工程测绘中激光雷达测绘技术的应用王鑫1论文_王鑫1,,郭伟平2

工程测绘中激光雷达测绘技术的应用王鑫1论文_王鑫1,,郭伟平2

摘要:在科学技术水平显著提升的背景下,激光雷达测绘技术可以高精度、全要素、多维度的迅速的获取地物信息,应用越来越广泛。随着工程技术的发展和工程建设的要求越来越高,BIM三维协同设计、三维实景建模、文物保护、矿山测绘、沉降监测等都对测绘数据提出了密度、维度、精度等方面更高的要求,激光雷达测绘技术的应用正逢其时。本文首先介绍了工程测绘和激光雷达测绘技术的定义,然后提出了激光雷达测绘技术的基本原理,最后分析了激光雷达测绘技术在工程测绘中的实际应用。

关键词:工程测绘;激光雷达测绘技术;应用

引言

近年来,在进行工程测量时,测量准确度明显提升,运用范围不断扩大,因此可以及时、快捷地找到空间位置。特别是激光雷达技术的出现,通过运用GPS定位系统找到准确的空间位置,且不容易被外部因素影响。与传统的测量方式相比,例如摄影测量和工程测量,它的优点更突出,它的运用对我国工程测量行业有着重要意义,能进一步促进此行业的快速发展。

1工程测绘和激光雷达测绘技术概述

在工程测绘工作中,工程测绘技术的核心为3S技术,也就是GPS、GIS和RS,这样就能对地物信息的位置进行精准定位,对相关的信息进行获取,同时也能对收集到的数据信息技术进行计算与分析,为工程建设的有效开展提供科学的参考依据。激光雷达测绘技术(LIDAR),主要是在电磁波的利用下,将信号向被测位置发送,然后可以对当下的信号与以往发生的信号进行对比,这时就能对被测对象的高度、距离等进行计算,实现对被测对象的勘测和跟踪。在应用过程中,可以在同一个时间获得三维的空间坐标,这样就能实现良好的同步效果。然后在RealWorks、3DSMax等的应用下,建立起数字模型,将测绘得到的数据输送到数据模型中。该模型能将传统的三维空间数字信息进行精准的获取,在实际应用中能有效发挥其快速性与应用广泛等特征,更好地应对自然灾害,也可以与虚拟现实技术合理集合,这样就能对自然灾害进行全天候的监测,一旦发生灾害能及时预警。在工程建设中,能对交通进行智能化的管理,确保城市规划的可靠性与合理性。

2激光雷达测绘技术的工作原理

我国目前的激光雷达测绘技术主要分为地面激光测绘和机载激光测绘,对于机载激光测绘来说,主要是将测绘设备安装在工作飞机上,能够有效地测绘出地面物体的准确位置,建立精准的三维空间,提高测绘工作效率。其原理主要是通过传感器设备发送激光束,激光束从空中直射到物体上并反射回来,被光束接收器收回,并将收回的激光束转化为电信号,根据激光束发出与收回的两次时间,计算出它们之间的距离。同时激光雷达测绘设备中还具有定位功能,能够对所测量的地面物体进行坐标定位,也能够准确地测量出地面移动物体的移动速度。

3激光雷达测绘技术在工程测绘中的应用

3.1矿山工程测绘

这几年,因为人们的环境保护意识不断增强,逐渐意识到建设数字化矿山的重要性,对该技术的应用有助于推进矿山工程的可持续发展的理念。现如今,我国经济社会的发展越来越快,随之而来的就是不断增加的矿山资源的需求量,所以不仅消耗量有所提高,其速度也在不断加快,这就对矿山周围的生态环境造成严重的影响。运用激光雷达测绘方法可以有效改变这种情况,建设数字化矿山。运用该技术可以快速得到相关信息数据,并以此为前提进行深入分析研究,构建矿山模型,研究遭到严重破坏的矿山,把探险位置当作测绘的重点,不断地改善现有的生态系统,降低灾害发生率。

