機(jī)載激光雷達(dá)系統(tǒng)在測(cè)繪領(lǐng)域的應(yīng)用

賴廣平

摘要：隨著我國(guó)科學(xué)技術(shù)的不斷提升，在信息通信技術(shù)不斷改革的背景下，機(jī)載激光雷達(dá)系統(tǒng)也得到了深入的研究和應(yīng)用，特別是在測(cè)繪領(lǐng)域，機(jī)載激光雷達(dá)系統(tǒng)也有著更為廣闊的發(fā)展前景和應(yīng)用空間。對(duì)此，本文將基于機(jī)載激光雷達(dá)系統(tǒng)的相關(guān)特點(diǎn)和發(fā)展現(xiàn)狀，對(duì)于其在測(cè)繪領(lǐng)域的具體應(yīng)用進(jìn)行深入分析。

關(guān)鍵詞：機(jī)載激光雷達(dá)系統(tǒng);測(cè)繪領(lǐng)域;系統(tǒng)應(yīng)用

作為能夠穿透不同植被的樹葉、穿透多云層、不需要進(jìn)入具體的測(cè)量現(xiàn)場(chǎng)，以及能夠提供更加密集更加精準(zhǔn)的數(shù)據(jù)的測(cè)量系統(tǒng)，機(jī)載激光雷達(dá)系統(tǒng)在具體應(yīng)用方面取得了較為出色的表現(xiàn)。而在測(cè)繪領(lǐng)域，機(jī)載激光雷達(dá)系統(tǒng)也能夠精準(zhǔn)的分析出地表以及相關(guān)測(cè)繪要求的信息，幫助測(cè)繪人員進(jìn)行專業(yè)的數(shù)據(jù)采集，為測(cè)繪工作提供更加精準(zhǔn)的數(shù)據(jù)支持，保證測(cè)繪工作的順利進(jìn)行。

一、機(jī)載激光雷達(dá)系統(tǒng)

機(jī)載激光雷達(dá)系統(tǒng)是集定位系統(tǒng)、導(dǎo)航系統(tǒng)以及激光掃描系統(tǒng)和攝影系統(tǒng)，特別是航空攝影系統(tǒng)于一體的測(cè)量系統(tǒng)，它能夠快速的分辨出大面積的地表地理信息，并且在數(shù)據(jù)傳輸方面擁有較高的分辨率，能夠幫助測(cè)繪人員及時(shí)的獲取相關(guān)的測(cè)繪數(shù)據(jù)，并建立數(shù)字模型和數(shù)據(jù)分析，是自GPS發(fā)明后的另一大重要的技術(shù)革新，也是目前我國(guó)測(cè)繪領(lǐng)域未來發(fā)展的方向之一m

二、國(guó)內(nèi)外對(duì)于機(jī)載激光雷達(dá)系統(tǒng)的研究與發(fā)展

作為測(cè)繪領(lǐng)域最前端的科學(xué)技術(shù)，機(jī)載激光雷達(dá)系統(tǒng)的發(fā)展僅20余年左右，美國(guó)是最早研究機(jī)載激光雷達(dá)系統(tǒng)的國(guó)家之一。在德國(guó)，誕生了世界上第一個(gè)系統(tǒng)性的機(jī)載激光雷達(dá)系統(tǒng)，并應(yīng)用到商用行業(yè)中。近年來隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，機(jī)載激光雷達(dá)系統(tǒng)更是得到了更為全面的應(yīng)用和發(fā)展，目前全球已經(jīng)有許多系統(tǒng)應(yīng)用了機(jī)載激光雷達(dá)系統(tǒng)。而在中國(guó)機(jī)載激光雷達(dá)的發(fā)展史中，我國(guó)雖然有了相關(guān)的機(jī)載激光雷達(dá)技術(shù)的研究成果并應(yīng)用在了部分商業(yè)領(lǐng)域，但是同國(guó)外的發(fā)達(dá)國(guó)家相比依舊有一定的差距，需要進(jìn)行深入的分析與研究，不斷的縮小與發(fā)達(dá)國(guó)家的差距，提升機(jī)載激光雷達(dá)系統(tǒng)在測(cè)繪領(lǐng)域的應(yīng)用[z1

