激光雷达扫描测量
测绘技术中的激光雷达测量与应用
测绘技术中的激光雷达测量与应用激光雷达是一种高精度、高效率的测量工具，广泛应用于测绘领域。
它通过释放激光束，利用其在空间中的传播速度和反射特性，测量目标物体的位置、形状和表面特征。
本文将从激光雷达的基本原理、测量方法以及应用领域等方面展开论述。
1. 激光雷达的基本原理激光雷达利用激光束的反射原理进行测量。
首先，通过激光器产生一束狭窄、强度高且单色的激光束。
该激光束经由凸透镜透过到达被测量物体，并在其表面发生反射。
激光雷达接收到反射光并测量其回程时间，根据光在空气中的传播速度和回程时间，可以计算出被测物体与激光雷达之间的距离。
2. 激光雷达测量方法激光雷达有多种测量方法，包括时间测量和相位测量等。
时间测量法利用激光脉冲在空间中传播的速度进行测量。
激光器发射短脉冲激光束，激光束经由透镜到达目标物体并反射回来。
接收器接收到反射光，并通过计时器精确测量激光脉冲的往返时间。
根据光在空气中的传播速度和测量的时间，可以计算出目标物体与激光雷达之间的距离。
相位测量法利用激光光束的相位变化进行测量。
激光器发射一束连续激光束，激光束经由透镜到达目标物体并反射回来。
反射光与激光束发射时的光相位存在差异，接收器通过测量两者间的相位差，可以计算出目标物体与激光雷达之间的距离。
3. 激光雷达的应用领域激光雷达在测绘领域有着广泛的应用。
下面将介绍几个典型的应用领域。
（1）地形测绘激光雷达可以快速获取地表地貌的三维数据。
通过激光雷达对地表进行扫描，可以得到大量点云数据。
利用这些数据，可以生成高精度的数字高程模型和地形图。
这对于城市规划、交通规划以及水资源管理等方面都具有重要意义。
（2）建筑物测量激光雷达可以用于建筑物的快速测量和模型重构。
通过激光扫描，可以获取到建筑物的精确结构和形状。
这对于建筑施工和维护等环节非常重要。
同时，利用激光雷达获取的数据，还可以进行建筑物的三维建模和虚拟现实应用。
（3）交通管理激光雷达可以用于城市交通的智能化管理。
机载三维激光雷达(LIDAR)扫描测量技术在长输管道测量中的应用
机载三维激光雷达(LIDAR)扫描测量技术在长输管道测量中的应用摘要：本文论述了机载三维激光雷达扫描测量技术在长输管道测量中的应用，并结合实际论述了该技术的方法和特点，该方法在管道测量中充分体现了其高精度、高密度、高效率、产品丰富等特点，为今后该技术在长输管道勘察设计中的应用提供了有力的技术支持。
关键词：机载激光雷达；激光点云；正射影响；数字高程模型1机载LIDAR技术简介机载三维激光雷达扫描测量(以下简称机载LIDAR- Light Detection and Ranger)技术是继GPS以来在测绘遥感领域的又一场技术革命。
LIDAR是一种集激光、全球定位系统(GPS)和惯性导航系统(INS)三种技术与一身的系统，用于获得数据并生成精确的DEM。
机载激光扫描可以获取更小的目标信息，如高压线，可以穿透植被等覆盖物获得地面点数据，而且可实时得到地表大范围内目标点的三维坐标，同时它也是目前唯一能测定森林覆盖地区地面高程的可行技术，可以快速、低成本、高精度地获取三维地形地貌、航空数码影像及其它方面的海量信息。
特别是对长输管网工程地处山区密林、植被茂密、无人进入的区域，传统的测量技术无法满足工期的要求，而且人员进入测区非常困难，因此，本项目的测绘工作，采用了机载三维激光雷达扫描测量。
2技术内容2.1获取数据的方法和原理机载激光雷达测量系统设备主要包括三大部件：机载激光扫描仪、航空数码相机、定向定位系统POS(包括全球定位系统GPS和惯性导航仪IMU)。
