機(jī)載偵查雷達(dá)技術(shù)論文(2)
機(jī)載偵查雷達(dá)技術(shù)論文
機(jī)載偵查雷達(dá)技術(shù)論文篇二
機(jī)載激光雷達(dá)測量技術(shù)在公路勘測中的應(yīng)用
摘要:
交通運(yùn)輸行業(yè)的發(fā)展直接影響著我國經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，是促進(jìn)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的主要因素。我們目前的公路鋪設(shè)規(guī)模越來越大，相應(yīng)的公路勘測的工作也越來越重要。本文主要從機(jī)載激光雷達(dá)測量技術(shù)的工作原理、工作步驟設(shè)置、技術(shù)特性這三個方面結(jié)合起來探究了該項技術(shù)在公路勘測中的應(yīng)用。
關(guān)鍵詞： 機(jī)載激光雷達(dá)測量技術(shù);工作原理;技術(shù)特性;應(yīng)用范圍
中圖分類號：P258 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A
1 引言
由于社會經(jīng)濟(jì)水平的不斷提高，公路的交通量在不斷增加，如今有很多的公路現(xiàn)在的路寬早已難以達(dá)到順暢通行的條件，同時，還有超載等嚴(yán)重?fù)p壞路基的現(xiàn)象存在，使得公路的通行量有所減少。所以，我們一方面要新建公路，另一方面，拓寬公路路面也是很重要的改進(jìn)通行量的手段。除此之外，我國的高速公路在逐步延伸至山區(qū)、高原等地方，這明顯對公路的勘測工作提出了更高的要求。但是原來的勘測手段已經(jīng)難以保證公路勘測工作的精度、速度，所以這也是機(jī)載激光雷達(dá)測量技術(shù)得以產(chǎn)生與發(fā)展的原因。
機(jī)載激光雷達(dá)技術(shù)(英文縮寫LIDAR)是一項新興技術(shù)，國外已經(jīng)研究并發(fā)展了近三十年。早前，我國的一些研究人員也對機(jī)載激光雷達(dá)測量技術(shù)進(jìn)行了一些研究，同時開發(fā)了部分機(jī)械設(shè)備用于實踐。機(jī)載激光雷達(dá)測量技術(shù)可以說是能夠解決我國目前公路勘測工作任務(wù)的一項重要保障，我們有必要去進(jìn)一步探究這項技術(shù)在公路勘測當(dāng)中的應(yīng)用。
2 機(jī)載激光雷達(dá)測量技術(shù)的工作原理及工作步驟
機(jī)載激光雷達(dá)測量遙感技術(shù)是將激光測量距離技術(shù)、電子技術(shù)、高精度動態(tài)載體形態(tài)測定技術(shù)以及高精度的GPS動態(tài)差分定位技術(shù)科學(xué)的結(jié)合在一起。以上幾項技術(shù)的快速發(fā)展是機(jī)載激光雷達(dá)測量技術(shù)得以發(fā)展的動力之源。通俗一點來說，機(jī)載激光雷達(dá)測量技術(shù)是由慣性導(dǎo)航體系以及GPS 動態(tài)差分定位來明確所處的地點，之后對公路的施工地點情況進(jìn)行測量，測量的數(shù)據(jù)經(jīng)過分析整合后，完成地貌資料收集工作。
2.1 工作原理
