激光雷达测绘在工程测绘中的应用论文_董松

激光雷达测绘在工程测绘中的应用论文_董松

引言

现阶段,我国测绘技术还处于发展的初级阶段,激光雷达测绘技术的应用,从微观的角度来看,给测绘行业带来了曙光,由于激光雷达测绘技术具有测绘精度高、实效快、系统稳定及操作简单等特点,因此,在工程测绘中,发挥了巨大的作用,例如,采用激光测绘技术对任何一个物体进行测绘时,可快速的将该物体在实际生活中形态通过计算机反映出来,从而获得我们所需要的数据。

一、工程测绘技术与激光雷达测绘技术

测绘是指以计算机技术、光电技术、电子通讯技术等高科技技术为基础,以GPS、遥感、信息定位系统为核心,通过测量获得被测物体的图形信息以及位置信息,通过数据的采集、加工以及计算,为工程建设的规划和管理提供信息保障。激光雷达测绘技术被简称为LIDAR,利用电磁波向被测地点发射信号,通过将接收到的信号与原来发射的信号进行比较的过程,计算出被测目标的具体位置、高宽度、距离以及物体处于静止或者运动的状态信息,从而达到对被测目标的跟踪以及勘测的目的。激光雷达技术能够同时获取三维的空间坐标,使其达到同步的效果,通过计算机技术来构建数字模型系统。这种高科技的数字模型系统,能够获取传统测量方法无法测量的高精度三维数字空间信息,快速、准确、应用范围广泛。激光雷达测绘技术通过与虚拟现实等技术的有机结合,可以对水灾、地震等自然灾害进行实时的监测,为防灾赈灾提供科学的预警,还能应用于工程建设,实现对交通安全系统智能化管理,规划城市布局以及环保建设。

二、激光雷达的分类与工作原理

对于激光的分类形式有多种,通常可以激光器和探测技术分类,或是结合雷达的自身功能进行分类。人们在实践过程中将众多的激光器发明出来,当前,市场中有很多的激光器存在,例如:氖激、CO2激光等种类激光器。而依据探测技术,可以将激光雷达划分成两种类型进行区分,第1种为直接探测,第2种为相干探测。LIDAR技术和无线雷达技术具有相同的特点,它们都依赖于探测技术,激光雷达在进行工作的阶段中,其主要信号是由激光发射系统进行发放,在经过目标的反射之后会将信号接收到收集系统进行处理,通过来回传播的方式将时间进行确定,从而判断出需要测量的目标的实际距离。

三、工程测绘技术中激光雷达测绘技术的应用

1、工程测绘

工程测绘是工程建设的基础性工作,同时也是工程建设的质量保证,它贯穿工程建设的全过程。因此,确保工程测绘数据的精确性和完整性,是保证工程建设的质量的基础。通俗来讲,工程的基本测绘工作就是收集、汇总被测目标的全过程,因此,技术人员应该对被测物体的影像以及传回的数据进行基本的测绘,在完成上述任务的基础之上,形成初步的测绘地图,按照具体的数据显示,严格设计测绘的路线以及流程,利用空间的三维坐标来实现对被测物体的定位。除此之外,利用机载激光雷达扫描技术还能对地面的物体进行实时的监测以及测量,采集到更加精准的数据信息,提升工程测绘的效率,为后期复杂的测绘工作奠定基础。

2、精密工程测绘

由于许多工程系统结构复杂,针对这些精密的工程就需要精密的测绘技术,主要是通过三维坐标信息或者是三维坐标模型获取。这类精密的工程包括:建筑工程的测绘,文物考古的测绘以及水文地质的测绘等等。

期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆具体来说在对铁路、公路线路设计问题上,利用雷达测绘系统,能够为线路的设计以及施工提供精密的地面模型数据,从而实现对铁路、公路系统的规划。电力线路的设计问题上,激光雷达测绘技术能够对整个线路系统进行具体的设计以及规划,对公共建筑物进行精确定位,防止遭到电路系统的破坏。

3、矿山数字化测绘

近几年,由于绿色环保理念的不断深入人心,人们更加重视对数字矿山的建设,来维护人类社会的可持续发展。新时期,我国的经济建设不断完善,对矿业资源的开发也达到了空前严重的状态,矿产资源日益短缺,城市的发展受到了威胁,矿山生态环境日益恶化,对整个矿山的建设带来了不良的影响。因此,相关部门必须要加大整治力度,加强对数字矿山的建设。这就需要利用激光雷达测绘技术,在最短的时间之内,采集矿山内部的各项数据,进行系统的整合处理,建立三维数字模型,,提取矿山顶部的数据,重新建立矿山模型。通过矿山模型以及地面模型的分层次整合,对矿山破损严重的区域进行环境与经济分析,着重监测塌陷区域的破坏程度,对灾害进行风险预警。

4、森林工业的应用

森林工业是指从事木材生产以及其他的林木加工产业,是我国重要的商品材生产领域。对森林以及树冠底端的地形进行精密的数据分析,需要用到机载雷达扫描技术,在获取树冠底端的地形的同时,还能够测量出林木的高度。进行具体的数据处理时,通过分别采取地面返回数据以及植被的返回数据,进行比对,能够获取到树高、树冠的覆盖以及材质等其他相关的信息,从而对森林工业的建设以及发展产生重要的影响,这是传统的测绘技术所达不到的效果。

5、电力运输的应用

直升机载激光雷达系统能够精准地测量电力传输线路。直升机能够随时更改飞行线路以及高度,并且按照电力的铺设管道路线进行飞行,在节约成本的基础上,测量出精准的数据。同时,在激光雷达系统运行的过程中,能够使用相机、定位系统以及其他的传感设备,保证数据准确的情况下,还能够绘制出电力传输的路线图,更加安全可靠,为人类的生活生产源源不断地提供电力资源。

6、城市的规划建设

改革开放以来,城市化的进程不断加快,随着21世纪的到来,数字电视已经成为挨家挨户必备的生活娱乐电器以及获取信息的基本载体。通过建立激光雷达测绘系统,运用机载雷达扫描技术,能够获取到高精度、高分辨率的数字影像,与地空间数字模型系统连接,实现资源的实时共享,为城市的规划建设提供强大的数字资源体系,为人们获取新闻资讯以及娱乐信息提供便利的平台,为城市的建设发展提供技术基础。

结语

综合上述,工程测绘中激光雷达测绘技术的应用是一项测绘领域的改革,同时,也是城市乃至国家发展的一项重要手段,因此,我们应当加强对新技术的了解及应用,为城市的建设及国家的发展奠定坚实的基础。

参考文献:

[1]吕林.关于工程测绘技术的改进和发展.环球人文地理,2014(16).

[2]李克虎.对当前工程测绘技术发展过程中的探讨.贵州科学,2013(4).

论文作者:董松

论文发表刊物:《基层建设》2016年第34期

论文发表时间:2017/3/20

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