其中机载激光扫描仪部件采集三维激光点云数据，测量地形同时记录回波强度及波形；航空数码相机部件拍摄采集航空影像数据；定向定位系统POS部件测量设备在每一瞬间的空间位置与姿态，由GPS确定空间位置，由IMU测量仰俯角、侧滚角和航向角数据。
激光雷达工作原理图LIDAR系统包括一个单束窄带激光器和一个接收系统。
激光器产生并发射一束光脉冲，打在物体上并反射回来，最终被接收器所接收。
地面三维激光扫描技术在工程测量中的应用
地面三维激光扫描技术在工程测量中的应用【摘要】地面三维激光扫描技术是一种先进的工程测量方法，其原理和技术特点使其在工程测量领域具有广泛的应用前景。
数据采集与处理的过程中，地面三维激光扫描技术能够快速且精准地获取大量数据，并实现三维模型的生成。
应用案例显示，该技术在城市规划、建筑监测和文物保护等领域展示了强大的实用性和效果。
在精度与效率比较方面，地面三维激光扫描技术较传统测量方法更具优势。
该技术仍存在局限性，如受天气和环境因素的影响。
未来，随着技术的不断进步，地面三维激光扫描技术在工程测量中的应用前景将变得更加广阔。
该技术为工程测量领域带来了革命性的改变，展望未来其在各个领域的应用将继续扩大。
【关键词】地面三维激光扫描技术、工程测量、原理、技术特点、数据采集、数据处理、应用案例、精度、效率比较、优势、局限性、未来发展、总结、展望1. 引言1.1 地面三维激光扫描技术在工程测量中的应用地面三维激光扫描技术是近年来在工程领域中得到广泛应用的一种先进测量技术。
通过利用激光雷达仪器对地面物体进行远程扫描和测量，可以快速获取大范围的三维地表点云数据。
这种技术具有快速高效、无接触、高精度等特点，为工程领域的测量工作带来了革命性的变化。
在工程测量中，地面三维激光扫描技术被广泛应用于建筑物的测绘、道路和桥梁的监测、矿山的测量等领域。
通过对地面进行高精度的三维扫描，可以快速获取各种工程结构的形状和尺寸信息，为工程设计、施工和监测提供可靠的数据支持。
地面三维激光扫描技术还可以帮助工程人员进行精准的变形监测和体积测量，对工程的质量和安全起到关键作用。
地面三维激光扫描技术在工程测量中的应用前景广阔，将会成为未来工程测量领域的重要发展方向。
通过不断提升技术的精度和效率，地面三维激光扫描技术将会为工程测量带来更多的创新和便利，推动工程领域的发展和进步。
2. 正文2.1 原理及技术特点地面三维激光扫描技术是一种利用激光雷达设备对地面进行快速、准确三维扫描的技术。
测绘技术中的激光雷达测绘
测绘技术中的激光雷达测绘测绘技术是一种用于测量、记录和表达地球表面和地下特征的科技领域。
在过去的几十年里，测绘技术取得了巨大的进步和创新。
激光雷达测绘技术便是其中一个重要的领域。
本文将对激光雷达测绘技术进行探讨。
一、激光雷达测绘技术的概述激光雷达测绘技术是一种通过发送激光束并测量其返回时间来测量物体距离、位置和形状的技术。
激光束在发射后会与目标物体相互作用，然后返回到激光雷达设备，通过测量返回时间和激光的速度，就可以计算出目标物体的距离。
通过多次测量，可以获得目标物体的位置和形状信息。
由于其非接触、高精度和快速的特点，激光雷达测绘技术在地质勘探、地形制图、城市规划等领域得到了广泛应用。
二、激光雷达测绘技术的原理激光雷达测绘技术的原理基于激光束的特性和返回波的测量。
激光束是由激光器产生的相干光，其颜色通常为绿色或红色。
激光束发射后，会以光的速度传播并与目标物体相互作用。
其中，一部分激光束会被目标物体表面反射回来，并被激光雷达设备接收。
