三維激光雷達技術(shù)應(yīng)用分析

三維激光雷達技術(shù)應(yīng)用分析摘要：本文以三維激光雷達技術(shù)中的測繪技術(shù)為例，對三維激光雷達技術(shù)應(yīng)用進行分析。相對于傳統(tǒng)測繪技術(shù)，三維激光雷達測繪技術(shù)可以快速得到全面的空間信息。并且三維激光雷達測繪技術(shù)的合理運用，不僅可以提升測繪效率與測繪質(zhì)量，而且能夠降低測繪成本，使得三維激光雷達測繪技術(shù)在測繪領(lǐng)域逐步得到普及應(yīng)用。基于此，文章首先概述了三維激光雷達測繪技術(shù)，闡述了三維激光雷達測繪技術(shù)的優(yōu)勢特征，對三維激光雷達測繪技術(shù)的應(yīng)用進行了探討分析。關(guān)鍵詞：三維激光雷達；測繪技術(shù)；特征；應(yīng)用；三維激光雷達測繪技術(shù)又稱為LIDAR，其主要包括兩方面：計算機系統(tǒng)和激光系統(tǒng)。其中，激光系統(tǒng)負責提供激光脈沖，計算機系統(tǒng)負責數(shù)據(jù)存儲和處理。目前三維激光雷達測繪技術(shù)應(yīng)用中的測繪設(shè)備主要是激光雷達測距儀，其依靠激光測量技術(shù)來獲取測量目標的位置和其他信息數(shù)據(jù)。而且在其實際應(yīng)用中，應(yīng)根據(jù)測繪的實際需要合理選擇三維激光雷達測繪設(shè)備的類型，并加強與其它技術(shù)的結(jié)合，從而確保測繪結(jié)果的準確性。一、三維激光雷達測繪技術(shù)的概述三維激光雷達測繪技術(shù)是使用電磁波將信號發(fā)送到被測位置，然后接收測繪目標的反饋信號，并將先前發(fā)送的信號與接收到的信號進行比較，主要需要將被測物體的高度、寬度、距離和物體處于靜止或運動狀態(tài)開展測繪工作。三維激光雷達測繪技術(shù)的合理運用能夠同時獲取三維空間坐標，從而達到同步效果，并通過使用點云處理和建模軟件可以得到有效的數(shù)字模型，該數(shù)字模型具有精度高、速度快等諸多優(yōu)勢，因此其在應(yīng)用過程中，能夠快速得到高精度的三維數(shù)字信息。目前三維激光雷達測繪技術(shù)主要分為地面三維激光測繪和機載三維激光測繪等。其中機載激光測繪主要是在工作平面上安裝測繪設(shè)備，可以有效地測繪出地面物體的準確位置，建立準確的三維空間。其原理是通過傳感器設(shè)備發(fā)送激光束，激光束直接從空氣射向物體并反射回去，并被光束接收器收回，收回的激光束轉(zhuǎn)換成電信號。根據(jù)兩次激光束的發(fā)射和收回，計算它們之間的距離。同時，三維激光雷達測繪設(shè)備還具有定位功能，可以對被測地面物體進行定位，準確地測量地面移動物體的移動速度。二、三維激光雷達測繪技術(shù)的優(yōu)勢特征1、測繪精度高。相對于其它測繪技術(shù)，3D激光雷達測繪技術(shù)具有精度高以及測繪范圍大的優(yōu)勢特征，并且通過運用3D激光雷達測繪技術(shù)，其測繪結(jié)果誤差最小，使得3D激光雷達測繪技術(shù)在測繪領(lǐng)域中的應(yīng)用日益廣泛。2、時效性。測繪工作通常都會受到外界環(huán)境的干擾，使得測繪目標容易出現(xiàn)變化，從而影響測繪結(jié)果的精準性，制約了測繪工作的合理開展。如果運用三維激光雷達測繪技術(shù)開展測繪工作，基于其能夠同時得到三維空間坐標的優(yōu)勢特征，能夠有效防止上述問題的發(fā)生，從而保證測繪結(jié)果的準確性。3、測繪功能碰。實際的測繪工作中，三維激光雷達測繪是利用電磁波開展測繪作業(yè)，相對于傳統(tǒng)測繪技術(shù)，由于其電磁波具有穿透能力，使得功能更全面。三維激光雷達測繪技術(shù)應(yīng)用能夠?qū)τ行┛臻g和體積大的被測目標開展測繪工作，同時能夠得到準確的測繪信息。三、三維激光雷達測繪技術(shù)的應(yīng)用分析1、在基礎(chǔ)測繪中的應(yīng)用分析。在基礎(chǔ)測繪過程中，首先需要對被測對象的數(shù)字信息進行裁剪和反映，并以此為前提形成初步的測繪圖紙。在此過程中，最關(guān)鍵的任務(wù)是數(shù)字測量和數(shù)字攝影，并且這些工作具有復(fù)雜性和系統(tǒng)性。為了保證測繪數(shù)據(jù)的準確性，有必要根據(jù)實際情況合理設(shè)計測繪線路，三維激光雷達測繪技術(shù)可以提高地面三維坐標的精度，無需數(shù)字攝影測量就能滿足高精度圖像微分校正的要求，獲取數(shù)字正射影像，不僅簡化了復(fù)雜的測繪環(huán)境，而且降低了工作成本。