LIDAR測繪技術(shù)在工程測繪中的應(yīng)用分析

發(fā)布日期：2018-06-01 00:00 瀏覽量：9307

　　自從改革開放以來，我國社會經(jīng)濟(jì)穩(wěn)步發(fā)展的時代背景下，建筑業(yè)、測繪業(yè)都迎來了發(fā)展的新機(jī)遇，呈現(xiàn)出欣欣向榮的發(fā)展態(tài)勢。在這種條件下，傳統(tǒng)的工程測繪技術(shù)因為本身存在的局限性、工程量大、影響因素多的特點逐漸無法滿足當(dāng)今工程的施工建設(shè)需要，取而代之的便是以LIDAR繪技術(shù)為主的新方式。LIDAR測繪技術(shù)作為一種新的勘測技術(shù)方式，它在建筑工程、市政規(guī)劃、道路設(shè)計等多個領(lǐng)域被廣泛的應(yīng)用，且取得了一定的工作成績。

　　一、LIDAR繪技術(shù)概述

　　近年來，我國社會經(jīng)濟(jì)進(jìn)一步發(fā)展、人民生活水平不斷提升的同時，對于各種物質(zhì)基礎(chǔ)和生活資料也提出了新要求。地形測繪作為工程建設(shè)、城市規(guī)劃、科研管理工作中不可缺少的一部分，它在人類日常生活和生產(chǎn)中發(fā)揮著重要的地位。尤其是在社會經(jīng)濟(jì)快速發(fā)展的今天，整個地形測繪工作深受著業(yè)內(nèi)人士的關(guān)注。在這種社會背景下，地質(zhì)結(jié)構(gòu)的應(yīng)用更是發(fā)生了翻天覆地的變化，這就為LIDAR測繪技術(shù)的應(yīng)用打下堅實的理論基礎(chǔ)。

　　1、LIDAR測繪技術(shù)概念

　　LIDAR是基于激光雷達(dá)技術(shù)的基礎(chǔ)上形成的一種新技術(shù)，也被人們廣泛的稱之為航空激光掃描探測技術(shù)，是一種安裝在飛機(jī)上的機(jī)載激光探測設(shè)備與測距系統(tǒng)，可以準(zhǔn)確的測量出地面物體的三維坐標(biāo)。LIDAR技術(shù)在目前的應(yīng)用中主要是主動進(jìn)行的，是針對地面、地形進(jìn)行觀測的一種測量體系，它最早出現(xiàn)于本世紀(jì)初期，是集激光測距技術(shù)、慣性測量單元、GPS定位技術(shù)和激光雷測繪技術(shù)為一體的現(xiàn)代化技術(shù)領(lǐng)域，該技術(shù)的應(yīng)用使得實時信息獲取和控制方面取得了重大突破，為高時空分辨率在地球空間信息資源中的應(yīng)用提供了全新的理論技術(shù)和指導(dǎo)依據(jù)。

　　2、LIDAR測繪技術(shù)的應(yīng)用優(yōu)勢

　　LIDAR測繪技術(shù)在應(yīng)用中具備著自動化程度高、不受天氣影響以及數(shù)據(jù)生產(chǎn)周期短、精確度高的優(yōu)勢。它在應(yīng)用中主要是利用傳感器發(fā)滲出激光脈沖信號，這種信號能夠傳統(tǒng)樹林遮擋直接的獲取地表的地形數(shù)據(jù)，并且經(jīng)過有關(guān)軟件進(jìn)行加工處理之后生成正射影像圖，這些影像圖具備著傳統(tǒng)攝像測量以及地面常規(guī)測量技術(shù)所無法替代的優(yōu)越性，因此而引發(fā)了業(yè)內(nèi)工作人士濃厚的研究興趣。LIDAR測繪技術(shù)在目前的社會發(fā)展中越來越商業(yè)化，已成為航圖測繪、地圖繪制等工作中最為常見的技術(shù)方法之一。

　　但是就LIDAR技術(shù)的應(yīng)用進(jìn)行分析，由于它在我國的應(yīng)用僅僅只有十多年的歷史，整個應(yīng)用可謂是剛剛起步，這就使得整個工作中存在的問題較為突出，是當(dāng)今測繪領(lǐng)域工作中研究的難點之一，當(dāng)然因為它有著上述諸多的優(yōu)勢，也是當(dāng)今工作人員研究的熱點。截至目前，LIDAR測繪技術(shù)已經(jīng)廣泛的應(yīng)用在各種地形測繪、環(huán)境監(jiān)測、城市規(guī)劃、施工放樣等多個領(lǐng)域之中，且具備著廣闊的發(fā)展前景和應(yīng)用需求，甚至可能成為測繪行業(yè)發(fā)展的技術(shù)性革命。

