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测绘领域中机载激光雷达遥感技术的应用
摘要:机载激光雷达技术是一种集惯性导航、全球定位系统、激光技术为一体的现代化对地观测技术,其由数码成像、激光扫描和惯性导航系统组成。激光雷达技术能够穿透地表植被遮挡物体,并精准和高效的获取三维信息,是一种高效率、低成本获取空间数据的方法。本文结合激光雷达技术的特点,分析激光雷达技术在电力工程测绘中的实际应用,以期为相关人员提供参考。
关键词:机载激光雷达;测绘;应用
引言:社会的飞速发展对于空间数据和应用和需求也在不断扩大,传统测绘技术因效率低、成本高、周期长等缺点,已经无法满足信息社会的发展需求,因此机载激光雷达技术应运而生,并且该项技术正在向遥感和摄影测量领域方向发展。激光雷达技术凭借测绘工作周期短、数据精准度高等优势,在各个行业及领域都有着极为广泛的应用。
一、机载激光雷达遥感技术的特点
机载激光雷达遥感技术集成了IMU、GPS、INS等技术,其除了可以对空间进行精准定位外,还可以通过激光探测方式对自身的距离进行测量。与传统的测绘相比在功能和性能方面具有更强的优势,主要体现在以下方面:
(1)激光雷达技术可以对大比例地形进行测绘,并且其不会受到阴影温度和太阳温度等高程进度的影响,并且在航高方面也没有限制[1]。
(2)激光雷达技术功能丰富,在实际测绘工作中具有较多可选性。
(3)可以减小外界作业难度和工作量,进而提高测绘工作效率。
(4)自然环境因素以及人为因素对其产生的影响较小,可以忽略,因此在测绘精准度方面较高。
(5)激光信号可以通过目标物体、地面的反射与接触,快速获取目标、地面、雷达系统之间的关系、位置数据。
(6)激光雷达技术除了能够快速获取高精准度的数据外,还可以为GIS和数字制图提供精准的模型数据,同时也能够提高测绘效率,减少测绘环节,缩短测绘周期,提高成图精准度。
二、机载激光雷达技术在电力工程测绘中的应用
电力工程行业通常涉及勘测、施工、规划、维护、运营、设计管理等方面的工作,对空间测绘信息的需求较多,因此激光雷达技术不仅契合其对测绘工作的客观需求,而且在线路规划、设计等方面都有着作用。
(一)电力线路设计中的应用
电力企业在搭建电网过程中,电网线路设计和选择不仅会影响工程建设成本和材料使用等,而且还会影响周边环境以及后期的线路维修等,因此在电路设计方面需要综合考虑多种因素,结合实际工程需求制定最优线路设计方案,以此来是实现经济效益和电力供应的共赢[2]。
第一,在电力线路规划和设计以及电网杆立点的选择,可以通过激光雷达技术对线路距离进行测绘,同时结合施工参数对线路设计和立杆点位置的可靠近和经济性进行分析和计算。然后通过构建3D立体模型,从不同视角对周边环境和电力设计方案先进审查,避免环境因素对电路设计和使用产生不利影响。
第二,电路设计沿线树木砍伐面积测算。在线路设计和铺设时,可能需要对线路铺设沿线道路树木进行砍伐,进而可以通过激光雷达技术对砍伐面积进行测算,进而在最大程度上减少对自然生态环境的破坏。
第三,对于电路铺设沿线拆迁房屋费用和测绘测算。激光雷达技术,处理可以对线路铺设沿线房屋数量进行探测外,还可以对房屋结构、占地面积、层数以及拆迁所需花费的费用进行计算,并通过影像展示给设计人员,然后通过数据分析和处理系统对数据进行计算,便能够估算出房屋拆迁数量和费用,进而为后需要工程的开展提供数据参考。
(二)电力系统巡检中的应用
现代产业的飞速发展,使得社会生产和生活对于电力能源的需求不断增加,因此构建稳定、安全、高效的电网,是电力企业关注的重要问题。因此加大电网线路和系统的巡检极为重要,电力企业需要详细掌握电网的运行情况,以及时配出和维修电网运行故障,进而为用户提供稳定、安全的电力资源。
