摘 要：随着社会不断发展及科技水平的日益提高，越来越多的新技术逐渐在工程测绘中得到使用，从而更好地服务于建筑工程事业，测绘事业在我国不断发展，目前，最为常用的技术就是激光雷达测绘，极大地提高了工作效率，提高测绘精度。本文将简单概述激光雷达测绘的主要概念、分类和工作原理，并对激光雷达技术在测绘工程中的应用进行详细的分析。
关键词：激光雷达；测绘技术；应用分析
中图分类号：TN958.98 文献标识码：A 文章编号：1004-7344（2018）23-0180-02
激光雷达测绘技术是包含了计算机系统和激光系统的一种空间定位的测绘系统，完成测绘任务主要技术是依据系统中惯性和激光引导的测量技术[1]。随着工程测绘的要求越来越高及建筑业的要求，激光雷达技术在工程测绘过程中的得到普及[2]，应用的价值越发显著，越来越受到人们的重视。
1 激光雷达测绘技术简述
1.1 激光雷达测绘技术的概念
激光雷达技术（Light Delection And Ranging，LIDAR）是由激光系统和计算机系统，前者的任务是供给外界激光脉冲，后者的任务是储存与处理海量信息与数据[3]，可以构建和描绘3D场景，快速获得目标的空间坐标，并利用网络传输拍摄的照片，实现目标场景和数据模型的同步绘制，这项技术可以将目标准确有效且快速的表现出来，为工作者提供建筑最多的信息和数据，且客观、真实和高效。探测主要是通过电磁波的信号发射和回收，返回信号和发射信号的对比可以实现对目标物的高度、宽度、距离及其它数据进行记录。此外，如果目标处于移动状态，同样可以实现上述的测绘，可以达到追踪的效果。
1.2 激光雷达测绘技术的分类
激光雷达技术依据激光技术的载具可以分为机载激光雷达技术和地面二维激光雷达技术。后者就是我们常见的测绘，在地面对目标物进行扫描，然后利用自带的系统进行影像处理然后建模，可以随时随地的进行安装使用，可以搭载在设备、汽车等工具上。以达到数据采集的多角度。
机载激光雷达技术搭载的设备较多，包含高度测量仪、定位仪、CCD相机等精密仪器，可以多角度对目标完成测量。利用系统自带的数据分析系统，可以生成高密度的点石数据，可以提高数据的准确性。凭借其高速、高性能的特点，可以对目标实现長距离的测绘，特别是无人机的使用，越来越得到测绘工作者的喜爱，无人机等机载激光雷达技术逐步引领工程测绘技术的发展潮流，在国内外得到快速的发展。
1.3 激光雷达测绘技术的原理
激光雷达测绘技术最为重要的技术就是GPS技术，同时，此技术还包含INS技术，数据的获得通过目标测绘的追踪，并可以对目标进行无死角展现。随着科技的进一步发展，激光雷达技术已经实现了精密性与配合性的相辅相成，可以再水下和地面均达到精确的程度。激光雷达测绘系统中包含了一个窄带激光器，能够将脉冲信号投射在目标物体的表面，以高效和迅速的优势实现测量目的，而系统接收器还具有准确统计与分析各项信息数据的功能，通过对光速的利用，脉冲信号的发出与下段信号发射返回的效率大大提高，最后，快速地对目标进行测量，并且记录重所有的数据和信息。
2 激光雷达测绘技术的主要应用
一项技术的发展必须在实践中得到应用，人们应用新技术的能力越来越深入，伴随激光雷达技术的产生，并且测绘地理信息软件、计算机技术的同步进步，为此技术的应用提供了保障。经过近20年的发展，激光雷达技术在工程测绘主要应用在基础测绘、精密测绘、电力管道、森林工程、数字城市、数字矿山等诸多方面。
2.1 基础测绘方面
基础测绘是测绘工程中最为基础的部分，测绘内容主要包含数字线划地图、数字正射影像等领域的测绘，可以实现数字影像从基础到反射的分离与切割。其中，依然需要要确保目标物三维数据和信息内容的精确，因此，可以利用激光雷达测绘技术实现基础测绘。我们可以看到，能够利用激光雷达测绘技术实现对微分数字精确校正和纠正，从而保证数字正射影像中信息与数据的精准性。在这个目标应用下，机载激光雷达有着高效准确的测绘作用，使得数字正射影像更专业与完整。该技术逐步得到推广，使得基础测绘所需的人力、物力、财力大量的下降，使得工程测绘数据大规模的获取得到可能并能在保障数据的精确性的条件下，大大提高基础测绘的效率。
2.2 精密测绘方面
