三維激光在高速公路上的應(yīng)用

1、三維激光在高速公路上的應(yīng)用摘要：現(xiàn)代社會(huì)不斷發(fā)展的情形下，高速公路工程項(xiàng)目施工作業(yè)活動(dòng)的開展實(shí) 施，對(duì)現(xiàn)代社會(huì)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展有較為重要的影響及作用。結(jié)合現(xiàn)實(shí)情形可知，在現(xiàn) 代民眾生產(chǎn)生活質(zhì)量水平上升發(fā)展的情形下，如何更好的進(jìn)行高速公路工程項(xiàng)目 施工作業(yè)活動(dòng)，逐漸成為工程行業(yè)研究關(guān)注內(nèi)容的重要組成。本文主要結(jié)合現(xiàn)實(shí) 情形，分析探討高速公路施工作業(yè)期間三維激光掃描技術(shù)的切實(shí)有效應(yīng)用，以期 能夠?yàn)楦咚俟肥┕そㄔO(shè)發(fā)展提供參考性建議。關(guān)鍵詞：三維激光；高速公路；技術(shù)應(yīng)用在我國(guó)現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)不斷發(fā)展的情形下，機(jī)載激光雷達(dá)技術(shù)應(yīng)運(yùn)而生，在國(guó) 內(nèi)外學(xué)者進(jìn)行該項(xiàng)技術(shù)深入調(diào)查研究活動(dòng)的情形下，以機(jī)載激光雷達(dá)技術(shù)為基礎(chǔ)

2、 的相關(guān)設(shè)備被研制并被投入至市場(chǎng)進(jìn)行有效使用。在時(shí)間不斷推移發(fā)展的情形下， 機(jī)載激光雷達(dá)技術(shù)在高速公路工程行業(yè)領(lǐng)域中的應(yīng)用范圍不斷加大，并且在一定 程度上滿足了高速公路工程行業(yè)施工建設(shè)發(fā)展需要，極具現(xiàn)實(shí)價(jià)值。一、分析探討機(jī)載三維激光掃描技術(shù)獲取數(shù)據(jù)的基本原理機(jī)載三維激光掃描技術(shù)是現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)不斷發(fā)展下的結(jié)果，在該項(xiàng)技術(shù)的切 實(shí)有效應(yīng)用的情形下，機(jī)載激光雷達(dá)系統(tǒng)得以存在并發(fā)展，結(jié)合現(xiàn)實(shí)情形可知， 機(jī)載激光雷達(dá)系統(tǒng)是一種安裝在飛機(jī)上的機(jī)載激光探測(cè)和測(cè)距系統(tǒng)，激光掃描儀 技術(shù)、GPS技術(shù)等均是系統(tǒng)發(fā)揮功能效用的重要技術(shù)支持。在機(jī)載激光雷達(dá)系統(tǒng) 切實(shí)應(yīng)用的情形下，其能夠通過距離傳感器、激光掃描器，在結(jié)

3、合計(jì)算機(jī)儀器設(shè) 備綜合應(yīng)用的基礎(chǔ)上，進(jìn)行工程項(xiàng)目測(cè)量數(shù)據(jù)的收集、顯示及存儲(chǔ)等各項(xiàng)處理工 作，在獲取被測(cè)目標(biāo)三維坐標(biāo)數(shù)據(jù)和表面形態(tài)數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)上，能夠?yàn)楦鞣N立體模 式的建立提供相關(guān)數(shù)據(jù)。如圖1所示，機(jī)載激光測(cè)量系統(tǒng)由OPS、IMU等系統(tǒng)共 同組建而成，進(jìn)而發(fā)揮相應(yīng)的價(jià)值效用。實(shí)際生產(chǎn)生活中，機(jī)載激光測(cè)量系統(tǒng)獲 取數(shù)據(jù)的基本原理內(nèi)容為：在機(jī)載激光雷達(dá)系統(tǒng)航攝飛行的過程當(dāng)中，激光掃描 儀發(fā)射并接受激光束，在進(jìn)行地面線狀掃描作業(yè)的情形下，傳感器空間位置由動(dòng) 態(tài)GPS系統(tǒng)確定，飛機(jī)的實(shí)時(shí)姿態(tài)數(shù)據(jù)由IMU測(cè)量，在IMU和GPS兩大系統(tǒng)進(jìn) 行數(shù)據(jù)擬合作業(yè)的情形下，能夠獲取較為科學(xué)全面、完整的地面三維數(shù)據(jù)。圖1