激光雷达设备会测量返回激光束的时间，并将其转换为距离信息。
通过多次测量，可以构建出目标物体的三维模型。
三、激光雷达测绘技术的应用激光雷达测绘技术有着广泛的应用领域，下面列举几个常见的应用场景。
1. 地形制图激光雷达测绘技术可以用于地形制图。
通过激光雷达设备对地面进行扫描，可以获取地表高程和地形特征的数据。
这些数据可以用于制作地图和进行地形分析。
激光雷达测绘技术在地形制图中的应用，可以大大提高地图的精度和准确性。
2. 建筑物测量激光雷达测绘技术也可以用于建筑物的测量和建模。
通过激光雷达设备对建筑物进行扫描，可以获取建筑物的外形和内部结构的数据。
这些数据可以用于建筑物的设计、维护和保护。
激光雷达测绘技术在建筑物测量中的应用，可以提高建筑物信息的获取效率和准确性。
3. 遥感影像处理激光雷达测绘技术在遥感影像处理中也有着重要的应用。
通过对地面的激光扫描，可以获取地表特征的数据。
使用激光雷达进行三维测量的方法
使用激光雷达进行三维测量的方法激光雷达是一种常用的测量技术，可以高效地获取三维空间中物体的形状和位置信息。
在工业、建筑、航空等领域广泛应用。
本文将介绍使用激光雷达进行三维测量的方法。
一、激光雷达原理激光雷达利用激光束在空间中进行扫描，通过测量激光束的发射和回波时间来计算目标物体的距离。
其工作原理类似于声纳，只不过利用的是激光而非声波。
激光雷达一般由激光发射器、接收器、控制电路和数据处理单元等组成。
激光发射器发射出脉冲激光束，激光束照射到目标物体上并反射回来，接收器接收返回的光信号。
通过测量发射激光和接收回波之间的时间差，可以计算出目标物体与激光雷达的距离。
二、激光雷达测量方法使用激光雷达进行三维测量主要分为两种方法：主动测量和被动测量。
1. 主动测量主动测量是指激光雷达主动发射激光束进行测量。
这种方法可以获取目标物体的具体坐标和形状信息。
主动测量需要配备高性能的激光雷达设备，一般用于工程测量、地形测绘和机器人导航等应用中。
2. 被动测量被动测量是指利用激光雷达接收环境中的外部光源反射的光信号进行测量。
这种方法通常用于室内定位与导航、三维重建和智能驾驶等领域。
被动测量不需要发射激光，因此成本较低，适用范围更广。
三、使用激光雷达进行三维测量步骤使用激光雷达进行三维测量一般包括以下几个步骤：1. 设定测量范围：根据需要测量的目标物体或区域设定测量范围。
2. 放置激光雷达：根据测量范围的大小和形状，选择合适的位置放置激光雷达设备。
确保激光雷达可以全方位扫描到目标物体。
3. 启动激光雷达：按照激光雷达的操作手册启动设备，确保设备能够正常工作。
4. 数据采集：激光雷达在工作过程中会不断扫描目标物体，采集大量数据。
这些数据可以用于后续的分析和处理。
5. 数据处理：对采集到的数据进行去噪、滤波和分割等处理，提取目标物体的边界和形状信息。
6. 建立三维模型：根据处理后的数据，可以建立目标物体的三维模型，包括几何信息和纹理信息。
2024年工程测量中测绘新技术应用
2024年工程测量中测绘新技术应用随着科技的不断进步和创新，工程测量领域迎来了前所未有的发展机遇。
众多新技术、新方法的涌现，极大地提升了测绘工作的精度和效率。
本文将对工程测量中测绘新技术应用进行详细探讨，主要包含无人机遥感测绘、激光雷达扫描、全球定位系统、移动测量系统、三维激光扫描、数字摄影测量以及地理信息系统等方面。
1. 无人机遥感测绘无人机遥感测绘作为近年来发展迅速的一种非接触性测量技术，已广泛应用于多个领域。