機(jī)載激光雷達(dá)測量技術(shù)的工作原理是：第一，激光脈沖信號，經(jīng)激光脈沖二極管出發(fā),通過棱鏡,轉(zhuǎn)向目的地,反射得到的信號經(jīng)探測器收到,由記錄設(shè)備記下來，同時轉(zhuǎn)換為可以直接認(rèn)識、判別的數(shù)據(jù)資料,經(jīng)過相關(guān)軟件分析之后，得出實體模型。如果空間內(nèi)存在有個一向量T，它的模是T，方向是(x，y，z)，如果可以測量出這個向量的起點O的坐標(biāo)(Xt，Yt，Z t)，那么這個向量另一端點S的坐標(biāo)(X，Y，Z)就能夠確定下來，且是唯一的。就該體系而言，起點O是遙感器光學(xué)系統(tǒng)的投影中心，起點坐標(biāo)(Xt，Yt，Z t)能夠運(yùn)用GPS 高精度動態(tài)差分定位技術(shù)來測量出來，現(xiàn)在，GPS動態(tài)差分技術(shù)以及慣性導(dǎo)航體系已經(jīng)不在是遙不可及的，經(jīng)過對機(jī)載激光雷達(dá)測量技術(shù)所涉及到的全部的技術(shù)可能產(chǎn)生的偏差進(jìn)行系統(tǒng)的分析、處理，那么得到極其準(zhǔn)確的數(shù)據(jù)資料就不再是不可能。
2.2 工作步驟設(shè)置
機(jī)載激光雷達(dá)測量的的工作步驟設(shè)置如下：在飛機(jī)起飛進(jìn)行工作之前，我們需要先做好仔細(xì)的飛行計劃設(shè)置，主要有：飛行路線、航帶之間的重合程度、飛機(jī)飛多高、多快等方面。除此之前，還需要實施飛行之前的參數(shù)檢查、測量，之后依據(jù)規(guī)定的航線飛行，測量工作完成后，需要對得到的參數(shù)進(jìn)行校對、審核。在做好野外飛行工作之后，能夠取得兩組數(shù)據(jù)資料：飛機(jī)地點以及姿態(tài)信息、時點掃描角的激光長度所得數(shù)據(jù)。如果精確度小于一分米，姿態(tài)精確度小于 0.02度，那么能夠算出激光落腳點在地平面坐標(biāo)系當(dāng)中的比較準(zhǔn)確的三維立體坐標(biāo)。
3機(jī)載激光雷達(dá)測量技術(shù)的主要工作特性
第一點：工作速度快。機(jī)載激光雷達(dá)測量技術(shù)可以對大范圍目標(biāo)空間實體數(shù)據(jù)迅
速取得。當(dāng)我們運(yùn)用機(jī)載激光雷達(dá)測量技術(shù)收集目標(biāo)空間信息的時候,
對實體平面三維數(shù)據(jù)實時測量確定,能夠運(yùn)用到智能化監(jiān)控系統(tǒng)。
第二點：不需要接觸目標(biāo)物。機(jī)載激光雷達(dá)測量體系取得實體的矢量化立體信息,
能夠運(yùn)用完全的不接觸的形式對目標(biāo)物實施測量工作,可以一次性做好
從目標(biāo)物到三維點云信息的工作,切實實行高速原形實體重新構(gòu)造?？梢?/p>
處理工作人員不能夠到達(dá)的地點、危險地段、柔性目標(biāo)和要保護(hù)目標(biāo)物
等情況之下的掃描測繪任務(wù)。
第三點：穿透性。由于激光是有穿透性的,所以對于目標(biāo)的不同層面的幾何數(shù)據(jù)
經(jīng)過機(jī)載激光雷達(dá)測量系統(tǒng)所取得的樣本帶你可以清楚的描繪。
第四點：密度高、精確度高。機(jī)載激光雷達(dá)測量技術(shù)對于目標(biāo)表面特點可以用高
密度、高精確度的形式取得。以精密的傳感技術(shù)為基礎(chǔ),智能化三維式
收集目標(biāo)物的表面構(gòu)造以及立體式構(gòu)造的三維集群信息，同時由點的
數(shù)據(jù)逐步形成點云，大大縮減了人工技術(shù)產(chǎn)生的誤差。
