工程測繪中LIDAR測繪技術(shù)的有效運用

　　測繪工作在工程建設中扮演著(zhù)重要角色，且我國地域面積廣闊，地質(zhì)地貌構成復雜，極大程度上提升了施工的難度，為科學(xué)控制工程施工進(jìn)度，應加大對測繪工作的重視程度，全面勘察工程區域中地質(zhì)情況、巖層運動(dòng)情況，并采取對應的施工技術(shù)，從而更好地確保施工安全與質(zhì)量。隨著(zhù)我國社會(huì )經(jīng)濟的發(fā)展，建筑工程呈現出多種設計樣式等特色，對測繪技術(shù)也提出了更高要求，傳統的測繪技術(shù)因自身局限性，已不再適應于工程的需要，因此LIDAR測繪技術(shù)、GPS技術(shù)、GRS技術(shù)等新型測繪方式誕生并被廣泛應用在工程測繪過(guò)程。

　　1 LIDAR測繪技術(shù)原理

　　Light Detection And Ranging簡(jiǎn)稱(chēng)LIDAR，代表著(zhù)激光探測與測量，主要以GPS技術(shù)和慣性測量裝置為基礎，將系統探測的數據用DSM（數字表面模型）通過(guò)離散點(diǎn)的方式表示，數據中包含激光強度、三維空間等多方面的信息。LIDAR測繪技術(shù)分為地面與機載兩種類(lèi)型，其中的機載型激光雷達借助測距系統、飛機等設備，融合計算機技術(shù)、激光測距技術(shù)、IMU（慣性測量單元）等多種現代化技術(shù)，能夠準確測量出物體在地面的三維坐標，因此，其應用范圍較為廣闊，主要的系統有以下4個(gè)：（1）激光掃描測距系統；（2）IMU（慣性測量裝置）；（3）動(dòng)態(tài)差分GPS接收機；（4）一套成像裝置。

　　LIDAR測繪技術(shù)主要的工作原理有：通過(guò)傳感器等裝置，發(fā)射出激光束后，借由空氣這一載體，傳播到物體的表層或者地面，再經(jīng)過(guò)表層或地面的反射后，形成的反射能量會(huì )被傳感器重新接收并記錄，作為系統中的電信號。如果準確記錄信號的發(fā)射與接收時(shí)間，那么就可以科學(xué)地計算出物體的表層或者地面與激光器之間的距離，其計算公式如下所示：

　　R=ct/2

　　式中，R為物體的表層或者地面與激光器之間的距離；

　　c為光速；

　　t為接收時(shí)刻與發(fā)射時(shí)刻的時(shí)間差。

　　光脈沖通常以光速進(jìn)行傳播，通過(guò)激光型發(fā)射器，發(fā)出一束離散式光脈沖，將其打在地表后，并對其反射，而在發(fā)出下一光脈沖之前，接收器會(huì )先接收被反射的光脈沖，以此測量出距離。

　　2 LIDAR測繪技術(shù)的應用優(yōu)勢

　　將LIDAR測繪技術(shù)應用在工程測繪過(guò)程中，具有產(chǎn)生數據周期快、抗外部環(huán)境干擾能力強、自動(dòng)化智能化程度高、準確性高等多種優(yōu)勢。該測繪技術(shù)需要借助相關(guān)的傳感器裝置，并發(fā)射出激光脈沖類(lèi)型的信號，能夠較好地避開(kāi)地面植被等其他物品的遮擋，更為準確地獲取工程區域中地形、地表等方面的數據。再利用先進(jìn)的科學(xué)軟件對數據進(jìn)行處理，生成直觀(guān)的等高線(xiàn)或者影像圖。與地面測量技術(shù)或者傳統的測繪技術(shù)相比，存在多方面的優(yōu)勢，因此，該種技術(shù)的應用范圍較廣，包括繪制地圖、航圖測繪等領(lǐng)域。

　　3 工程測繪中LIDAR測繪技術(shù)的有效運用

　　LIDAR測繪技術(shù)得出的數據準確，能夠輔助工作人員更為科學(xué)地進(jìn)行施工，將其合理地運用在工程測繪中，應綜合考慮工程地質(zhì)條件、環(huán)境因素等方面的因素，確保技術(shù)運用的科學(xué)性，當前，LIDAR測繪技術(shù)的運用方式主要有基礎測繪、精密工程和數字化城市等方面，具體包括以下幾方面的內容。