从电网电力维护和管理现状来看,人为因素、环境因素、自然因素等,都会对电力测绘工作产生影响,进而影响测绘工作的质量和效率。在电力巡检中应用激光雷达技术对电力系统展开测绘,并通过3D立体技术向工作人员直观的展示巡检实时影像,进而帮助电力企业工作人员及时了解和掌握电网运行情况,并针对电网故障问题制定相应的解决对策,以保证电网运行稳定性和安全性[3]。利用激光雷达技术对电力系统环境中的危险点展开检测,能够实现对电力系统运行的高精度、全方位的检测,当激光雷达数据点低于检测安全距离时,雷达系统会自动根据传回的信息进行汇总,并生成图表,进而为工作人员的维修、保养作业等提供检测建业和精准的坐标,以保证电力系统运行安全性和稳定性。
(三)可视化管理中的应用
电力企业在以往的电力管理和系统识别方面,通过采用GIS系统具备的二维坐标定位技术,这样以二维显示技术为核心,收集结合图像的方式,无法精准的展示杆塔、线路等设备以及电网周边环境的实际情况。由于地形地貌、自然环境等测绘影像比较抽象,因此对于维修人员、观测人员、管理人员的专业能力和综合素养都有着较高的要求。在地形测绘过程中,传统测绘技术通常会出现图像叠加的情况,而这也增加了工作人员的审查难度,同时也会导致电力系统安全隐患和故障无法被及时发现并解决[4]。与传统测绘技术相比,激光雷达技术具有较强的反射性和穿透性,可以精准的地貌、地形图形进行测绘并利用回波信号采集和处理测绘数据,同时通过模拟影响的方式直观、精准的展示电力系统、线路周边环境以及其他影响因素,进而为电力企业的决策和管理提供精准、明确的数据依据。
对于电力企业超高压、高压线路的建设,通过应用激光雷达技术进行立体测绘,并全方位和直观的展现出地貌走廊、三维地形等空间信息影像,同时利用激光雷达技术的数据处理分析功能,将优化后的排杆方位、线路布局方案通过影像投射的方式,向工作人员展示。此外,激光雷达技术还能够根据工作人员提供的天气、杆线、风速等数据,构建相应的立体模型,进而为线路设计、管理、观测、施工等决策提供参考。除了可以直观的展示测绘信息外,激光雷达技术还能够对可视化数据进行数字化输入、导出、存储等,以此来实现测绘数据的共享。另外,在电力系统线路巡检中,利用激光雷达技术三维可视功能,可以重现线路三维走廊场景,以此来帮助工作人员在增容和巡检前详细了解和掌握电路故障问题,同时为后续巡检工作奠定基础,减少增容、巡检等环境的劳动成本,进而提高电力系统管理效率和质量。
结论:综上所述,机载激光雷达遥感技术作为全新测绘技术的一种,能够为相关人员提供高分辨率、高精准度的空间信息,这也使得人们从单一的数据信息获取逐渐转变为数据自动获取,不仅极大的提高了测绘工作的效率和精准度,而且配合宫外成像或数码影像技术,可以进一步提高激光雷达技术识别能力。激光雷达技术在测绘领域中有着极为广泛的发展和应用前景,推动了我国各个行业及领域的发展建设。
参考文献
[1]周翔, 温玉维, 邓长勇. 机载激光雷达在电力工程大比例尺地形图测量中的应用[J]. 地矿测绘, 2021, 4(4):121-123.
[2]李鑫龙, 仲懿, 潘跃武. 机载激光雷达技术在水利水电测绘工程中的应用[J]. 建筑技术开发, 2021, 48(19):2.
[3]冷长才, 沈俊成. 基于机载激光雷达测量技术的山地农房高精度测绘研究[J]. 江西建材, 2021(10):2.
[4]杨海龙. 利用数字摄影测量技术快速更新机载激光雷达DEM的方法研究[J]. 新探索, 2019, 000(003):27-31.
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