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3.2基础测绘

在基础测绘过程中,首先需要将被测对象的数字信息切割和反映出来,以此为前提形成最初的测绘图纸。在该过程中最关键的工作是数字测量和数字摄影,并且这些工作具有复杂性和系统性。为了确保测绘数据的精准度,需要结合实际情况对测绘线路进行合理的设计,激光雷达测绘技术能够提高地面三维坐标的准确性,可以满足高精准度影像微分改正要求,无需数字摄影测量就能够获取数字正射影像,不仅使复杂的测绘环境变得简单化,而且能够使工作成本降低。除此之外,激光雷达测绘技术使用高精准度的激光点云数据,能够将线塔、房屋道路、水箱等物体的所有三维信息都直接反映出来,而这些信息都是基础测绘所需要的。

3.3电力工程中的激光雷达测绘技术

在电力工程当中除了对电路元件设施进行测绘外,还需要对内部电力传输和管道线路进行测量和规划,由于工程环境复杂具有许多不安全因素的存在,也就为传统的线路测绘工作增加了一定的难度。在激光雷达测绘技术当中利用机载雷达扫描技术即可最大限度地突破不利地理环境因素的影响。由于电路一般存在建筑内部或者地下,所以在激光雷达测绘技术实施过程中,一般的电力工程测绘利用直升机或无人机进行测量工作,雷达系统起到主要作用。雷达系统对传输中的电力线路进行勘测,避免测量产生偏移影响数据的准确,让飞行设备沿着电力传输与管道传输的走向和线路从头至尾飞行即可完成测绘工作。由于一些传输线路比较薄弱,要选择合适激光强度,为了保证采集效果可以按照电力的强弱来自动调整发射激光的强度。除此之外,飞行设备的飞行高度和飞行速度也会影响数据的采集,所以在计算机数据分析和形成模型的过程中,需要将影响因素考虑其中并采取一定的处理措施,以获得更高质量的测绘数据。在具体线路测绘工作当中,还可以安装录像机和数字相机等设备,在测绘的同时对电力传输线路进行检查和维护,使得两项工作能够完美结合。由于线路测绘的危险系数相对较高,所以对其精细度的要求也更加严苛,所以在线路测绘中所用到的激光发射装置和雷达装置要定期进行维护,避免因设备问题而引起的数据偏差,通过激光雷达测绘技术的应用提高电力网管布设的科学性和实用性。

3.4数字高程建模

在工程建设过程中数字高程建模是十分常见的建模方式,可以提升工程建筑的科学性与可靠性。施工单位在这项技术的应用下,能对施工过程中的各个因素进行分析。对土方量进行统计,或者对地形通视情况进行掌握时,都可以在数字高程建模中完成。建筑工程测绘工作中使用激光雷达测绘技术,在激光点的帮助下,对建筑区域内的相关数据进行收集,快速地构建起三维坐标,再通过数据的分析,能有效提升建模的速度与精准性。

结语

随着我国经济的不断提升,建筑行业也得到了蓬勃发展,建筑行业是我国经济的支柱性产业,直接影响这我国国民生活质量,随着人们生活水平的提高,对建筑工程水平也提出了更高的要求。在建筑行业领域,测绘技术也随着科技不断发展在发生改变,原有的测绘技术已经不能满足现代建筑工程对测绘精度的需求。激光雷达测绘技术应运而生,并且在各个领域都得到了广泛的推广和应用,并且激光雷达测绘技术的应用,大大地提高了测绘工作的精度和工作效率。随着激光雷达测绘技术在我国多个建筑领域的不断应用,不仅提升了基础工程的工作效率,同时也确保了高精度工程建设的可靠性,对我国工程建设的发展具有重要意义。

参考文献

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[2]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):8-9.

[3]王绍地.工程测绘中激光雷达测绘技术的应用[J].华北国土资源,2018(2):81-82.

[4]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):42.

论文作者:王鑫1,,郭伟平2

论文发表刊物:《建筑实践》2019年38卷24期

论文发表时间:2020/4/26

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