激光雷达测绘技术应用_吴金明.pdf

中国科技信息 2023 年第 7 期CHINA SCIENCE AND TECHNOLOGY INFORMATION Apr.2023-78-两星推荐位技术强强联合，不仅便于查找准确位置，更保障了测量结果不会受外界环境的不良影响，较长途模式下的测量方式有了长足的进步，对我国工程测量行业发展的意义举足轻重。激光雷达测绘技术的相关内容非机械扫描方式非机械扫描技术作为激光雷达测绘技术中的重要工作方式，主要是借助声学效应，利用声波通过介质会影响介质疏密程度的性质，实现激光雷达测绘技术中的扫描。衍射光的角度发生变化，表明通过介质的光束出现了衍射效应，此时的超声波声场发生了一定变化，扫描设备就能够利用这一原理获取数据信息。在激光设备光束的入射角和声波场的夹角满足一定参数条件的前提下，介质内部的衍射光会发生相互间的干涉，最后留下 0 级和 1 级的衍射光束，保证激光雷达测绘技术能够得到应用。此时，激光雷达测绘装置的声光扫描模式属于无关性的扫描工作方式，实践过程中的扫描速度将处于较快的状态，且扫描视角的参数值往往较小。电光扫描作为激光雷达测绘技术非机械扫描方式的常见工作形式，主要是利用晶体物质的电光反应过程，将通过介质的出射光以一定角度的偏转后再进行扫描，借助光速在晶体中的某些方向发生折射率变化的性质，使通过晶体物质的光束产生相位差，保证处于电场中的晶体物质的射光角度能够发生一定变化，最终使该种变化与电场间的反应相联系，从而指导激光雷达测绘技术的应用过程，图 1 即为非机械扫描方式下的激光雷达测绘系统示意图。机械扫描方式在激光雷达测绘技术的机械扫描工作过程中，以图 2 所示的激光雷达测绘振镜扫描为例可知，机械扫描工作模式下的激光雷达测绘，一端与扫描电机相连接，主要借助电机的转动实现振镜角度的偏转和调整，此时的激光光束将随着振镜设备镜面反射出射角角度的变化而变化，当激光光束投射到水平轴转动的振镜设备时，能借助两者间的反射达到垂直轴的振镜设备上，该过程的变化借助相互间的配合完成。当考虑到激光雷达测绘振镜扫描过程灵活性的提升时，往往需要规避其结构冗余问题，保证最终的测绘精确度。激光雷达测绘技术的工作原理激光雷达测绘技术测绘目标达成，主要依赖于全球定位行业曲线开放度创新度生态度互交度持续度可替代度影响力可实现度行业关联度真实度激光雷达测绘技术应用吴金明吴金明（1979），蒙古族，辽宁阜新，本科，辽宁省检验检测认证中心，研究方向：工程测量。近年来，随着各行业质量、安全等要求不断提高，工程测量行业对准确度的要求不断提高，新兴测量技术的实践应用范围不断拓宽，大幅度提高了测量精度，缩短了测量时间，促进了行业市场竞争力的提高。尤其是近年来激光雷达测绘技术得到了广泛应用，该技术最初是由欧美发达国家发展起来并投入商业化应用的一门新兴技术，集成了激光测距系统、全球定位系统（GPS）和惯性导航系统（INS）三种技术于一身，在实时获取三维空间信息方面取得了重大突破，为获取高时空分辨率的地球空间信息提供了一种全新的技术手段，是当今测量业界最先进的测绘技术。其可以与 GPS 定-79-CHINA SCIENCE AND TECHNOLOGY INFORMATION Apr.2023中国科技信息 2023 年第 7 期两星推荐系统中，激光器和接收系统之间的连接能够满足数据接收要求，激光器往往能产生和发射出带信息的脉冲信号，进而对物体的表面进行快速且高精度的打击，然后将其返回到原来的位置，此时的接收器接收到脉冲信号后马上进行处理，得到统计数据，图 3 即为脉冲式激光雷达测绘系统架构示意图。激光雷达测绘技术的应用基础测绘在激光雷达测绘技术的应用过程中，基础测绘工作的完成依赖于全球定位系统的技术支持。在此过程中，全球定位系统的三维定位功能较为完善，整个技术应用过程较全面，这使得激光雷达测绘技术中全球定位系统的应用价值较高，能为基础测绘工作数据信息获取提供支撑。当测绘人员进行基础测绘工作时，在勘察周围的地形地貌并获得全球定位系统中的参数后，进一步借助数字正射影像纠正地形地貌的细微偏，使得最终的参数获取更加准确，此时的工作模式对测绘工作人员的专业素质有较高要求。数字矿山的构建数字矿山的构建，在更好地计量经济价值和环境成本等方面有着更多价值。针对矿山过程建设中过度采矿造成的环境负担，为促进我国采矿业的绿色可持续发展及繁荣进步，构建数字矿山势在必行。该类管理模式，主要借助激光雷达测绘技术采集矿山的数字信息，在建立三维模型后分层级进行多维度的评价，以评价结果数据核算矿山的安全性。精密工程的测量激光雷达测绘技术的精密工程的测量工作，是将待测量的目标收集并合拢，以全局的视角对目标的各种地形地貌信息进行描述和分析，测绘人员在此基础上完成精密度要求更高的测量工作。一般而言，精密过程包含了诸多内容，沉降观测和地形考古等都是较常见的测量工作，都能够利用激光雷达测绘技术获取实时数据，然后根据得到的信息构建三维模型，为后期的规划管理工作提供支撑，图 4 即为精密工程测量示意图。结语激光雷达测绘技术凭借其测量精确度高、稳定性强等诸多优势，在各行业得到了积极推荐与应用，尤其是在水利工程测绘和公路工程测绘等诸多行业，大幅度提高了激光雷达测绘技术的工作效率。本文在探究激光雷达测绘技术非机械扫描方式和机械扫描方式两种工作模式的基础上，详细分析了激光雷达测绘技术的基本工作原理，然后对激光雷达测绘技术的实践应用进行探讨，论述了激光雷达测绘技术的基础测绘、数字矿山的构建和精密工程测量等内容，将为我国激光雷达测绘技术的应用提供更多指导。从另一方面来看，由于中国对该技术的应用相比于发达国家起步较晚，还有更大的发展空间，希望在今后的使用过程中不断地对技术进行改进，推动测绘事业的发展。图 4 精密工程测量示意图图 3 脉冲式激光雷达测绘系统架构示意图图 2 激光雷达测绘振镜扫描示意图图 1 非机械扫描方式下激光雷达测绘系统示意图系统和信息网络系统合并组成的融合架构，以此获得激光雷达测绘技术应用数据的来源位置，获得较为清晰的数字高程模型及参数，然后不同子系统之间功能的相互配合，能够有效分析出激光光束在实物物体上留下的各种痕迹和信息。就现阶段而言，科研人员已将地面上的各种实践效果在水下进行复刻，得到了满足水下探测任务要求的激光技术应用。相对而言，激光雷达测绘技术测量的精确度较高，其精度能够达到 4cm 以下，但在激光雷达测绘技术的实践应用过程中，除使用激光光束作为技术支撑外，还需要利用惯性测量工作作为辅助，共同实现数据测量和记录目标。在激光雷达测绘