第五點：及時、直觀、主動性。機(jī)載激光雷達(dá)測量體系經(jīng)管勘測自己發(fā)出的激光
脈沖信號同時收反射信號來描繪目標(biāo)物樣貌。該項體系的測量工作不受
時間以及空間的影響，同時誤差較小。
第六點：智能化、數(shù)字化。該項體系的測繪采用全數(shù)字形式，能夠直接取得數(shù)字
長度信息,穩(wěn)定性高、容易被智能化形式描繪出來。
4機(jī)載激光雷達(dá)測量技術(shù)在公路勘測中的主要應(yīng)用范圍
4.1 繪制數(shù)字正射影像圖以及數(shù)字地貌圖
經(jīng)過對機(jī)載激光雷達(dá)測量得到的點云信息以及相關(guān)信息的整理、分析之后，就能夠繪制出數(shù)字地貌圖以及數(shù)字正射影像圖。數(shù)字地貌圖的比例一般是一比兩千，數(shù)字正射影像圖精確度一般是會超過20厘米，達(dá)到了公路勘測工作的可操作性探究、基礎(chǔ)設(shè)計以及施工圖繪制等各個工序的所需的條件。與此同時，數(shù)字正射影像圖描繪出了走廊一帶的直觀圖像，和其他遙感測繪資料以及地理資料的結(jié)合之后，就能夠?qū)嵤┕诽讲?、地質(zhì)狀況較差的路段探查、公路遙感選擇線路等工序，很大程度上提高了以往的公路勘測選擇路線工作的效率，也對工作質(zhì)量水平的提高有所幫助。就目前的公路勘測這一塊來說，數(shù)字?jǐn)?shù)字正射影像圖以及地貌圖的繪制主要由攝影測量技術(shù)負(fù)責(zé)。
4.2 繪制數(shù)字地面模型
數(shù)字地面模型(英文縮寫DTM)在公路勘測工作當(dāng)中主要是運(yùn)用于為公路的測繪工作提供縱、橫斷面的信息資料以及給立體公路輔助規(guī)劃提供基本的地理資料。繪制數(shù)字地面模型主要應(yīng)用到三個方面的數(shù)據(jù)信息來源：攝影測量、數(shù)字式地貌圖以及野外實際測量。數(shù)字式地貌圖因為會有地貌原圖精確度的影響以及掃描工作誤差的存在，使得精確度及工作效率難以滿足當(dāng)代公路勘測工作的需求，對工作質(zhì)量難以有所保證。野外實地測量肯定是精確度相對較高的一種勘測方式，然而因為要考慮到它的測量速度確實有些慢，尤其是到了重丘或者山地等地貌起伏較大的施工點，這種方法也就不再是首先推崇的。攝影測量的方法不論是在供給帶狀地貌圖還是數(shù)字地面模型是當(dāng)下勘測工作的重點，它的精確度以及工作效率都有所保證，滿足目前的勘測工作要求。然而，該測量技術(shù)依然有著自身難以掩飾的缺陷。它不僅是在天氣惡劣的時候不能進(jìn)行，而且如果地貌的植被覆蓋較為秘籍或者地形破碎的話，它的工作效率和質(zhì)量將會大打折扣。機(jī)載激光雷達(dá)測量技術(shù)的研發(fā)，可以較好地處理攝影測量技術(shù)的不足，然而因為它的研發(fā)時間相對短暫，在價格方面比較高，真正的推廣工作還是有著難度的。
結(jié)語
就目前的機(jī)載激光雷達(dá)數(shù)據(jù)測量技術(shù)來說，還是一項新興技術(shù)，仍然存在部分需要改進(jìn)的地方，在公路勘測方面的應(yīng)用有待于進(jìn)一步推廣。就當(dāng)前的繪制數(shù)字正射影像圖以及數(shù)字地貌圖以及數(shù)字地面模型這兩點應(yīng)用來說，還是會因為價格等方面的因素受到制約，但是這也難掩其優(yōu)良的特性，我們有理由相信該項技術(shù)的應(yīng)用前景將會是非常光明的。
參考文獻(xiàn)：
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