　　3.1 施工場(chǎng)地的基礎測繪工作

　　將LIDAR測繪技術(shù)應用在施工場(chǎng)地的基礎測繪工作中，能夠更好地滿(mǎn)足施工標準，達到預定的施工目標。當前，基礎測繪中主要包括DLG（數字線(xiàn)劃地圖）、DOM（數字正射影像）、DEM（數字高程模型）和DRG（數字柵格地圖）4種基本的測繪產(chǎn)品，其中數字線(xiàn)劃地圖和數字正射影像的生產(chǎn)過(guò)程需要三維空間高精度的信息支撐。如，數字正射影像需要數字高程模型在提供精確的地形資料后，再借助數字型微分技術(shù)，分析或者糾正信息，最后才能獲取相應的產(chǎn)品，在沒(méi)有數字高程模型數據資料的情況下，會(huì )借助攝影的方式進(jìn)行測量，但與數字高程模型相比，其操作程序復雜且繁瑣，很容易出現人工失誤的情況。而通過(guò)LIDAR測繪技術(shù)，能夠實(shí)時(shí)提取地面表層的三維坐標，更好地滿(mǎn)足于糾正需求，降低了數字正射影像的整體獲取難度?；诖朔N生產(chǎn)背景，數字正射影像不再依靠攝影平臺，只需要有普通RS圖像系統，就可以實(shí)現集約化、高效率生產(chǎn)。

　　3.2 LIDAR測繪技術(shù)在精密工程中的運用

　　當前，我國運用LIDAR測繪技術(shù)的范圍逐漸變廣，其中一個(gè)顯著(zhù)的特點(diǎn)是應用在精密工程的測繪過(guò)程，包括測量水文環(huán)境、測量地質(zhì)沉降情況、為電力系統選線(xiàn)、測量建筑工程、考古等方面。這一類(lèi)工程的共同特征是要求全面收集、測量和采取目標范圍內的所有信息，同時(shí)也需了解三維坐標和模型中涵蓋的信息。將地面和機載兩種LIDAR測繪技術(shù)有機統一，能夠很好地滿(mǎn)足精密工程需求，其具體的操作步驟為：借助數碼相片，采集對應的紋理信息，并將其與建筑物模型進(jìn)行層次式、疊加式處理，構建出科學(xué)的三維模型，再規劃出具體的目標景觀(guān)，進(jìn)而達到測量形變、決策規劃、分析目標景觀(guān)等目的。如，在建設建筑工程中，能夠利用LIDAR測繪技術(shù)，獲取施工區域中地物、地形情況，并根據設置的數據點(diǎn)，展開(kāi)驗收、監督等工作，保障工程的施工質(zhì)量。

　　3.3 建設數字化城市

　　數字化城市屬于當前城市化進(jìn)程中重要發(fā)展趨勢之一，包含多媒體、計算機、數據存儲等方面的技術(shù)，再結合GIS技術(shù)、RS技術(shù)、仿真-模擬技術(shù)、遙測技術(shù)等，三維描述出城市的多種類(lèi)、多尺度、多分辨率，更為實(shí)時(shí)地監測城市變化。通過(guò)利用LIDAR測繪技術(shù)，能夠及時(shí)獲取數字地面模型，從而為建設數字化城市提供空間信息資源，從全方位的角度掃描地面建筑物，并得到目標景物的三維坐標，再構建出城市三維模型，更好地促進(jìn)城市發(fā)展。

　　4 結語(yǔ)

　　綜上所述，測繪工作在工程建設過(guò)程中扮演著(zhù)重要角色，不僅關(guān)系著(zhù)整個(gè)施工進(jìn)度，更影響著(zhù)工程的質(zhì)量和施工安全，基于此，工作人員應結合工程實(shí)際情況，選擇恰當的測繪技術(shù)，確保測繪工作的順利進(jìn)行。LIDAR是當前應用得較為廣泛的測繪技術(shù)，具備密度大、數據獲取準確等多方面的優(yōu)勢，對工程測繪有著(zhù)較大的幫助作用，但就當前的情況而言，LIDAR測繪技術(shù)的應用仍存在問(wèn)題，相關(guān)測繪工作人員必須加大對其的研究力度，綜合考慮工程量、工程外部環(huán)境等因素，拓寬LIDAR測繪技術(shù)的運用范圍，保障測繪數據的精密性，提升工程整體質(zhì)量。

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