激光雷達測量技術是最初由歐美發達國家發展起來並投入商業(ye) 化應用的一門新興(xing) 技術，集成了激光測距係統、全球定位係統(GPS)和慣性導航係統(INS)三種技術於(yu) 一身，在三維空間信息的實時獲取方麵取得了重大突破，為(wei) 獲取高時空分辨率的地球空間信息提供了一種全新的技術手段，是當今測量業(ye) 界最先進的測繪技術。

　　01丨激光雷達技術優(you) 勢

　　(1)數據產(chan) 品豐(feng) 富

　　數字表麵模型（DSM）:數字表麵模型真實再現地物和裸地表起伏現狀，可應用於(yu) 生產(chan) 真正射影像、數字三維模型。

　　正射影像(DOM):利用DEM對數碼航空影像像元進行糾正，再做影像鑲嵌生成的影像成果。它的信息豐(feng) 富直觀，具有良好的可判讀性和可量測性，從(cong) 中可直接提取自然地理和社會(hui) 經濟信息。

　　數字高程模型(DEM):通過從(cong) LiDAR獲取的三維點雲(yun) 中提取地麵數據即可生成數字高程模型。

　　數字線劃圖(DLG):利用激光點雲(yun) 和DOM影像可快速生產(chan) 大比例尺(1∶500至1∶2000)DLG產(chan) 品，同時節省外業(ye) 調繪工作量，成圖效率大大提高，比全野外人工測圖效率提高5%～20%。

　　(2)自動化程度高

　　從(cong) 飛行設計到數據獲取，到最終產(chan) 品的數據處理，自動化程度非常高。通過GPS技術實時顯示飛行軌跡。不會(hui) 發生漏拍的情況，避免人為(wei) 錯誤。

　　(3)信息獲取敏感性

　　LiDAR可以獲取小於(yu) 遙感影像或者雷達影像分辨率的目標信息，可穿透植被覆蓋物獲得地麵點數據。

　　(4)傳(chuan) 感器工作條件

　　LiDAR測量是采用主動式測量，自行發射和接收激光脈衝(chong) ，可穿透茂密植被直達地麵，不受光照和陰影的限製，獲取的數字高程模型更接近真實地表形態，受天氣影響較小，還具航空攝影測量的大範圍和激光測距的高精度特性，LiDAR技術是大區域高精度數字高程模型數據獲取的最佳選擇。

　　(5)生產(chan) 周期短

　　LiDAR係統直接獲取地麵三維點雲(yun) 的坐標和影像的方位元素，無需或僅(jin) 需極少量的地麵控製點，可以直接進行DEM和DOM的生產(chan) ，與(yu) 傳(chuan) 統航測立體(ti) 測圖相比，成圖工作量是其30%～50%，調繪工作量是其50%左右，可較大幅度地縮短綜合工作周期。

　　02丨激光雷達在工程測繪中的應用

　　(一)快速獲取數字高程模型

　　激光點雲(yun) 數據是激光雷達技術中最為(wei) 直接的數據產(chan) 品，點雲(yun) 數據的密度和精度都比較高，且能快速清晰的顯示點位的三維坐標構架。經人工交替操作或自動運行，將人放射到地麵植物中或建築物之類的地形之外目標上的點雲(yun) 統一分類、濾波或清除，之後構建三角網TIN，就能及時得到DEM。因為(wei) 激光點密度非常大，數目比較繁多，DEM的生成也更為(wei) 方便、準確。

　　(二)實現基礎測繪

　　基礎測繪的產(chan) 品主要有數字高程模型，還包括數字正射影像（DOM）、數字線劃地圖（DLG）和數字柵格地圖（DRG）。無論是上述哪種產(chan) 品的生成，都需要高精度三維信息的協助和引導。數字攝影測量操作起來很複雜，設備的前期準備及技術規劃方案都相當嚴(yan) 格，要求技術工作人員有熟練的操作水平；在激光雷達技術處理下得到的數據和三維坐標，均能達到高精度影像微分糾正的需要，這使DOM的生產(chan) 變得越來越簡易化，不再依靠數字攝影測量，在一般的遙感圖像處理係統中即能實現規模化生產(chan) 。

　　(三)森林工業(ye) 的應用

　　激光具有較強的穿透能力。激光良好的單向性使之能從(cong) 狹小的縫隙穿過，到達地表，從(cong) 而獲取地表真實高程，是目前唯一能測定森林覆蓋地區地麵高程的最準技術。機載激光雷達係統最早應用的商業(ye) 領域即森林工業(ye) ，因為(wei) 森林業(ye) 發展與(yu) 國土管理都需要森林及其樹冠下端地形的準確數據，但是傳(chuan) 統技術中很難獲得樹高及樹的密度的精確信息。機載激光雷達與(yu) 衛星成像不同，當利用這種技術勘測樹冠下的地形時，還可同時獲得樹的高度。

