工程测绘中激光雷达测绘技术探讨

　　周榆滨

　　云南省有色地质局三一二队 云南昆明 650300

　　摘要：激光雷达测绘技术作为工程测绘领域的关键技术，不仅操作方便快捷，而且测绘精度高，并生成精准的空间三维信息数据。为发挥激光雷达测绘技术的应用效果，必须明确该技术的各种应用类型，结合实际选择恰当的应用方式。本文先对激光雷达测绘技术进行简要概述，并从基础测绘、高精度测绘、数字矿山、城市规划等方面阐述激光雷达测绘的具体应用。

　　关键词：工程测绘；激光雷达测绘技术；应用

　　1 激光雷达测绘技术概述

　　对于激光雷达测绘技术而言，主要指的是向被测地点发射电磁波信号，并接收反射回来的信号，通过与原信号对比即可获取被测目标的位置、距离、高度、运动状态等信息，实现对被测目标的跟踪与勘测。在科技发展迅猛的形势下，激光雷达技术取得了长足发展，并研发出了各种类型的激光雷达测量设备，如激光雷达测距机。有了简单的激光雷达模式做支撑，合理应用激光测量技术，就能快速掌握被测目标的位置及有关信息数据，并逐步发展成为完善的激光雷达测量系统。一个完整的激光雷达测量装备主要由激光发射器和信息接收器构成，而目前，市面上的激光雷达测绘系统种类繁多，效果也不一样，因此，测量工作中，必须立足于实际情况，选择相应类型的激光雷达，提高激光雷达的精准度[1]。现如今，几乎各个行业都能应用激光雷达，在确定激光雷达的类型后，还要根据获取信息的情况，选择恰当的使用方法。此外，激光雷达测量技术中，通过引入微波雷达、红外线电视等技术，使测绘工作更加精准，为后续工作的开展提供有利依据。

　　2 工程测绘中激光雷达测绘技术的应用

　　2.1 基础测绘

　　基础测绘即是指通过测绘工作的开展，获取被测对象的基本信息，顺利完成测绘工作任务。测绘过程中，需要反映和切割被测对象的数字影像，然后完成初步的测绘地图。在此过程中，主要是进行数字摄影和测量工作，工作过程复杂且繁琐。为确保测绘精度，需立足于实际对测绘线路、程序进行科学规划，获取被测对象的三维坐标定位。依托激光雷达测绘技术，能够提供具体的地面三维坐标，满足高精度影像微分纠正要求，获取数字正射影像，省去了数字摄影测量的环节，工作成本也得以降低。利用激光雷达测绘技术，获取精准的激光点云数据，使被测地物、植物等的三维信息得以直观展现出来，这些信息都是基础测绘工作中重要的判读信息[2]。

　　2.2 高精度测绘

　　作为测绘人员，必须充分认识到目标信息采集测量工作对于高精度测绘项目的关键作用，获取目标单位的三维坐标或构建三维模型。比如说，对于建筑测量、水文测量等测绘项目，测绘人员就要合理运用测绘技术，获取目标单位的三维立体信息，并控制好信息数据的精准度。现场测绘时，就要充分考虑项目实际，结合现场环境特点选用合适的激光雷达设备。如要获取高精度的三维目标数据，就可选用机载雷达或地面雷达开展测绘工作，往往能使测绘结果更加精准。有了数码相片技术的支持，测绘人员能够获得目标单位的纹理信息，对各种数据信息模型进行叠加处理，形成的三维目标模型精度才有保证，为后续形变测量、工程建设规划等工作的开展提供有利依据[3]。

　　电力工程项目中，必须依托测绘技术，设计人员才能获得对应的数据信息，对于传统测绘技术而言，存在精度不足的问题，在这种情况下，采用激光雷达技术，能够方便线路测量工作的开展，为设计人员提供有力帮助，帮助其准确掌握区域内的各种地形要素。在开展线路维护或故障抢修工作时，有了激光雷达技术的支持，技术人员就可以在第一时间获取故障区域信息，从技术层面上为维护和抢修工作的开展提供便利。实际应用时，该技术的灵活度较高，可以根据工程测绘实际对测绘方案作出调整，确保激光雷达的性能优势得以充分发挥。