精密测绘的要求相比基础测绘要求更高，测绘内容包括了数据采集的许多细节部分，并在要求处理完成之后在三维坐标的应用中有其它的数据获得，例如，在水文测绘、铁路、建筑建设中，不仅需要基础性数据，还需要针对三维坐标和由其形成的模型进行测量。可知，利用激光雷达测绘技术可以实现精密测绘工程各种数据的获取及处理，并可以从相片中获得其它有效信息，与三维信息结合可以获得更加完美的数据，对目标物的测绘提供更多的参考价值。例如在铁路轨道设计的工作中，应用该技术后不仅可以对轨道线路进行精密的测绘，而且可以利用计算机系统建立模型，为铁路施工方提供各种相关数据，同时可为设计方提出更多备选方案。
2.3 电力管道发面
可以利用机载激光雷达技术对电力管道线路进行有效的测绘，快速完成电力及管道的布局方案设计，利用无人机、直升机平台对路线进行测量，同时可以利用此技术再配上录像机、数字相机等传感器，可以在已建好的输电线和管道进行运营维护测绘，凭借机载平台的灵活性，可以全方面的对线路进行准确的数据搜集，并可以大大减少人力成本，减少安全隐患。
2.4 森林工程方面
目前，在我国激光雷达技术已在森林方面得到推广，林业对测绘数据的要求同样较高，仅仅使用基础测绘远远达不到对森林的保护，主要是基础测绘耗时耗力，随着林业发展的需求越来越高，国土部门越来越需要了解森林底部的地形特点，而激光雷达技术为其提供了可能。相比卫星成像，激光雷达技术有一定的不同，利用该技术不但可以对树冠下的地形进行测绘，还可以对树的高度进行测量。在后期处理数据的过程中，激光返回值包括地面返回值和植被返回值两个部分，由此，根据这些数据可以获得更多林业相关信息，利用模型或者数学方法进行计算，例如木材材质、树高、树龄、生态环境以及植被覆盖度等，此部分内容都是传统摄影测量或地面测量所无法获取的内容。
2.5 数字城市方面
随着城市化的不断推进，信息化逐渐成为城市发展的重要动力，特别是空间信息，逐渐成为城市的基本框架和信息平台，是构建数字城市的基础数据。激光雷达技术测绘系统可以对城市地形进行高精度的模拟，提供最精确的数字正射影像图，因此，激光雷达技术能成为城市数字化建设的技术力量，从而推动数字城市的推进。此外，可以利用该技术构建仿真的三维城市，为城市管理者提供一个真实的虚拟城市平台，相比传统技术工作量大，更新慢、效果差的特点，该技术速度快、效率高、快速获取目标高密度高精度的三维点坐标，在软件和硬件的支持下地构建大面积的城市三维模型，并可以快速更新，为数字城市建设提供最基础的数据和最完善的服务。
2.6 数字矿山方面
矿山作为国民经济的基础，既要满足经济节约、又要保护生态环境，数字矿山的建设势在必行。目前，国内矿山及矿业城市的发展越来越受到制约，矿山资源的枯竭、生态环境的破坏，使得矿山生态系统逐渐衰落，矿山所提供的人力、物力、财力都逐渐下降，甚至成为累赘。要想解决目前的現状，必须加强对数字矿山的重视。利用激光雷达技术数据滤波迅速提取矿区内的相关数据，建立起三维虚拟地面模型，并确定建筑物的合理区域，提取建筑物的顶面信息，并通过构建模型清楚展现[4]。通过对建筑物构建模型，并对其进行分层组合、匹配融合等处理，实现矿山采空区生态环境与经济效益的合理评价，此外，还可以对沉陷造成的土地裂缝进行分析，并对次生灾害进行检测，例如房屋沉降、滑坡等灾害进行有效监控。
3 结 语
综上所述，激光雷达测绘技术在目前基础测绘、精密测绘、数字矿山、电力管道、森林工程、数字城市以及数字矿山等方面的发展中的作用越来越明显，相比较传统测绘技术，其优势为更加方便、准确、快捷等，这些特点使得该技术更加适应当前测绘工程的发展。目前，此项技术在国内应用时间相对较短，需要更多的实践、推广、应用，进一步提高其使用范围。因此，在测绘工程施工中，要更深入的研究如何使用激光雷达测绘技术，进一步了解并逐步掌握其核心，为工程事业发挥更大的作用。
参考文献
[1]查 立.激光雷达测绘技术在工程测绘中的应用分析[J].城市道桥与防洪，2015（11）：209～211.
[2]吾拉伊木江·吾普尔.激光雷达测绘技术在工程测绘中的应用探讨[J].科学技术创新，2013（28）：83.
[3]余阿明.工程测绘中激光雷达测绘技术的应用探微[J].建筑工程技术与设计，2015（25）：134.
[4]胡泽鹏.简析工程测绘中激光雷达测绘技术的应用[J].科技向导，2014（17）：201.
收稿日期：2018-7-10
作者简介：杨银甲（1981-），男，白族，云南大理人，测绘工程师，本科，主要从事：工程测绘工作。
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