三、機(jī)載激光雷達(dá)系統(tǒng)在測(cè)繪領(lǐng)域的具體應(yīng)用

1.機(jī)載激光雷達(dá)系統(tǒng)的特點(diǎn)。同其他測(cè)繪系統(tǒng)相比，機(jī)載激光雷達(dá)系統(tǒng)能夠擁有更高的精度，更高的密度和更高的效率，更高的分辨率，它能夠真實(shí)的反映地形地貌的特征，代替技術(shù)人員進(jìn)行相關(guān)的測(cè)繪，并將數(shù)據(jù)以更快的效率傳輸?shù)接?jì)算機(jī)系統(tǒng)中，將傳輸誤差控制在較小的范圍內(nèi)，再經(jīng)過計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的數(shù)據(jù)分析和演算中建立高精度的地表模型和數(shù)字模型以及高分辨率的數(shù)碼影像f31在測(cè)量方式方面，機(jī)載激光雷達(dá)系統(tǒng)的測(cè)量方式以主動(dòng)測(cè)量為主，由于其穿透力較強(qiáng)，對(duì)于多云等天氣也有著較強(qiáng)的測(cè)繪能力，不會(huì)受天氣數(shù)值的影響，將外界的干擾因素影響降到了最低。而在機(jī)載激光雷達(dá)系統(tǒng)具體應(yīng)用中，由于其搭載了自動(dòng)化操作系統(tǒng)，因此從飛行路線的設(shè)計(jì)到最后數(shù)據(jù)傳輸數(shù)據(jù)獲取和模型分析、圖片處理中都有著較高的自動(dòng)化程度，減少了工作人員的操作次數(shù)，節(jié)省工作人員的操作精力，為工作人員進(jìn)行后續(xù)的工作提供了便利。

2.機(jī)載激光雷達(dá)系統(tǒng)在測(cè)繪領(lǐng)域的具體應(yīng)用。在傳統(tǒng)的測(cè)繪方式中，主要通過工作人員的手動(dòng)操作和手動(dòng)分析來進(jìn)行數(shù)據(jù)的拍攝和模型構(gòu)建，這種方式不僅無法節(jié)省工作人員的人工成本，更帶來了誤差較大、數(shù)據(jù)精準(zhǔn)度不足等問題。而在機(jī)載激光雷達(dá)系統(tǒng)應(yīng)用后，測(cè)繪領(lǐng)域呈現(xiàn)出了新的發(fā)展方向。機(jī)載激光雷達(dá)系統(tǒng)能夠以更高的精度和更快的速度獲取地表的數(shù)據(jù)并建立相關(guān)的數(shù)據(jù)模型，特別是對(duì)于傳統(tǒng)的測(cè)繪工作無法達(dá)到的密集的叢林等地區(qū)，由于機(jī)載激光雷達(dá)系統(tǒng)能夠穿透這些地區(qū)的植被進(jìn)行地表測(cè)繪，因此在這些地區(qū)機(jī)載激光雷達(dá)系統(tǒng)得到了更為廣泛的應(yīng)用。

3.機(jī)載激光雷達(dá)系統(tǒng)的數(shù)據(jù)處理。同傳統(tǒng)的雷達(dá)數(shù)據(jù)處理不同，機(jī)載激光雷達(dá)的數(shù)據(jù)處理是更為先進(jìn)的點(diǎn)云數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)，它是通過對(duì)于系統(tǒng)中航空攝影所獲取到的激光數(shù)據(jù)和影像數(shù)據(jù)以及地面基站的數(shù)據(jù)等進(jìn)行相關(guān)的計(jì)算機(jī)運(yùn)算、分析和處理來滿足不同的數(shù)字模型的制作的要求的數(shù)據(jù)。以地面高程模型數(shù)據(jù)為例，地面高程模型數(shù)據(jù)僅需要機(jī)載激光雷達(dá)系統(tǒng)獲取到地面的裸露點(diǎn)，因此在點(diǎn)云數(shù)據(jù)處理中，工作人員可以輸入相關(guān)的指令來直接獲取到測(cè)繪地區(qū)的地表裸露點(diǎn)，并將這些裸露點(diǎn)的三維數(shù)據(jù)構(gòu)成地面高程模型。目前我國(guó)能夠搭載機(jī)載激光雷達(dá)系統(tǒng)的設(shè)備較少，但是對(duì)于機(jī)載激光雷達(dá)所上傳的數(shù)據(jù)所傳輸回來的點(diǎn)云數(shù)據(jù)進(jìn)行分析和處理的設(shè)備系統(tǒng)卻有很多，工作人員可以根據(jù)不同的需求選購(gòu)不同的設(shè)備和系統(tǒng)，來進(jìn)行更好的操作。

