機載激光雷達測量技術(shù)是什么？

相比傳統的航空攝影測量技術(shù)比較分析，機載激光雷達技術(shù)具備獨特的優(yōu)勢，即自動(dòng)化程度高、受天氣影響比較小、生產(chǎn)周期較短、精確度較高等。

機載激光雷達技術(shù)是一種綜合利用激光全球定位系統、慣性導航系統的數據采集技術(shù)。主要應用到探測地面的三維坐標中，以此產(chǎn)生激光雷達數據影響，通過(guò)進(jìn)行數據處理和軟件處理，進(jìn)一步生成地面DEM 模型、等值線(xiàn)圖、DOM 正射影像圖。

機載激光雷達測繪技術(shù)主要就是把激光、全球定位、慣性導航、光學(xué)技術(shù)相結合，利用光學(xué)遙感技術(shù)，探測波段，以此有效獲取地面物體反射能量大小和物體反射波譜的幅度、頻率、相位等，針對所獲得的數據信息，及時(shí)處理并定位，據此針對目標物體，準確測速和識別?，F階段，我國主要把機載激光雷達測繪技術(shù)應用到數字城市規劃、工程建筑測量、電力設計勘測選線(xiàn)、線(xiàn)路監測、災害監測、環(huán)境監測、林業(yè)種植與規劃等領(lǐng)域。

機載激光雷達測量技術(shù)在公路勘察設計中的應用

1、 采集參數選擇

機載激光雷達測量具有其自身的獨特參數，即激光點(diǎn)間隔、激光重疊度、影像地面分辨率、飛行高度等相關(guān)參數。激光點(diǎn)間隔主要是通過(guò)平均點(diǎn)間隔距離或點(diǎn)數加以表示，從而對最終地面點(diǎn)的插值精度有著(zhù)直接影響。在點(diǎn)云到達一定密度值之后，精度會(huì )隨著(zhù)后期處理工作量不斷增加，增大因為分類(lèi)錯誤所導致的誤差。切實(shí)根據工程相關(guān)數據信息，全面防止發(fā)生邊緣變形誤差，在后期處理數據時(shí)，剪切掉重疊區域的激光點(diǎn)。

因此，在地形起伏并不大的情況下，機載激光雷達測量技術(shù)航測對航線(xiàn)旁向的重疊度，需要嚴格控制在 20％-25％ 之間，只有這樣才能夠滿(mǎn)足使用需求。地面分辨率和成圖比例尺息息相關(guān)，以此描述像素代表地面的實(shí)際距離。飛行高度設計和成圖的精確度要求密切相聯(lián)系，也與激光設施設備和測區地形等相關(guān)聯(lián)。

所以，在實(shí)際工程中，需要對相關(guān)參數進(jìn)行全面計算和詳細分析。并且，隨著(zhù)激光器校驗技術(shù)不斷精確，飛行高度對激光精度的影響不斷縮小。

2、 輔助地面控制測量

激光點(diǎn)云的高程精度充分發(fā)揮著(zhù)重要作用，在機載激光雷達測量中，一般都會(huì )設置與其相合適的地面基站測量，會(huì )涉及到地面控制測量的相關(guān)因素，其中主要有地面基站精確度、坐標轉換、水準面擬合精度、衛星分布情況等。機載激光雷達飛行時(shí)，與傳統測量比較分析，輔助地面基站測量工作強度大大降低，但是，技術(shù)要求難度會(huì )逐漸增加，在測量等級和精度的時(shí)候，要求非常高。

3、 DOM 和 DEM 制作

通過(guò) POS 數據信息，計算外方位元素、相機參數迭代計算、影響鑲嵌、影響和點(diǎn)云匹配等，可以制作數字正射影像圖 DOM。1:2000 的 DOM 分辨率在 0.2m 以上，能夠滿(mǎn)足公路勘察設計可行性、初步設計、施工圖紙設計各環(huán)節的需求。充分合理 DOM，對點(diǎn)云數據進(jìn)行分類(lèi)判斷和地物提取等，利用所獲取的地面點(diǎn)在對應軟件中，制作出可以滿(mǎn)足需求的數字地形圖 DEM。

4、 數字線(xiàn)劃圖 DLG 繪制

盡管 DEM 和 DOM 能夠滿(mǎn)足三維設計需求，但是此軟件并不能完全滿(mǎn)足生產(chǎn)需要。再加上，主流公路設計軟件，在開(kāi)展公路設計工作時(shí)，主要通過(guò)等高線(xiàn)，以此為主的數字線(xiàn)劃圖 DLG。受相幅和相機限制，Lidar 所獲取的影像不適合通過(guò)立體測圖的方式獲得大面積 DLG。

一般來(lái)講，利用 DEM 自動(dòng)生成等高線(xiàn)和高程點(diǎn)，結合 DOM 進(jìn)行道路和排水等地物要素的矢量化。嚴格按照野外調繪位置，描繪地下管線(xiàn)。Lidar 相對敏感的地面上，電力和通訊線(xiàn)等都可以從影像上獲取，也可以通過(guò)一定算法獲取矢量。

5、 斷面采集

在進(jìn)行公路勘察施工設計階段，橫斷面的測量任務(wù)相對繁雜。機載激光雷達測量技術(shù)通過(guò)詳細劃分激光點(diǎn)云，以便于對植被覆蓋比較密集的區域，可以獲取更加精確的DEM，以此有效解決傳統航測技術(shù)中所存在的主要問(wèn)題。充分合理利用高精度 DEM 批量測繪線(xiàn)路上任意點(diǎn)的橫斷面，以此利于實(shí)現自動(dòng)化，用時(shí)比較少，精確較高，還能夠有效避免發(fā)生野外測量錯誤狀況。

在激光雷達技術(shù)支持下不僅數據成果精度高，而且可降低外業(yè)工作強度，尤其是在戈壁荒漠等人員相對困難到達的地方，能夠大量的減少人工成本，同時(shí)又能獲取高精度的地形測繪成果，提高外業(yè)工作效率，通過(guò)數據比較其成果精度完全滿(mǎn)足相關(guān)規范要求。

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