激光雷达测绘技术应用

激光雷达测绘技术应用

王月然

广东新禾道信息科技有限公司昆明分公司 云南省昆明市 530000

摘要：随着我国近几年科学技术的快速发展，先进的技术快速的在各个行业中应用，具有安全、精准、高效等应用优势，是工程测绘领域中的关键技术。为了确保激光雷达技术的应用效果充分发挥出来，测绘单位需要确保技术人员充分掌握该技术的各种应用类型，能够结合工程实际选择合适的应用方式。本文对激光雷达技术的优势和概述进行了介绍，同时结合矿山测量、基础工程测绘的应用以及水下地形测量等工程项目分析了激光雷达技术的具体应用，以期为测绘技术人员提供参考。

关键词：激光雷达；测绘技术；测绘应用

引言

经济高速发展后，我国的航空事业、国防事业、建筑事业发展速度加快，对工程测绘提出较高要求，然而传统测绘技术已经不能满足测绘工程的要求，新的测绘技术应运而生，在工程测绘领域的应用广泛。激光雷达测绘技术可以提升测绘质量与精确度，整体测绘效率高，可以促进工程测绘行业的发展[1]。激光雷达测绘技术涉及空间扫描技术、激光发射技术、信息处理技术，测量效果明显高于传统测量法，具备较高的自动化水平、测绘精度，且数据产生时间短，不会受到天气因素的影响。

1激光雷达测绘技术概述

激光雷达测绘技术是在惯性导航系统、卫星定位系统上形成的，涉及计算机系统、激光系统，利用卫星系统定位，激光系统发射信号，之后对比处理发射信号、原有信号，全面分析测量目标的形态、位置、高度，绘制三维坐标图像。结合激光雷达技术、工程测绘，可以转变传统工程测绘法，准确定位测量目标，获取相关信息。在工程测绘工作中，激光雷达测绘技术依赖计算机系统科学处理数字摄像片，获得三维模型，展示出目标工程物体。激光雷达测绘技术具备多功能测量、精确度、时效性等优势，成为应用广泛的技术措施。

2激光雷达测绘技术的优势

2.1精准性

在现有测绘技术中，激光雷达测绘技术先进，能够获得较高的精确度。在具体应用中，测量结果误差小，测绘范围广。激光雷达测绘技术在测量目标的范围、准确度方面，已经获得明显的进步。形成测绘图纸时，并非简单的测绘结果，而是大量验证、测绘所得。激光雷达测绘技术通过收集数据信息、分析数字图像，可以形成测绘地图，有效弥补传统测绘的不足，全面保障工程测绘工作。

2.2全面性开展

工程测绘工作时，激光雷达测绘技术借助电磁波信号测绘，发射信号脉冲，收集反射信号，测量和分析目标位置、质量、体系要素。电磁波信号具备较强的穿透力，针对大体积测量目标，能够获得较高的准确性。激光雷达测绘技术按照基础参数、实际情况，建立三维物理模型，联合数字化技术呈现虚拟数码城乡，技术具备全方位、全面性优势，因此可以丰富工程测绘信息，提供参考信息。

2.3时效性工程

施工期间，当周边环境因素变化后，测量目标的测量也会改变，影响测绘结构的准确性，延长工程进度，但是激光雷达测绘技术可以避免不良问题。技术的时效性较高，利用卫星定位系统实时定位测量目标，不管测量目标因素变化如何，均可以利用信号反射，通过计算机系统收集、处理，建立物理模型。与传统测绘法相比，激光雷达测绘技术的灵敏度、时效性较高，能够控制测量结果，降低环境影响。

3激光雷达技术在工程测绘中的应用

3.1在矿山测量中的运用

3.1.1坐标系统

在开展矿山测量工作时，要选定与建立坐标系统。首先，要以一个合适的坐标系统作为基准。其通常基于地球的全局坐标系统，如WGSˉ84。这种坐标系统以地球中心为原点，可将地球表面映射为三维空间，并准确定位矿山的位置。其次，要建立矿山的局部坐标系统。这是一种相对坐标系统，以某个具体的参考点为原点，通常选择矿山的某个特定地点，如矿山入口或矿井口。在这个坐标系统中，所有位置都是相对于原点确定的。最后，建立局部坐标系统后，可通过坐标转换的方法，将全局坐标系统中的数据转换到局部坐标系统中，或反向操作，将局部坐标系统中的数据转换到全局坐标系统中。这一步非常关键，因为所有的机载激光雷达测绘数据都是基于全局坐标系统获取的，而建立坐标系统需要的则是基于局部坐标系统矿山内部的精确位置信息。

