三维激光雷达技术应用分析

三维激光雷达技术应用分析摘要：本文以三维激光雷达技术中的测绘技术为例，对三维激光雷达技术应用进行分析。相对于传统测绘技术，三维激光雷达测绘技术可以快速得到全面的空间信息。并且三维激光雷达测绘技术的合理运用，不仅可以提升测绘效率与测绘质量，而且能够降低测绘成本，使得三维激光雷达测绘技术在测绘领域逐步得到普及应用。基于此，文章首先概述了三维激光雷达测绘技术，阐述了三维激光雷达测绘技术的优势特征，对三维激光雷达测绘技术的应用进行了探讨分析。关键词：三维激光雷达；测绘技术；特征；应用；三维激光雷达测绘技术又称为LIDAR，其主要包括两方面：计算机系统和激光系统。其中，激光系统负责提供激光脉冲，计算机系统负责数据存储和处理。目前三维激光雷达测绘技术应用中的测绘设备主要是激光雷达测距仪，其依靠激光测量技术来获取测量目标的位置和其他信息数据。而且在其实际应用中，应根据测绘的实际需要合理选择三维激光雷达测绘设备的类型，并加强与其它技术的结合，从而确保测绘结果的准确性。一、三维激光雷达测绘技术的概述三维激光雷达测绘技术是使用电磁波将信号发送到被测位置，然后接收测绘目标的反馈信号，并将先前发送的信号与接收到的信号进行比较，主要需要将被测物体的高度、宽度、距离和物体处于静止或运动状态开展测绘工作。三维激光雷达测绘技术的合理运用能够同时获取三维空间坐标，从而达到同步效果，并通过使用点云处理和建模软件可以得到有效的数字模型，该数字模型具有精度高、速度快等诸多优势，因此其在应用过程中，能够快速得到高精度的三维数字信息。目前三维激光雷达测绘技术主要分为地面三维激光测绘和机载三维激光测绘等。其中机载激光测绘主要是在工作平面上安装测绘设备，可以有效地测绘出地面物体的准确位置，建立准确的三维空间。其原理是通过传感器设备发送激光束，激光束直接从空气射向物体并反射回去，并被光束接收器收回，收回的激光束转换成电信号。根据两次激光束的发射和收回，计算它们之间的距离。同时，三维激光雷达测绘设备还具有定位功能，可以对被测地面物体进行定位，准确地测量地面移动物体的移动速度。二、三维激光雷达测绘技术的优势特征1、测绘精度高。相对于其它测绘技术，3D激光雷达测绘技术具有精度高以及测绘范围大的优势特征，并且通过运用3D激光雷达测绘技术，其测绘结果误差最小，使得3D激光雷达测绘技术在测绘领域中的应用日益广泛。2、时效性。测绘工作通常都会受到外界环境的干扰，使得测绘目标容易出现变化，从而影响测绘结果的精准性，制约了测绘工作的合理开展。如果运用三维激光雷达测绘技术开展测绘工作，基于其能够同时得到三维空间坐标的优势特征，能够有效防止上述问题的发生，从而保证测绘结果的准确性。3、测绘功能碰。实际的测绘工作中，三维激光雷达测绘是利用电磁波开展测绘作业，相对于传统测绘技术，由于其电磁波具有穿透能力，使得功能更全面。三维激光雷达测绘技术应用能够对有些空间和体积大的被测目标开展测绘工作，同时能够得到准确的测绘信息。三、三维激光雷达测绘技术的应用分析1、在基础测绘中的应用分析。在基础测绘过程中，首先需要对被测对象的数字信息进行裁剪和反映，并以此为前提形成初步的测绘图纸。在此过程中，最关键的任务是数字测量和数字摄影，并且这些工作具有复杂性和系统性。为了保证测绘数据的准确性，有必要根据实际情况合理设计测绘线路，三维激光雷达测绘技术可以提高地面三维坐标的精度，无需数字摄影测量就能满足高精度图像微分校正的要求，获取数字正射影像，不仅简化了复杂的测绘环境，而且降低了工作成本。