通过搭载高清相机、热红外传感器等设备，无人机能够快速获取地面目标的高分辨率影像数据。
这些数据不仅可以用于地形测绘、城市规划，还能为环境监测、灾害评估等提供有力支持。
同时，无人机遥感测绘具有灵活性高、成本低、周期短等优点，使得其在测绘工作中发挥着越来越重要的作用。
2. 激光雷达扫描激光雷达扫描技术以其高精度、高效率的特点，在工程测量中得到了广泛应用。
激光雷达系统通过发射激光脉冲并接收回波，可以获取目标物体的三维坐标信息。
这种技术不仅适用于地形测绘，还能用于建筑物、桥梁等结构的变形监测和安全评估。
此外，激光雷达扫描技术还能有效穿透植被，获取地面信息，为森林调查、植被覆盖监测等提供了有力工具。
3. 全球定位系统全球定位系统（GPS）是现代工程测量中不可或缺的一项技术。
通过接收卫星信号，GPS能够实时提供测量点的三维坐标信息，具有高精度、全天候、自动化等特点。
在工程测量中，GPS广泛应用于控制测量、施工放样、变形监测等多个环节。
随着技术的不断发展，新一代卫星导航系统如北斗卫星导航系统（BDS）的成熟和应用，进一步提高了我国在全球定位系统领域的自主可控能力。
4. 移动测量系统移动测量系统是一种集成了多种传感器和数据采集设备的测绘技术。
它通过在移动平台上搭载激光扫描仪、相机、惯性测量单元等设备，实现了对地面目标的高精度快速测量。
移动测量系统具有动态性强、作业效率高、适用范围广等优点，特别适用于城市街景、道路工程等场景的测绘工作。
如何利用激光雷达进行三维扫描测量
如何利用激光雷达进行三维扫描测量激光雷达（Lidar，Light Detection and Ranging）是一种利用激光技术进行三维空间扫描测量的高精度设备。
它在各个领域有着广泛应用，如地质勘探、航空航天、自动驾驶等。
本文将探讨如何利用激光雷达进行三维扫描测量的一些基本原理、应用案例和技术发展趋势。
首先，我们来介绍一下激光雷达的基本原理。
激光雷达通过发射一束激光束，并在触碰到物体后接收回波来测量物体的距离和形状。
它使用的激光通常是红外线激光，可以帮助消除光的散射和干扰。
激光雷达将发射出的激光束在空间内扩散成一个锥形，当它遇到物体时，一部分激光被物体表面反射回来，激光雷达通过测量回波的时间差来计算物体的距离。
同时，激光雷达还可以通过测量多个位置的回波来获取物体的形状和表面特征。
激光雷达的应用非常广泛。
在地质勘探方面，激光雷达可以用来测量地形、建筑物和其他地貌特征的形状和高度。
它可以提供准确的地形数据，帮助地理勘探人员制作地图、规划工程和预测自然灾害。
在航空航天领域，激光雷达被用来制作高精度的地形模型，帮助飞行器进行导航和避免障碍物。
此外，激光雷达还被广泛应用于自动驾驶领域，用于障碍物检测和环境感知。
随着科技的进步，激光雷达的技术不断发展。
一方面，激光雷达的体积和重量逐渐减小，传感器的分辨率和精度也得到了提高。
这使得激光雷达可以更加方便地集成到各种设备中，如无人机、机器人和移动设备，进一步扩展了它的应用范围。
另一方面，激光雷达的成本也在逐渐降低，这意味着更多的用户和行业可以从中受益。
这种趋势预示着激光雷达在未来会得到更广泛的应用和发展。
除了上述的应用领域，激光雷达还有很多其他的应用案例。
比如，在文化遗产保护方面，激光雷达可以用来进行三维扫描和建模，帮助保存和研究古建筑、艺术品和文物。
在医疗领域，激光雷达可以用于人体形状测量、手术规划和仿真训练。
此外，激光雷达还可以应用于军事和安全领域，用于情报收集、目标定位和场景重建等。
工程测绘中激光雷达测绘技术的应用研究