3.1.2数据采集

在实际的工作中，需要先全面了解矿区内的地理情况，测量、收集相关的数据信息，并设定激光扫描雷达的参数，再进行测量工作。在充分了解矿区内的地形情况后，选择合适的飞行高度和飞行距离，并选择合适的激光扫描雷达设备。在进行数据采集前，需要根据具体要求来观察测量区域内的地面情况，判断是否满足使用激光扫描雷达的要求。在完成数据采集工作后，还需要对激光雷达系统进行相关调整，使得其更加适应测量工作。

3.2数字高程建模

建筑工程施工发展中，逐渐出现了数字高程建模方式，可以确保工程施工的科学性。利用数字高程建模，施工企业可以明确分析施工过程的各项因素，如统计土方量，掌握地形通视度等。在建筑测绘工程中，合理应用激光雷达测绘技术，通过激光点收集工程区域的数据建立三维坐标，优化整合数据信息，建立数字高程模型。通过此种方式，可以缩短高程建模速度，维护数字高程建模的准确性。

3.3水下地形测量

激光雷达系统应用不同波长的激光束，真实测量水下地形。应用激光雷达系统，借助红光测量水面，利用蓝绿光测量水底，利用光束的接收时间差，计算水的真实深度。通过激光雷达测绘技术，大面积测量水下地形。同时，在测量海道时，也可以应用激光雷达测绘技术，测量深度达到50m，海水水质清晰度不同，测量深度也不同，因此要水文、航道领域的应用比较多。

3.4基础工程测绘的应用

在基础测绘工作中，通过应用激光雷达测绘技术，可以确保工程建设质量。基础测绘，切割、反映测绘目标信息，形成初期测绘图纸。在数字测量、摄影工作中，为了获得准确的测绘数据，必须明确实际情况，确保测绘线路的合理性。在基础测绘工作中，合理应用激光雷达测绘技术，可以保证影像、三维坐标的精度，简化复杂的测绘环境。激光雷达测绘技术能够完成基础测绘工程，减少工程测绘成本。

3.5精密工程测绘的应用

多数复杂工程对测绘精度要求高，如沉降测量、考古、变形测量、工程测量等，对精密度要求高。上述工程要获取精确数据，建立准确的立体模型。激光雷达测绘技术具备时效性、精准性要求，可以应用多功能测量法，收集多方位的信息。利用云数据，可以结合纹理信息、模型，整合为三维立体模型，确保测绘工程的质量。

结束语

综上所述，测绘技术的现代化发展出现了激光雷达测绘技术，具备全面性、时效性、精确度等优势，因此广泛应用到工程测绘中。合理应用激光雷达测绘技术，要明确技术参数，保证测绘工作的准确性。合理应用激光雷达测绘技术，确保测绘人员熟练操作测绘流程与步骤，从而降低工程测绘成本，简化操作细节，获得准确的测量数据。激光雷达技术的快速发展，使得多个领域都开始应用技术措施，从根本上促进了工程测绘领域的发展。

参考文献

[1]杜洪涛.基于激光雷达的大比例地形测绘与数据联动更新技术[J].科技通报,2023,39(1):44-48.

[2]王彬.机载激光雷达在机场选址大比例尺地形图测绘中的应用[J].城市建设理论研究(电子版),2022,10(33):142-144.

[3]罗正龙,袁峥,吴玮.机载激光雷达技术在自然淤积区海岸线测绘中的应用[J].城市勘测,2022,28(4):87-89.

[4]栾鉴.基于机载激光雷达测量技术的山地农房高精度测绘要点探析[J].西部资源,2022,13(4):190-193.

[5]江木春,韩亚民,林剑锋.无人机机载激光雷达测绘技术在航道整治工程中的应用[J].水运工程,2022,20(4):157-160+165.