此外，3D激光雷达测绘技术使用高精度的激光点云数据，可以直接反映线塔、房屋道路，水箱和其他物体的所有3D信息，而此类信息是基础测绘所必需的。2、在精密测绘中的应用。在对精密度要求高的测绘工作中，都会涉及测绘目标数据的采集，并且需要确定三维坐标或是建立三维模型。激光雷达技术的使用，能够有效解决这一系列问题。激光雷达技术能够运用数码照相技术获取纹理数据，通过与建筑模型的叠加，创建三维模型，实现对目标实体的规划分析和决策、以及变形测量等动作。比如，在铁路设计中，通过激光雷达技术实现对地面状况的分析和模拟，为铁路线路的设计和实际施工提供了依据。另外，在电力线路设计中，亦可使用激光雷达技术对了解整体线路状况。三维激光雷达测绘技术还可以在精密中得到应用，其中比较常见的就是对测量目标进行采集，实现三维坐标和模型。另外，在精密的测量中应用激光雷达技术还可以对实际的景观建筑进行规划，不断完善物体的保护以及规划决策工作。3、在矿山测绘中的应用。目前由于矿山环境不断恶化，对矿山建设造成了极大的阻碍。因此，矿山数字建设工作显得尤为重要。应用三维激光雷达测绘技术，能对矿山内部的所有数据进行采集，合理构建三维数字模型，明确矿山的实际现状，对地面与矿山的模型进行提取。应用GIS技术对矿山区域的破坏程度进行分析，在重点区域进行布点，对灾害进行预警。4、在电力输送与管道线路测绘中的应用。由于地理因素的复杂性，许多电力传输和线路的分布具有一定的复杂性，通过测绘工作的有效进行，采用三维激光雷达测绘技术，对地理环境的有效测量，实现电力输送和管道线路区域的准确测量。采用空中雷达策略系统，利用直升机策略能够降低成本，并且也能够提高测绘数据的可靠性。同时还可以利用定位系统和传感器，对电力管道线路的检查，能够实现高效的电力传输系统维护工作，提升了电力测绘的工作效率。5、在数字城市建设中的应用。随着科学技术的进步和发展，如今城市化建设的重点已经转向数字城市，故在实际操作时，得到准确的空间信息十分重要。这是因为数字城市平台和框架的构建不能没有它的数据支持，然而从前的测绘技术得到的信息已经不能达到数字城市构建的高标准和严要求。在这样的背景下，为了确定数字城市建立不能缺少的空间信息，还有保证数字正射影像的分辨率提升和准确率不出现问题，可以运用激光雷达中的垂技术。在建立数字城市时，建立的虚拟化管理系统平台一定要包含整个城市，且城市三维模型是前提条件，只有此模型的数据真实可靠、能够进行测量工作，才能真正地再现城市。但是从前的测绘方法无法避免外界环境的影响，从而无法准确地掌握空间信息。三维激光雷达测绘方法可以利用激光整体地把握整个建筑物，这样做的优点是工作效率有保证、准确度能够提高。为了完成建立城市三维模型的目标，可以把三维激光雷达测绘方法和其他的一些软件结合使用，使相关的云数据形成模型的映射。结束语综上所述，测绘工作运用三维激光雷达技术，不仅能够提升测绘工作效率，而且还能够保证测绘工作的精准性。随着科技的进步发展，促进了三维激光雷达测绘技术发展，有效提升了三维激光雷达测绘技术水平，同时地面三维激光雷达以及机载三维激光雷达等技术也得到普遍应用，因此为了保证测绘工作质量，必须加强对三维激光雷达测绘技术应用进行分析。参考文献[1]石慧.激光雷达测绘技术在工程测绘中的应用研究[J].住