4、：機(jī)載激光測(cè)量系統(tǒng)組成圖示二、高速公路工程測(cè)量作業(yè)期間機(jī)載三維激光掃描技術(shù)的應(yīng)用高速公路工程測(cè)量作業(yè)活動(dòng)開展實(shí)施期間，數(shù)據(jù)獲取的準(zhǔn)確、全面、完整性 對(duì)整個(gè)測(cè)量作業(yè)質(zhì)量有關(guān)鍵性影響，在現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)不斷發(fā)展的情形下，先進(jìn)的 測(cè)量技術(shù)及測(cè)量?jī)x器逐漸投入使用，從而有助于提高高速公路測(cè)量作業(yè)質(zhì)量及效 率?，F(xiàn)實(shí)情形下，機(jī)載三維激光掃描技術(shù)在高速公路工程測(cè)量作業(yè)期間的切實(shí)有 效應(yīng)用，主要包括獲取數(shù)據(jù)、處理數(shù)據(jù)、設(shè)計(jì)優(yōu)化等多項(xiàng)工作內(nèi)容。具體內(nèi)容為:獲取原始數(shù)據(jù)為滿足高速公路測(cè)量作業(yè)發(fā)展需要，科學(xué)合理高效的獲取各項(xiàng)原始數(shù)據(jù)，在 相關(guān)人員應(yīng)用機(jī)載激光雷達(dá)系統(tǒng)的過程當(dāng)中，做好事先的各項(xiàng)準(zhǔn)備計(jì)劃工作，具 有極其重要的

5、現(xiàn)實(shí)價(jià)值。在相關(guān)人員充分做好各項(xiàng)準(zhǔn)備工作的情形下，高速公路 工程項(xiàng)目原始數(shù)據(jù)的獲取質(zhì)量、獲取效率能夠得到較為積極有效的保障提升。結(jié) 合現(xiàn)實(shí)情形可知，機(jī)載激光雷達(dá)系統(tǒng)實(shí)際應(yīng)用的過程當(dāng)中，作業(yè)人員需要進(jìn)行的 各項(xiàng)準(zhǔn)備工作，主要包括：一，飛行計(jì)劃的制訂，相關(guān)人員需要結(jié)合當(dāng)?shù)氐臍夂?狀況、飛機(jī)飛行的影響因素等多方面因素，制定科學(xué)合理的飛機(jī)計(jì)劃，以期滿足 高速公路工程測(cè)量作業(yè)需要；二，儀器設(shè)備的安裝及檢查作業(yè)，相關(guān)人員需要在 事先進(jìn)行全球定位系統(tǒng)接收機(jī)、慣性測(cè)量、激光掃描測(cè)量等儀器設(shè)備的安裝及檢 查作業(yè)，確保相關(guān)儀器測(cè)量按照標(biāo)準(zhǔn)要求內(nèi)容進(jìn)行科學(xué)合理化安裝，安裝作業(yè)質(zhì) 量符合測(cè)量作業(yè)標(biāo)準(zhǔn)。處理基礎(chǔ)數(shù)據(jù)在高

6、速公路工程項(xiàng)目測(cè)量作業(yè)活動(dòng)開展實(shí)施的整個(gè)過程當(dāng)中，為滿足測(cè)量作 業(yè)數(shù)據(jù)需要，相關(guān)人員需要針對(duì)機(jī)載激光雷達(dá)系統(tǒng)戶外采集原始數(shù)據(jù)進(jìn)行一定的 處理。具體的數(shù)據(jù)處理作業(yè)內(nèi)容為：一，飛機(jī)航跡的確定；二，激光掃描測(cè)量數(shù) 據(jù)的系列處理；三，對(duì)基礎(chǔ)數(shù)據(jù)進(jìn)行分類處理；四，坐標(biāo)匹配；五，進(jìn)行影像數(shù) 據(jù)的定向和鑲嵌；六，三維地形模型的建立。優(yōu)化線路設(shè)計(jì)現(xiàn)代社會(huì)經(jīng)濟(jì)不斷發(fā)展的情形下，現(xiàn)代民眾對(duì)高速公路工程項(xiàng)目提出了更多 更高的要求，基于此，為更好的滿足工程項(xiàng)目施工建設(shè)發(fā)展需要，在工程項(xiàng)目施 工作業(yè)活動(dòng)開展實(shí)施的整個(gè)過程當(dāng)中，相關(guān)人員應(yīng)更為科學(xué)合理的進(jìn)行測(cè)量作業(yè) 活動(dòng)。結(jié)合現(xiàn)實(shí)情形可知，在機(jī)載激光雷達(dá)系統(tǒng)實(shí)際應(yīng)用的情形

7、下，專業(yè)人員應(yīng) 當(dāng)以高分辨率、高精度的正射影像及激光點(diǎn)云數(shù)據(jù)等為基礎(chǔ)，通過二維和三維結(jié) 合的作業(yè)方式，在進(jìn)行多人協(xié)同設(shè)計(jì)作業(yè)的情形下，對(duì)高速公路線路路徑設(shè)計(jì)進(jìn) 行有效優(yōu)化，以期提高高速公路工程項(xiàng)目施工建設(shè)質(zhì)量及效率。三、高速公路工程項(xiàng)目技術(shù)應(yīng)用實(shí)例分析探討為更好的知悉了解機(jī)載激光雷達(dá)系統(tǒng)在高速公路上的應(yīng)用，以某一高速公路 工程項(xiàng)目為案例，進(jìn)行相應(yīng)的技術(shù)應(yīng)用分析。該高速公路工程項(xiàng)目多為山地地形， 稀疏灌木林是地區(qū)植被重要構(gòu)成，工程區(qū)域交通條件一般。機(jī)載激光雷達(dá)系統(tǒng)的 具體應(yīng)用流程內(nèi)容為：激光測(cè)量系統(tǒng)檢校為切實(shí)保證機(jī)載激光雷達(dá)系統(tǒng)獲取得到的相關(guān)數(shù)據(jù)準(zhǔn)確、無誤，相關(guān)人員在 將機(jī)載激光雷達(dá)系統(tǒng)安裝到飛