此外，3D激光雷達測繪技術(shù)使用高精度的激光點云數(shù)據(jù)，可以直接反映線塔、房屋道路，水箱和其他物體的所有3D信息，而此類信息是基礎(chǔ)測繪所必需的。2、在精密測繪中的應(yīng)用。在對精密度要求高的測繪工作中，都會涉及測繪目標數(shù)據(jù)的采集，并且需要確定三維坐標或是建立三維模型。激光雷達技術(shù)的使用，能夠有效解決這一系列問題。激光雷達技術(shù)能夠運用數(shù)碼照相技術(shù)獲取紋理數(shù)據(jù)，通過與建筑模型的疊加，創(chuàng)建三維模型，實現(xiàn)對目標實體的規(guī)劃分析和決策、以及變形測量等動作。比如，在鐵路設(shè)計中，通過激光雷達技術(shù)實現(xiàn)對地面狀況的分析和模擬，為鐵路線路的設(shè)計和實際施工提供了依據(jù)。另外，在電力線路設(shè)計中，亦可使用激光雷達技術(shù)對了解整體線路狀況。三維激光雷達測繪技術(shù)還可以在精密中得到應(yīng)用，其中比較常見的就是對測量目標進行采集，實現(xiàn)三維坐標和模型。另外，在精密的測量中應(yīng)用激光雷達技術(shù)還可以對實際的景觀建筑進行規(guī)劃，不斷完善物體的保護以及規(guī)劃決策工作。3、在礦山測繪中的應(yīng)用。目前由于礦山環(huán)境不斷惡化，對礦山建設(shè)造成了極大的阻礙。因此，礦山數(shù)字建設(shè)工作顯得尤為重要。應(yīng)用三維激光雷達測繪技術(shù)，能對礦山內(nèi)部的所有數(shù)據(jù)進行采集，合理構(gòu)建三維數(shù)字模型，明確礦山的實際現(xiàn)狀，對地面與礦山的模型進行提取。應(yīng)用GIS技術(shù)對礦山區(qū)域的破壞程度進行分析，在重點區(qū)域進行布點，對災(zāi)害進行預(yù)警。4、在電力輸送與管道線路測繪中的應(yīng)用。由于地理因素的復(fù)雜性，許多電力傳輸和線路的分布具有一定的復(fù)雜性，通過測繪工作的有效進行，采用三維激光雷達測繪技術(shù)，對地理環(huán)境的有效測量，實現(xiàn)電力輸送和管道線路區(qū)域的準確測量。采用空中雷達策略系統(tǒng)，利用直升機策略能夠降低成本，并且也能夠提高測繪數(shù)據(jù)的可靠性。同時還可以利用定位系統(tǒng)和傳感器，對電力管道線路的檢查，能夠?qū)崿F(xiàn)高效的電力傳輸系統(tǒng)維護工作，提升了電力測繪的工作效率。5、在數(shù)字城市建設(shè)中的應(yīng)用。隨著科學技術(shù)的進步和發(fā)展，如今城市化建設(shè)的重點已經(jīng)轉(zhuǎn)向數(shù)字城市，故在實際操作時，得到準確的空間信息十分重要。這是因為數(shù)字城市平臺和框架的構(gòu)建不能沒有它的數(shù)據(jù)支持，然而從前的測繪技術(shù)得到的信息已經(jīng)不能達到數(shù)字城市構(gòu)建的高標準和嚴要求。在這樣的背景下，為了確定數(shù)字城市建立不能缺少的空間信息，還有保證數(shù)字正射影像的分辨率提升和準確率不出現(xiàn)問題，可以運用激光雷達中的垂技術(shù)。在建立數(shù)字城市時，建立的虛擬化管理系統(tǒng)平臺一定要包含整個城市，且城市三維模型是前提條件，只有此模型的數(shù)據(jù)真實可靠、能夠進行測量工作，才能真正地再現(xiàn)城市。但是從前的測繪方法無法避免外界環(huán)境的影響，從而無法準確地掌握空間信息。三維激光雷達測繪方法可以利用激光整體地把握整個建筑物，這樣做的優(yōu)點是工作效率有保證、準確度能夠提高。為了完成建立城市三維模型的目標，可以把三維激光雷達測繪方法和其他的一些軟件結(jié)合使用，使相關(guān)的云數(shù)據(jù)形成模型的映射。結(jié)束語綜上所述，測繪工作運用三維激光雷達技術(shù)，不僅能夠提升測繪工作效率，而且還能夠保證測繪工作的精準性。隨著科技的進步發(fā)展，促進了三維激光雷達測繪技術(shù)發(fā)展，有效提升了三維激光雷達測繪技術(shù)水平，同時地面三維激光雷達以及機載三維激光雷達等技術(shù)也得到普遍應(yīng)用，因此為了保證測繪工作質(zhì)量，必須加強對三維激光雷達測繪技術(shù)應(yīng)用進行分析。參考文獻[1]石慧.激光雷達測繪技術(shù)在工程測繪中的應(yīng)用研究[J].住