工程测绘中激光雷达测绘技术探讨

                  工程测绘中激光雷达测绘技术探讨

支豆豆、田瑞、张倩

西安电子工程研究所 （陕西西安 710100）

摘 要 ：本文讨论了激光雷达测绘技术的组成部分，包括计算机系统、激光系统和雷达系统，并介绍了它们在测量问题的处理中的相互配合关系。在这种技术中，激光系统通过发射设备向外部提供激光脉冲，并将收到的反馈信息传输给计算机系统进行处理。雷达系统通过数据处理技术存储、统计数据，并利用激光束探测目标的位置、速度和其他特征进行测量。

关键词 ：工程测绘；激光雷达测绘技术；

工程测绘工作中，运用了多种先进技术，激光雷达测绘技术就是一个典型例子。通过使用这种技术，能够进一步提升工程测绘的质量和效率。一般来说，为了准确获取工程测绘中的空间位置，测绘人员需要对具体点位进行测绘。在激光雷达测绘技术中，GPS系统的应用有助于测绘人员准确获取所需的空间位置信息，并进行有效处理。

1激光雷达测试测绘技术种类

1.1激光发射机技术

近年来，随着激光雷达技术应用领域的不断扩大，在测绘工程领域，激光雷达发射机所选用的光源通常为气体激光器或半导体泵浦固体激光器。而半导体激光器内部的工作物质和激励方式则具有一定的多样性，这使得在选择激光雷达发射机的光源时，必须更加科学地考虑激光雷达的性能参数和输出功率等因素，从而实现系统的优化。除此之外，半导体泵浦固体激光器具备高量子效率、轻巧便携的特点，在测绘领域发挥了广泛的作用，其还因为出色的光束质量而在多个工程领域得到了广泛应用。

1.2地面三维激光扫描技术

地面上的3D激光扫描技术又被称为真实场景复制技术，是一种基于3D激光扫描仪和数码相机等设备的快速测量技术，具有极高的效率。利用高速激光扫描技术，可以快速扫描被测对象，并在最短的时间内获取和建立测量数据。拍摄完毕后，将获取的图像输入三维数字系统，经过二次处理和确认，确保结果的准确性。

1.3终端信息的处理技术

对于激光雷达测绘技术而言，终端信息处理技术至关重要。在实际测绘工作中，它在数据获取和处理方面扮演着举足轻重的角色。例如，在激光雷达测绘中，需要确保各个传动机构、扫描机和激光器的同步和协调，以实现终端信息处理技术的有效应用，并在信息数据获取等方面发挥重要作用。不过，在运用这项技术时，应特别关注对系统内三维图像数据的重组处理，充分利用先进的数据处理方法，以有效地利用系统内数据信息，实现最大化数据价值的目标。目前，在系统设计中，应充分发挥计算机技术等优势，并实现与集成电路的紧密连接。

2激光雷达测试测绘技术种类

2.1激光发射机技术

在测绘工程中，选择激光雷达发射机的光源通常是气体激光器和半导体泵浦固体激光器。半导体激光器的工作物质和激励方式有很多种，因此在选择光源时，激光雷达的性能参数和输出功率等需要进行科学优化，以实现系统的最佳性能。此外，因为半导体泵浦固体激光器具有高的量子效率，且具有质量轻、体积小等特点，所以在实际测绘工作中被广泛应用。此器件的光束质量也相对较好，在多个工程领域都有着普遍的应用。

2.2地面三维激光扫描技术

实地3D激光扫描技术，又称真实场景复制技术，是一种高效的快速测量技术，基于3D激光扫描仪、数码相机等设备。它能迅速扫描被测对象，快速获取和建立测量数据，并将获取的图像反馈到三维数字系统，经过二次处理和确认，保证结果的准确性。

2.3终端信息的处理技术

对于激光雷达测绘技术而言，终端信息处理技术是非常关键的。在实际的测绘工作中，它扮演着重要的角色，用于获取和处理数据等。例如，在激光雷达测绘技术的应用中，各种传动机构、扫描机和激光器等必须实现同步与协调，以确保终端处理信息技术能够有效应用，并发挥它在数据获取等方面的重要作用。但是，在应用该技术时，应注重对系统内三维图像数据的重构，利用先进的数据处理方法，最大限度地发挥数据的价值。目前，在系统设计中要充分发挥计算机技术的优势，并实现与集成电路的无缝连接。

3激光雷达测绘技术在工程测绘中的应用

3.1基础测绘

在进行基础测绘时，首要任务是将所测对象的数字数据分割并映射出来，从而形成最初的测绘图纸。在这一过程中，数字测量和数字摄影是至关重要的工作，且它们具备复杂性和系统性。为了保证测绘数据的准确度，需要根据实际情况合理设计测绘线路。激光雷达测绘技术可以提高地面三维坐标的准确性，满足高精度影像微分改正的要求，无需使用数码摄影测量即可获取数字正射影像。这不仅简化了复杂的测绘环境，还降低了工作成本。此外，激光雷达测绘技术利用精确的激光点云数据，能够直接呈现线塔、房屋道路、水箱等物体的全部三维信息，并满足基础测绘的要求。

3.2电力系统工程测绘

在电力系统的工程测绘过程中，激光雷达被广泛用于线路测量。与其他测量方法相比，直升机搭载的激光雷达系统具有明显的优势，不仅灵活性高，而且能够根据具体需求调控直升机的飞行速度和高度，使其沿着电力线路方向进行测量。这样做不仅可以降低测量成本，还能提高测量数据的准确性和工作效率。为了同时提高精确度、效率以及完成电路检查和绘制线路图的工作，需要将录像设备等方法与激光雷达测量技术相结合。

3.3矿山工程测绘

矿山工程所需测绘的参数包括矿产资源分布和矿山地质分布。由于矿山环境复杂且存在不确定性因素，假设采用人工实地勘测，很可能导致各种危险事故。尤其在路线勘探规划方面，必须严格测绘并标记路线与路标，确保信息准确，以确保矿山工程勘探的安全进行。在难以通过人工测量达到的范围内，许多采用无人机操作，以获得无人机飞行轨迹并推导出目标坐标的精确性。通过结合地面全球定位系统基站和激光机载全球定位系统测量数据进行综合平差，可以准确确定飞机的飞行轨迹。雷达系统在此技术中使用椭球面作为参考基准，但在测量范围广泛时，需要对地球表面进行平面处理，这种误差可以忽略不计。将测绘信息与基础物理模型融合，并创建准确的被测物体三维模型，以确保工程顺利进行。将形成的矿山工程模型存储于计算机系统中，该模型可用于多个工程项目，并对后续矿山管理和开发等方面提供参考价值。

结束语

随着社会及科学技术的快速发展，在工程测绘领用淘汰了一些传统落后的工程测绘技术，引进了一些先进工程测绘技术，激光雷达测绘技术就是其中之一。总之，通过对这些主题的深入讨论和客观的解释，表明了激光雷测绘的良好适用性。 因此，在提高测绘业务水平，丰富测绘手段的过程中，要注意改善其基础设施。

参考文献

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