8、行器上之后，應(yīng)當(dāng)且必須要進(jìn)行相應(yīng)的系統(tǒng)檢校工 作。通常情形下，為較為正常有效的進(jìn)行激光測(cè)量系統(tǒng)檢校工作，相關(guān)人員應(yīng)當(dāng) 嚴(yán)格按照技術(shù)手冊(cè)內(nèi)容，進(jìn)行數(shù)碼相機(jī)、激光掃描儀的檢校工作。地面布設(shè)GPS基準(zhǔn)站GPS基準(zhǔn)站是實(shí)現(xiàn)機(jī)載GPS觀測(cè)數(shù)據(jù)同步發(fā)展的關(guān)鍵，基于此，在激光飛行 活動(dòng)開展實(shí)施期間內(nèi)，相關(guān)人員應(yīng)當(dāng)在地面布設(shè)GPS基準(zhǔn)站，在實(shí)現(xiàn)觀測(cè)數(shù)據(jù)同 步獲取的同時(shí)，通過事后聯(lián)合差分解算機(jī)載GPS軌跡，滿足高速公路工程測(cè)量作 業(yè)需要。值得注意的是，為滿足測(cè)量作業(yè)需要，GPS基準(zhǔn)站之間最大間距不應(yīng)超 過60公里。航空攝影飛機(jī)活動(dòng)實(shí)施在做好GPS基準(zhǔn)站布設(shè)、激光測(cè)量系統(tǒng)檢校等準(zhǔn)備工作的情形下，相關(guān)人員 應(yīng)當(dāng)根據(jù)

9、激光測(cè)量系統(tǒng)的檢校參數(shù)，科學(xué)合理地確定作業(yè)飛機(jī)的測(cè)量參數(shù)及飛行 參數(shù)、激光點(diǎn)間距等各類參數(shù)，在確定相關(guān)參數(shù)內(nèi)容的基礎(chǔ)上，組織進(jìn)行航空你 那個(gè)拍攝飛行活動(dòng)。數(shù)據(jù)處理在機(jī)載激光雷達(dá)系統(tǒng)應(yīng)用于高速公路測(cè)量作業(yè)活動(dòng)的整個(gè)過程當(dāng)中，為滿足 測(cè)量作業(yè)數(shù)據(jù)需要，注重并積極進(jìn)行數(shù)據(jù)處理作業(yè)，以期將機(jī)載激光掃描測(cè)量數(shù) 據(jù)轉(zhuǎn)化為線路測(cè)量數(shù)據(jù)，進(jìn)而滿足公路工程項(xiàng)目施工建設(shè)發(fā)展需要，具有極其重 要的現(xiàn)實(shí)價(jià)值。結(jié)合現(xiàn)實(shí)情形可知，通常情形下，為進(jìn)行科學(xué)合理有效的數(shù)據(jù)處 理作業(yè)活動(dòng)，應(yīng)當(dāng)進(jìn)行的作業(yè)步驟內(nèi)容包括：一，數(shù)字化立體作業(yè)平臺(tái)的構(gòu)建， 以激光掃描測(cè)量系統(tǒng)獲取數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)，構(gòu)建立體模型的同時(shí)，將其視作選線平臺(tái)， 能夠在很

10、大程度上提高高速公路選線結(jié)果的可靠性及可信度，從而能夠更好的強(qiáng) 化高速公路測(cè)量作業(yè)價(jià)值；二，DSM、DEM和DOM的制作，對(duì)機(jī)載激光雷達(dá)系 統(tǒng)獲取的相關(guān)數(shù)據(jù)進(jìn)行精確分類。四、結(jié)束語綜上所述，通過本文的論述分析可知，在我國(guó)現(xiàn)代社會(huì)經(jīng)濟(jì)高速發(fā)展的情形 下，高速公路工程項(xiàng)目施工建設(shè)活動(dòng)的積極有效開展，對(duì)于保障提升工程項(xiàng)目施 工作業(yè)質(zhì)量及效率有極其重要的影響，在我國(guó)現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)不斷發(fā)展的情形下， 推動(dòng)機(jī)載激光雷達(dá)系統(tǒng)在高速公路工程項(xiàng)目施工作業(yè)期間的切實(shí)有效應(yīng)用，能夠 在很大程度上強(qiáng)化提升高速公路工程項(xiàng)目作業(yè)活動(dòng)的價(jià)值效用，對(duì)工程價(jià)值目標(biāo) 的提升有重要促進(jìn)作用。參考文獻(xiàn)：覃亞偉，石文潔，肖明釗.基于BIM+三維激光掃描技術(shù)的橋梁鋼構(gòu)件工程 質(zhì)量管控J/OL.土木工程與管理學(xué)報(bào)，2019（04）： 119-125.高潔純，張軍.三維