LIDAR測繪技術(shù)在工程測繪中的應(yīng)用分析.jpg

　　二、LIDAR測繪技術(shù)在工程領(lǐng)域中的應(yīng)用分析

　　近些年來，人類社會發(fā)展可謂是日新月異，人民生活水平更是不斷提升，這不僅使得人們對物質(zhì)生活資料提出了更高層次的要求，同時更是對精神物資提出了新的看法。在這種時代背景下，人們越來越深入的追求各種客觀事物和物質(zhì)的本質(zhì)規(guī)律，LIDAR測繪技術(shù)作為當(dāng)今最為突出的現(xiàn)代化測繪方式之一，它在當(dāng)今工程領(lǐng)域中的而應(yīng)用不斷深入，在事物跟蹤和控制方面發(fā)揮著重要的意義。同時計算機(jī)技術(shù)、信息技術(shù)、遙感技術(shù)和微電子技術(shù)的發(fā)展給LIDAR技術(shù)的應(yīng)用打下了堅實的基礎(chǔ)，也為其工作開展奠定了理論基礎(chǔ)。在目前的應(yīng)用當(dāng)中，其主要應(yīng)用在以下幾方面：

　　1、基礎(chǔ)測繪工作

　　所謂的基礎(chǔ)測繪主要指的是對工程項目施工場地進(jìn)行的測繪工作，其工作目的在于實現(xiàn)工程項目的基本要求和主要施工目的。通常來說，工程測繪是一種對有關(guān)測量物體的基本信息進(jìn)行搜集和整理的，因此在這一工作階段應(yīng)當(dāng)是以數(shù)字影像為主要技術(shù)要求進(jìn)行的。但是在工作中，因為數(shù)字影像本身存在著工作力度繁瑣、施工內(nèi)容復(fù)雜的特點，為此在工程項目中我們有必要針對其基本工作線路和施工技術(shù)要求來提前設(shè)置合理的程序和控制策略。經(jīng)過多年的工作實踐總結(jié)得出，在基礎(chǔ)測繪工作中采用LIDAR測繪技術(shù)可以有效的緩解傳統(tǒng)測繪技術(shù)所帶來的工作壓力，提高工作效率和工作進(jìn)度。這種技術(shù)在應(yīng)用中是通過三維坐標(biāo)的方式來實現(xiàn)對地面坐標(biāo)的三維立體控制，從而達(dá)到精確坐標(biāo)的要求。但是，就機(jī)載LIDAR技術(shù)進(jìn)行分析，它在應(yīng)用中能夠準(zhǔn)確的判斷出測量物體所在的部位，提高測量系統(tǒng)的工作效率。

　　2、精密工程的測量

　　在目前的測繪工程項目中，很多的精密工程測量都是一個復(fù)雜、系統(tǒng)的工作模式，它設(shè)計到多方面的內(nèi)容，如測量目標(biāo)、三維立體坐標(biāo)、三維物體模型等，因此整個測量工作的開展也是極為復(fù)雜和繁瑣的，包含了多種不同的工作流程，如水文地質(zhì)測量、沉降觀測、電力選線、變形控制等。地面LIDAR和機(jī)載LIDAR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(hù)、形變測量、規(guī)劃決策等。例如LIDAR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LIDAR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(hù)或搶修時，根據(jù)電力線路中的LIDAR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(hù)與搶修；另外，在樹木的密集區(qū)內(nèi)，也可利用LIDAR估算出需要砍伐樹木的面積與木材量。

　　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(jì)節(jié)約型社會需要。也對促進(jìn)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(yán)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(qiáng)對數(shù)字礦山的重視。

　　4、電力傳輸與管道布圖

　　在直升機(jī)平臺上工作的LIDAR系統(tǒng)，最適用于測量傳輸線路。由于直升機(jī)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(jī)節(jié)約成本，并且直升機(jī)可以隨時根據(jù)需要調(diào)整高度和速度，以獲得更為精準(zhǔn)的數(shù)據(jù)。如果在LIDAR應(yīng)用平臺中同時使用錄像機(jī)、數(shù)字相機(jī)及其他傳感設(shè)備，既可實現(xiàn)LIDAR測量，也可同步進(jìn)行線路檢查及制圖工作。

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