工程测绘中激光雷达测绘技术的应用研究激光雷达测绘技术是一种高精度、高效率、非接触式的测绘手段，具有广泛的应用领域。
在工程测绘领域，激光雷达测绘技术已经得到了广泛的应用，可以用于地形测绘、建筑物测绘、城市规划、交通规划、环境监测等方面。
本文主要介绍激光雷达测绘技术在工程测绘中的应用研究。
一、激光雷达测绘技术原理激光雷达测绘技术是利用激光束在空间中进行扫描，通过测量激光束的反射时间和方向，来确定目标物体的位置、形状和特征。
激光雷达测绘系统通常包括激光器、扫描装置、接收器、数据处理系统等组成部分。
激光器发出激光束，经由扫描装置扫描目标物体表面，接收器接收反射光，并通过数据处理系统对反射光进行处理和分析，最终得到目标物体的三维坐标数据和特征信息。
二、激光雷达测绘技术在地形测绘中的应用激光雷达测绘技术在地形测绘中具有独特的优势，可以实现对地形的高精度、高密度、快速、大范围的三维测绘。
利用激光雷达测绘技术可以获取地表的高程数据、地形特征、植被信息等，为土地规划、环境监测、自然资源管理等领域提供了重要的数据支持。
激光雷达测绘技术还可以实现对山地、森林、河流、湖泊等地形的精细测绘，为自然灾害监测、地质勘探、生态保护等提供了重要的技术手段。
利用激光雷达测绘技术可以实现对建筑物的快速、精确的三维测绘，可以获取建筑物的几何形状、结构特征、变形情况等信息。
这对于建筑物的设计、维护、改造、保险等工作具有重要的意义。
通过对建筑物进行激光雷达测绘，可以实现对建筑物内部、外部、周围环境的全方位、全景深的测绘，可以为建筑物的结构分析、维护规划、安全评估提供重要的数据支持。
城市规划需要对城市的地貌、道路、建筑、植被、水系等进行全面的测绘和分析，以实现城市规划的科学性、合理性、有效性。
激光雷达测绘技术可以实现对城市的高精度、高分辨率、全方位的三维测绘，可以获取城市的地形、地貌、建筑物、交通网络、植被覆盖等信息。
这些信息对于城市规划的土地利用、交通规划、环境保护、景观设计等具有重要的参考价值。
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车载激光扫描注意事项
5、每天外业采集前要清洁影像包工头，采集过 程中发现有异物挡在镜头上应马上停车，清洁镜 头后再继续采集。 6、操作计算机作业员应精神集中，避免因人为 因素造成曝光度的调节不当影响影像质量，严禁 作业中发短信、接打电话或做一些分散注意力的 事。 7、在商业区由于楼与楼间隙较小，应放慢车速 采集。 8、每天外业采集完成后，将车上的数据拷贝整 理检查确保数据无丢漏。
三维激光扫描测量
董全杰
图航天地（北京）遥感技术有限公司
三维激光扫描测量
• • • • • • • • • 三维激光扫描仪定义 三维激光扫描仪分类 主流设备 常用设备 技术特点 激光扫描与传统测量区别 系统组成 数据处理 作业注意事项 应用领域
什么是三维激光扫描？
• 三维激光扫描技术是一种先进的全自动高精度立体扫描 技术，又称为“实景复制技术”，是继GPS空间定位技 术后的又一项测绘技术革新，将使测绘数据的获取方法、 服务能力与水平、数据处理方法等进入新的发展阶段。
• 三维激光扫描可以快速的获取高精度,高分辨率的海量的点位数据,就可 以高效率的获取目标物表面点的三维坐标,从而达到高分辨率的目的。
• 通过直接获取数字信号采集数据的,所以具有全数字特征,方便进行后期 处理和输出,且它的后期处理软件与其他软件有很好的共享性。
三维激光扫描技术 与传统测量技术的区别
三维激光扫描系统组成
静态架站数据
移动背包数据
有人机扫描数据
THANKS!