　　2.3 数字矿山

　　一是获取矿山地形数据。在采集矿山地形数据信息时，测绘人员应提前对相关设备参数进行修正，使设备运行情况与现场实际相符，合理调整飞行速度、净空高度以及纵行电距等参数，保证采集数据结果的精度。对于每一个目标点位，测绘人员都应采集对应的地形数据，在此过程中，技术人员操作激光雷达，向地面发射脉冲，对矿区地面反射的脉冲进行接收，然后利用GPS 技术得到准确的传感器位置信息，同时，依托IMU 装置，可以对雷达数据加以检测，并生成三维空间坐标。对于地面和脉冲接触得到的三维坐标，这时可通过分类技术将那些与目标点位地形数据关联性较小的数据予以剔除，以防建筑物或其他覆盖物对测绘精度造成不利影响。

　　二是矿山地形数据处理。数据处理效果的好坏会直接影响矿山地形结果精度，利用激光雷达技术，可以为测绘人员提供帮助，让他们获取准确的矿区地形数据信息，并使用计算机对数据信息进行处理。通常，主要是利用TerraScan 软件对矿区地形信息进行高效分析。如果雷达发射的激光脉冲点位是无信号区域或水域，那么传感器接收的就是乱码数据，这就需要通过TerraScan 等软件技术筛除掉这些乱码信息。比如说，部分数据是无法直观反馈矿区地形的，这就可以采取滤波处理的方法予以剔除，防止其对后续数据分析造成不利影响，促进数据处理效率提升。利用激光雷达技术进行测绘的结果数据较为复杂，每经过一次扫描就能获得多种类型的重叠数据，这就需要将非重叠数据和重叠数据区分开来，然后进行拼接处理工作，力求实现无缝拼接[4]。

　　三是矿山地形测量精度分析。激光雷达数据经处理后，就要按照一定比例，通过构建三维空间模型的方式对矿山地形进行绘制，根据比例尺要求分析等高距等模型参数，还要选取部分数据，开展测量精度对比工作，使矿山测量结果达到测绘标准。实际工作中，要想获得数字化的矿山表面模型，先要运用云计算相关技术对初始数据进行筛选分类，形成关键点位的位置坐标，并在表面模式中对对比数据加以标注，得到矿区等高线图。在此基础上，还要进行检查点的选取，得到检查点数据，将其与前期测量数据进行对比，即可确定测绘误差，然后对误差进行平均统计，就能获得测量精度。

　　2.4 城市规划

　　城市规划工作的开展不仅需要掌握完整的地理地形数据，还要结合建筑信息。在过去，主要通过人工方式获取地形、建筑等空间信息，工作量大，工作难度也较大，也不能确保测绘精度[5]。在这种情况下，就需要使用更先进的测绘技术，比如说，激光雷达测绘技术。该技术有传统测绘技术无法比拟的优势，所得到的数字正射影像不仅精度高，分辨率也比较高。同时，以这些信息为基础建立数字地面模型，为规划人员提供直观准确的城市空间信息，使城市规划管理工作更加高效。

　　3 结束语

　　总之，激光雷达测绘技术主要利用激光雷达及计算机软件处理设备开展测绘工作，具有安全性高、效率高、精度高等应用优势，广泛应用于工程测绘领域中。实际测绘过程中，需要测绘人员根据测绘需求选择相应的激光雷达，使用计算机技术对测绘数据信息加以处理，保证测量精度，进而为相关行业的发展提供有利依据。

　　参考文献：

　　[1] 朱书亮. 工程测绘中激光雷达测绘技术的应用研究[J]. 科学与信息化，2021.

　　[2] 潘砚斌. 矿山工程测绘中激光雷达测绘技术探究[J]. 地矿测绘，2022，5（2）：24-26.

　　[3] 何平. 工程测绘中激光雷达测绘技术的应用分析研究[J]. 工程与管理科学，2020，2（2）：33-35.

　　[4] 徐四祥. 探讨工程测绘中激光雷达测绘技术[J]. 世界有色金属，2019（16）：2.

　　[5] 杨兴泰. 激光雷达测绘技术在工程测绘中的应用探讨[J]. 测绘与勘探，2022，4（1）：80-82.