摘要：隨著科學(xué)技術(shù)的不斷進步，人們也將許多先進的科學(xué)技術(shù)應(yīng)用人們的生活當中，從而改善了人們的生活環(huán)境，提高人們的生活質(zhì)量。本文通過對激光雷達測繪技術(shù)進行簡要的概述，討論了激光雷達籌劃技術(shù)在當前工程測繪工作中的實際應(yīng)用，以供相關(guān)人士參考。
關(guān)鍵詞：激光雷達；測繪技術(shù)；工程測繪；應(yīng)用
目前在測繪技術(shù)發(fā)展的過程中，人們也已經(jīng)將激光技術(shù)和雷達技術(shù)緊密的結(jié)合在一起，并且應(yīng)用到測繪工作當中，從而形成了激光雷達測繪技術(shù)。這種信息的測繪技術(shù)在使用的過程中，主要是利用激光技術(shù)將紅外線到紫外線這段的光譜進行相關(guān)的探測，在通過雷達技術(shù)的支持下來提高檢測的精確度，從而滿足當前人們測繪的相關(guān)要求。而隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，人們也在對激光雷達技術(shù)進行不斷的改進和完善，如今人們也將其應(yīng)用到工程測繪的各個領(lǐng)域。下面我們就對激光雷達測繪技術(shù)相關(guān)內(nèi)容和在工程測繪中的實際應(yīng)用的探討。
一、激光雷達測繪技術(shù)概述
所謂的激光雷達也就是指利用光頻波段雷達，向目標發(fā)射探測系統(tǒng)，然后再接收相關(guān)的信息數(shù)據(jù)并且和發(fā)射的電磁信號進行對比，從而對探測目標的相關(guān)信息數(shù)據(jù)質(zhì)量進行全面的了解。近年來，隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，人們在激光雷達技術(shù)上也作出了相應(yīng)的改進，并且研發(fā)的許多新型的激光雷達測量設(shè)備。而激光雷達測距機也就是其中的一種，它是以一種簡化的激光雷達模式為基礎(chǔ)，在激光測量技術(shù)的前提下，來對測量目標的具體方位以及目標其他相關(guān)的數(shù)據(jù)信息進行了解，進而組成一種完整的激光雷達測量系統(tǒng)。在通常情況下，機關(guān)雷達的測量設(shè)備主要是由激光發(fā)射器、信息接收器、信息處理系統(tǒng)和伺服控制系統(tǒng)等方面組成的。不過，由于目前在市場上出現(xiàn)的激光雷達測繪系統(tǒng)有很多種，而且不同種類的激光雷達有著不同的應(yīng)用效果，因此在對其進行實際應(yīng)用的過程中人們要根據(jù)測量工作的相關(guān)要求，對激光雷達的類型進行選取，以確保激光雷達測量的準確性。
如今人們已經(jīng)將激光雷達應(yīng)用到各種領(lǐng)域當中，而且我們可以根據(jù)激光雷達信息獲取的實際情況，來對激光雷達的使用方法進行確定。而在工程測繪過程中，人們?yōu)榱颂岣邷y繪工作的精度和準確性，也將許多先進的科學(xué)技術(shù)，比如微波雷達、紅外線電視等應(yīng)用到機關(guān)雷達測繪技術(shù)當中。
二、激光雷達測繪技術(shù)在工程測繪中的應(yīng)用
2.1 基礎(chǔ)測繪
基礎(chǔ)測繪是當前工程測繪中重要組成部分，它主要是通過數(shù)字影像、數(shù)字線化地圖和柵格地圖這三個方面來表現(xiàn)出來的。而在對數(shù)字影像和數(shù)字線化地圖的相關(guān)測繪信息數(shù)據(jù)進行表述的過程中，為了保證表述數(shù)字信息的準確性，人們也將高精度的三維信息處理技術(shù)應(yīng)用到其中。比如在數(shù)字影像中，人們通過三維信息技術(shù)對其進行處理，那就可以讓人與對相關(guān)的現(xiàn)象數(shù)據(jù)的精確度進行把握，從而盡可能的減少誤差的產(chǎn)生。不過由于人們在對基礎(chǔ)測繪信息數(shù)據(jù)進行收集處理的過程中，其測繪工作的相關(guān)程序比較復(fù)雜，而且有著嚴格的設(shè)計要求，因此為了提高人們的測繪水平，人們將許多先進的科學(xué)技術(shù)和理念應(yīng)用到其中，進而在提高測繪精度的同時，也有效的獎勵的基礎(chǔ)測繪的成本。
2.2 精密工程的測量
很多精密工程的測量，都涉及到測量目標的采集，并獲得三維坐標信息或者三維物體模型，例如在水文測量、建筑測量、沉降測量、電力選線、文物考古、變形測量等行業(yè)中。地面激光雷達和機載激光雷達就是解決這類問題的有效方法。利用數(shù)碼相片獲得紋理信息，并與構(gòu)筑物模型實現(xiàn)疊加，以構(gòu)建三維模型，可有效實現(xiàn)對景觀的規(guī)劃分析、物體保護、形變測量、規(guī)劃決策等。例如激光雷達技術(shù)在鐵路設(shè)計、公路設(shè)計中提供的高精度地面高程模型，可便于線路的設(shè)計與施工方法精確計算。在電力線路設(shè)計過程中，利用激光雷達技術(shù)的成果數(shù)據(jù)可以對整個線路有所了解，包括公共區(qū)域內(nèi)的地物、地形等要素；在電路線維護或搶修時，根據(jù)電力線路中的激光雷達數(shù)據(jù)點，以及對應(yīng)地面裸露點的高程，計算出任意位置線路距離地面的高度，方便維護與搶修；另外，在樹木的密集區(qū)內(nèi)，也可利用激光雷達估算出需要砍伐樹木的面積與木材量。