　　(四)工程測量

　　對工程測量，需要對測量目標的高精度三維坐標信息進行采集，甚至需要建立比較精準的三維物體(ti) 模型，例如，電力巡線以及隧道和礦山的測量、水文測量等領域。地麵以及機載LIDAR都是對這些實際的問題解決(jue) 的最好的方法。利用數碼像片所獲取的構築物模型以及紋理信息進行三維模型的疊加構建，是對景觀進行分析、規劃決(jue) 策以及形變測量、物體(ti) 保護的重要依據。

　　比如LIDAR技術為(wei) 公路、鐵路設計提供高精度的地麵高程模型DEM，主要就是為(wei) 了對線路設計以及施工土方量方麵方便其精確計算。在對電力線路進行設計中，可以利用LIDAR的成果數據對整個(ge) 線路設公共區域內(nei) 的地形以及地物要素情況進行有效的了解。在樹木比較密集的地方，可以對樹木砍伐的麵積以及木材量進行估算。在進行電力搶修以及電線維護時，需要按照電力線路上的LIDAR數據點以及相應的地麵裸露點的高程進行對任意一處線路距離地麵的高度有效測算。這樣在一定程度上非常便於(yu) 搶修和維護。

　　(五)進行城市數字化建設

　　當前，各個(ge) 行業(ye) 都開始追求其自身業(ye) 務的信息化。在數字城市中，空間信息作為(wei) 其基礎框架和平台，對於(yu) 數字城市的構建非常重要。LlDAR係統可以有效的獲取高分辨率以及高精度的數字地麵模型和數字正射影像，能夠為(wei) 城市提供非常寶貴的空間信息資源，在城市建設中發揮著非常重要的作用。

　　數字城市還需要構建高精度、真三維、可量測，具有真實感的城市三維模型作為(wei) 管理城市的虛擬平台。然而對於(yu) 傳(chuan) 統技術，進行城市三維建模是精雕細琢的工藝，工作量很大，效率非常低，同時效果也不是很好，對數字城市服務麵的寬度和深度有直接的影響。利用LIDAR技術對地麵建築物進行空中激光掃描或地麵多角度激光掃描，可以快速獲取目標高密度高精度的三維點坐標，對點雲(yun) 數據在軟件的支持下進行模型構建以及紋理映射，從(cong) 多個(ge) 方麵地構建大麵積的城市三維模型。同時可以實施快速動態更新，為(wei) 數字城市建設基礎數據源的持續性、曆史性提供了確實的保障。

　　(六)水下地形測量

　　一些激光雷達技術利用了兩(liang) 種不同波長的激光束對水底進行測量。根據目前的科技水平，人們(men) 可以在利用紅光（或紅外光）測量水麵的同時，用藍綠光穿透水麵測量水底，通過這兩(liang) 個(ge) 光束的接收時間差計算水的深度，進行大麵積的水下地形測量。一般情況，海道的測量Lidar所能測量的海水深度為(wei) 50m，同樣，這個(ge) 深度隨著水質的清晰度的不同而發生變化，為(wei) 航道、近海海洋、水文等行業(ye) 被廣泛應用。

　　(七)數字礦山的構建

　　當前礦山以及依附礦山發展的城市遇到了很大的麻煩，環境由於(yu) 過度的開采直接導致了環境問題的出現，再者過度的開采麵臨(lin) 著嚴(yan) 峻的資源枯竭，此外還要考慮礦山的內(nei) 部環節以及人、機、料、法、環方麵的影響。當前的有效方式就是加強數字礦山的建設，從(cong) 多方位多角度去看待問題，以達到根治的目的。

　　數字礦山可以運用激光雷達技術快速采集整個(ge) 礦山的數據構建三維模型，來更好地表現其形式，因為(wei) 每一部分的構成不同，建模時所考慮的側(ce) 重點也不同。一般情況下，應分層構建，同時進行多方位的評價(jia) ，一般情況主要是進行環境、經濟、自然災害等方麵的評價(jia) 。如此一來，可以實現高效的反饋數據，連續二十四小時不間斷的提供數據，對於(yu) 整體(ti) 的模型構建的清晰合理，此外可以預測評估未來可能發生的事故，能幫助我們(men) 防患於(yu) 未然。

　　(八)電力傳(chuan) 輸與(yu) 管道布圖

　　在機載平台上工作的激光雷達係統，最適用於(yu) 測量傳(chuan) 輸線路。飛機可以隨時根據需要調整高度和速度，以獲得更為(wei) 精準的數據。如果在激光雷達應用平台中同時使用錄像機、數字相機及其他傳(chuan) 感設備，既可實現激光雷達測量，也可同步進行線路檢查及製圖工作。

　　總之，在我國工程測繪中，激光雷達測繪技術的應用極為(wei) 廣泛，與(yu) 傳(chuan) 統的測繪技術相比，激光雷達測繪技術有較高的準確性及精度，能夠對工程測繪的效率有效提升，由於(yu) 激光雷達測繪技術在我國的應用較晚，在處理數據方麵仍不夠成熟，因此還應通過深入研究，適當進行改進並完善，促使我國工程測繪得到有效發展。