有效扫描距离 分
扫描距离大于30m，主要应用于建筑物、矿 山、大坝、大型土木工程等的测量 扫描距离大于1km，并且需要配备精确的导 航定位系统，可用于大范围地形的扫描测量
地面三维激光测量技术
• 主流设备
我们常用的三维激光扫描类型
车载式
背包式
架站式
三维激光扫描技术的特点
非接触测量 数据采样率高 主动发射扫描 光源 具有高分辨率、 高精度的特点 数字化采集,兼 容性好
激光扫描技术的应用——测绘工程领域
激光扫描技术的应用——建筑、古迹测量方面
• 建筑物内部及外观的测量保真、古迹（古建筑、雕像等） 的保护测量、文物修复，古建筑测量、资料保存等古迹 保护，遗址测绘，赝品成像，现场虚拟模型，现场保护 性影像记录。
激光扫描技术的应用——地籍
根据不同省份居民地分布特色采用架站 式扫描仪、移动测量车、机载扫描三种 方式交叉进行
车载三维激光扫描仪系统组成：
全景相机
GPS天线 Z+F P60扫描头 MDL扫描头 惯导AP50
GPS天线
车载三维激光扫描数据处理：
车载三维激光扫描数据处理：
多窗口联动作业
立体点云 立体窗口下采集测图
矢量图形
三维场景
全景照片
三维窗口下预处理和分类
车载三维激光扫描数据处理：
快速采集建构筑物
车载三维激光扫描数据处理：
车载激光扫描注意事项
1、进入测区后挑选好合适驻地，最好位于测区 中间、楼顶或不需要人员看守架设基站GPS的位 置。 2、采集前作好每天的路线采集计划，一般要严 格按制订好的作业计划。 3、尽量避开车辆拥堵时段，尽量利用早晨、中 午作业，早晚作业注意光线车速，避免拖影现象。 4、辅路采集或靠路边采集时，由于要看清道路2 旁的POI，控制车速，减少超车，以免遮挡。对 于有公交车等大型车辆遮挡等原因造成影像质量 低，要用语音做好记录，并在地图上标出，及时 安排其它时间补采。
• 采用非接触目标的方法，无需反射棱镜，对扫面目标物体不需 进行任何表面处理，直接采集物体表面的三维数据，所采集的 数据完全真实可靠。
• 采样点数据远远高于传统测量的采样点数据,脉冲式激光扫描方法的采样 点数可达到数千点/秒,而相位式的激光测量更可高达数十万点/秒。
• 三维激光扫描技术可以不受扫描环境的影响主动发射激光,通过自身发射 的激光的回波信息来解得目标物表面点的三维坐标信息。
三维激光扫描仪的分类:
机载(或星载) 激光扫描系统 按扫描平台分
地面型激光扫 描系统 便携式激光扫 描系统
三维激光扫描仪
短距离激光扫 描仪 中距离激光扫 描仪 长距离激光扫 描仪 航空激光扫描 仪
其最长扫描距离不超过3m，适合用于小型 模具的量测，不仅扫描速度快且精度较高 最长扫描距离小于30 m，多用于大型模具或 室内空间的测量
• 三维激光扫描技术的核心是激光发射器、激光反射镜、 激光自适应聚焦控制单元、CCD技术、光机电自动传 感装置(包括:激光水平46b步进传感、同轴纵向320b步 进自旋转、目标遥控捕捉及取景)等。 • 三维激光扫描系统的工作原理如图所示,首先由激光脉 冲二极管发射出激光脉冲信号,经过旋转棱镜,射向目标, 然后通过探测器,接收反射回来的激光脉冲信号,并由记 录器记录,最后转换成能够直接识别处理的数据信息,经 过软件处理实现实体建模输出。