2.3 數(shù)字礦山的構(gòu)建
數(shù)字礦山的建立既滿足環(huán)境友好型、經(jīng)濟節(jié)約型社會需要，也對促進礦山可持續(xù)發(fā)展具有重要作用。近年來，我國礦業(yè)及礦業(yè)城市遇到了生存與發(fā)展的困境，而礦山生態(tài)環(huán)境、資源枯竭等問題嚴重，礦山系統(tǒng)內(nèi)的功能受到局限，礦山的人力、物力、財力都有所影響。
若想解決這些問題，必須加強對數(shù)字礦山的重視。利用激光雷達數(shù)據(jù)濾波迅速提取礦區(qū)內(nèi)的相關(guān)數(shù)據(jù)，建立起三維虛擬地面模型，并確定建筑物的合理區(qū)域，提取建筑物的頂面信息，以重建建筑物模型。建筑物的模型和地面的分層組合建模、匹配融合等，實現(xiàn)塌陷區(qū)的生態(tài)環(huán)境與經(jīng)濟評價，對由于沉陷造成的土地侵蝕與裂縫進行分析，調(diào)查沉陷區(qū)的建筑物破壞情況，以及檢測滑坡地質(zhì)災(zāi)害等。
2.4 電力傳輸與管道布圖
在直升機平臺上工作的激光雷達系統(tǒng)，最適用于測量傳輸線路。由于直升機可以沿著電力線或者管道傳輸?shù)淖呃蕊w行，比固定翼飛機節(jié)約成本，并且直升機可以隨時根據(jù)需要調(diào)整高度和速度，以獲得更為精準的數(shù)據(jù)。如果在激光雷達應(yīng)用平臺中同時使用錄像機、數(shù)字相機及其他傳感設(shè)備，既可實現(xiàn)激光雷達測量，也可同步進行線路檢查及制圖工作。
2.5 森林工業(yè)的應(yīng)用
機載激光雷達系統(tǒng)最早應(yīng)用的商業(yè)領(lǐng)域即森林工業(yè)，由于森林業(yè)發(fā)展與國土管理都需要森林及其樹冠下端地形的準確數(shù)據(jù)，而傳統(tǒng)技術(shù)中很難獲得樹高及樹的密度的精確信息。機載激光雷達與衛(wèi)星成像不同，當利用這種技術(shù)勘測樹冠下的地形時，還可同時獲得樹的高度。在對數(shù)據(jù)的后處理中，獨立的激光返回值可分為地面返回值與植被返回值兩部分，并以此計算出更多林業(yè)相關(guān)信息，如樹高、材質(zhì)、樹冠覆蓋以及生態(tài)環(huán)境等，這些都是傳統(tǒng)攝影測量或者地面測量無法獲得的信息內(nèi)容。
2.5 規(guī)劃城市建設(shè)
自從進入21世紀，數(shù)字電視已成為各地力爭構(gòu)建的信息化目標�？臻g信息則成為數(shù)字城市的基礎(chǔ)平臺與框架，也是規(guī)劃城市建設(shè)的重要內(nèi)容。通過激光雷達測繪技術(shù)的應(yīng)用，可以獲得高精度、高分辨率的數(shù)字正射影像與數(shù)字地面模型，為城市規(guī)劃與發(fā)展提供寶貴的空間信息資源，也是構(gòu)建數(shù)字城市的重要技術(shù)支持。
另外，若想構(gòu)建數(shù)字城市，還需要滿足可測量、真三維、高精度等要求，具有真實效果的城市三維模型是管理城市的虛擬平臺。如果應(yīng)用傳統(tǒng)技術(shù)，若想實現(xiàn)城市三維建模，工藝比較復(fù)雜，且工作量大、工作效率低，最終效果不理想，對數(shù)字城市的服務(wù)深度與寬度有所影響。如果利用激光雷達測繪技術(shù)，對地面建筑物進行空中激光掃描或者地面多角度激光掃描，則可迅速獲得高精度、高密度的三維點坐標，再加上軟件的后期處理，即實現(xiàn)點云數(shù)據(jù)的模型構(gòu)建與紋理映射，全方位構(gòu)建城市三維模型，對數(shù)字城市建設(shè)的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)持續(xù)性、歷史性提供保障。
三、結(jié)束語
綜上所述，目前激光雷達測繪技術(shù)在我國工程測繪中應(yīng)用的十分的廣泛，而且和傳統(tǒng)的工程測繪技術(shù)相比較，它不僅有著較高的精度和準確性，還可以有效的提高工程測繪的效率。不過由于激光雷達測繪技術(shù)在我國起步的比較晚，在對數(shù)據(jù)處理方面還不夠成熟，因此我們還要深入研究，對其進行適當?shù)母倪M和完善，從而有效的推動我國測繪行業(yè)的發(fā)展。
參考文獻
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