作業(yè)。[2]

3.3 礦山測繪

當(dāng)前，在生態(tài)文明社會構(gòu)建的大背景下，中國礦業(yè)城市乃至整個礦業(yè)發(fā)展遇到了很大困境。特別是礦山生態(tài)環(huán)境惡化，礦業(yè)系統(tǒng)內(nèi)的功能受到了一定限制，人力、物力、財力等資源都不能滿足礦業(yè)發(fā)展需求。為了解決以上問題，促進礦業(yè)發(fā)展，必須重視數(shù)字礦山構(gòu)建工作，利用數(shù)字礦山來推動礦業(yè)可持續(xù)發(fā)展。

進行數(shù)字礦山構(gòu)建時，利用激光雷達測繪技術(shù)中的雷達數(shù)據(jù)濾波獲取礦區(qū)數(shù)據(jù)，模擬建立礦區(qū)的地面三維模型。然后，基于這一地面模型合理規(guī)劃礦區(qū)內(nèi)的建筑物分布，實現(xiàn)礦區(qū)合理分布。同時，提取礦山建筑物的頂面信息，建構(gòu)建筑物的三維模型。對礦山的地面模型和建筑模型進行組合建模、匹配融合，形成完整的礦山三維數(shù)字模型，從而為礦山管理、修繕、采礦等工作決策提供有力支持。如，利用礦山三維數(shù)字模型評估礦山塌陷區(qū)的經(jīng)濟與生態(tài)環(huán)境、調(diào)查礦區(qū)建筑物和土地沉降等，方便礦山工作人員進行后續(xù)的管理工作，做好礦山經(jīng)營管理和生態(tài)環(huán)保工作。

3.4 林業(yè)工程測繪

通過收集這些數(shù)據(jù)，就可對測繪地是否適合展開林業(yè)工程做出判斷，防止因隱患問題導(dǎo)致更嚴(yán)重的后果產(chǎn)生。由于激光雷達技術(shù)在林業(yè)工程測繪上的優(yōu)勢，目前，其已被廣泛使用，通過其高精度，林業(yè)從業(yè)人員往往能夠找到十分適宜種植的土地，大大減少了虧損。在選擇伐木地時，通過激光雷達技術(shù)，也可較好地判斷出哪些區(qū)域的樹木砍伐之后不會影響到周圍動植物的生長，這也幫助維持了生態(tài)平衡。

4 結(jié)語

與傳統(tǒng)的測量技術(shù)相比，激光雷達具有特殊性，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)用上具有較強的先進性。隨著工程技術(shù)的進步和基礎(chǔ)數(shù)據(jù)要求的提高，激光雷達測繪技術(shù)勢必可以成為獲取三維空間信息的主要方法。隨著激光雷達測繪技術(shù)的不斷進步與發(fā)展，地面激光雷達、機載激光雷達等的應(yīng)用會更加普及和廣泛，成本會逐漸降低，操作會更簡便，能夠在一定程度上推動工程測繪行業(yè)的技術(shù)發(fā)展。

參考文獻

[1]馬宏志.工程測繪中激光雷達測繪技術(shù)的應(yīng)用探析[J].中國新技術(shù)新產(chǎn)品，2018（17）：8-9.

[2]郭首昌.淺析工程測繪中激光雷達測繪的應(yīng)用[J].民營科技，2018（08）：42.

[3]賴維健.簡析工程測繪中激光雷達測繪技術(shù)的應(yīng)用[J].建材與裝飾，2018（30）：235-236.

[4]范傳輝，曹久立，吳成秋.工程測繪中激光雷達測繪技術(shù)的應(yīng)用探析[J].工程技術(shù)研究，2018（06）：77-78.

[5]王紹地.工程測繪中激光雷達測繪技術(shù)的應(yīng)用[J].華北國土資源，2018（02）：81-82.