四、機(jī)載激光雷達(dá)系統(tǒng)的未來發(fā)展

作為一種新型的傳感器設(shè)備，機(jī)載激光雷達(dá)系統(tǒng)能夠獲取到更高精度、更快速的數(shù)字信息，并且通過其自身在獲取信息中的相關(guān)信息來幫助測(cè)繪人員進(jìn)行相關(guān)的數(shù)據(jù)分析和數(shù)據(jù)處理。在我國(guó)測(cè)繪領(lǐng)域，機(jī)載激光雷達(dá)系統(tǒng)同1]DAR系統(tǒng)進(jìn)行結(jié)合、同現(xiàn)代激光系統(tǒng)和POS定位技術(shù)進(jìn)行結(jié)合是我國(guó)未來的機(jī)載激光雷達(dá)系統(tǒng)的發(fā)展方向。但是在具體的數(shù)據(jù)處理和數(shù)據(jù)操作過程中，對(duì)于工作人員的分析能力，對(duì)于計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的處理能力也提出了更高的要求，需要科學(xué)人員加大其自身的研發(fā)力度。

五、結(jié)束語

在機(jī)載激光雷達(dá)系統(tǒng)的應(yīng)用和發(fā)展過程中，雖然其發(fā)展時(shí)間較短，但是卻擁有著更高的精準(zhǔn)度好更快的數(shù)據(jù)傳輸速度，能夠進(jìn)行有效的數(shù)據(jù)傳輸和數(shù)據(jù)模型構(gòu)建，是未來測(cè)繪行業(yè)的最新的發(fā)展方向。機(jī)載激光雷達(dá)系統(tǒng)的具體應(yīng)用過程中能夠提升工作人員的工作效率，減少不必要的生產(chǎn)環(huán)節(jié)，縮短測(cè)繪領(lǐng)域的生產(chǎn)周期，提高測(cè)繪領(lǐng)域的數(shù)據(jù)分析能力，幫助工作人員進(jìn)行更好的數(shù)據(jù)分析和整合，為測(cè)繪行業(yè)帶來更加豐富、更加精準(zhǔn)的數(shù)據(jù)信息，保證測(cè)繪行業(yè)能夠針對(duì)這些數(shù)據(jù)信息進(jìn)行相關(guān)的數(shù)據(jù)模型的構(gòu)建，并利用這些數(shù)據(jù)更好的進(jìn)行測(cè)繪工作。而在今后的發(fā)展中，機(jī)載激光雷達(dá)系統(tǒng)搭載新一代的5G信息技術(shù)等高新技術(shù)，必將會(huì)發(fā)揮出更大的競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)，得到更為廣泛的應(yīng)用，不斷拓寬其發(fā)展領(lǐng)域。

參考文獻(xiàn)：

[1]張靚，歐陽永忠，滕惠忠.航測(cè)與機(jī)載LiDAR技術(shù)在海岸帶遙感中的應(yīng)用[J].海洋測(cè)繪，2017，v.37; No.179（6）：65-68.

[2]李兵，呂揚(yáng)，周慶，等.機(jī)載激光雷達(dá)技術(shù)在北方河道整治中的應(yīng)用[J].北京測(cè)繪，2018，32（3）.

[3]張向軍，禹小偉.機(jī)載激光雷達(dá)系統(tǒng)在測(cè)繪領(lǐng)域的應(yīng)用[J].城市建設(shè)理論研究：電子版，2011.