地面激光雷达应用处理关键技术研究

地面激光雷达应用处理关键技术研究

田学棠

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摘要：随着科技的飞速发展，传统的工程测绘技术已经无法满足现今复杂的工程建设需求，因此，高科技的手段被广泛应用于工程测绘中。其中，激光雷达测绘技术尤为突出，它具有高精度、全面性、多维度、快速获取信息等优点，深受工程测绘人员的欢迎和赞赏，在当今工程建设领域，它的重要性日益凸显，成为一种必不可少的重要工具。随着时代的发展，激光雷达测绘技术得到了广泛的应用和进步。

关键词：地面激光雷达；应用处理；关键技术

在长期的技术改革发展过程中，测绘技术的精度、效率和范围得到了大幅度改善，激光雷达测绘技术即为测绘新技术中的关键技术成果。该技术依靠雷达向物体发射的探测信号，并与物体反馈信号进行对比分析，辅助测绘人员掌握目标单位的各种数据参数。在实际应用期间，测绘人员通常需要结合测绘需求对激光雷达的类型进行合理选择，确保测绘数据的精准性和可靠性。

1激光雷达测绘技术的优势

1.1精准性

在现有测绘技术中，激光雷达测绘技术先进，能够获得较高的精确度。通过激光雷达测绘技术，我们可以获得更加精确的测量结果，其误差极低，而且测绘范围更加广泛。形成测绘图纸时，并非简单的测绘结果，而是大量验证、测绘所得。激光雷达测绘技术通过收集数据信息、分析数字图像，可以形成测绘地图，有效弥补传统测绘的不足，全面保障工程测绘工作。

1.2全面性

开展工程测绘工作时，激光雷达测绘技术借助电磁波信号测绘，发射信号脉冲，收集反射信号，测量和分析目标位置、质量、体系要素。电磁波信号具备较强的穿透力，针对大体积测量目标，能够获得较高的准确性。通过利用激光雷达测绘技术，我们可以根据基础参数和实际情况，构建出三维物理模型，并将其与数字化技术相结合，构成一个完整的虚拟数码城市。这种技术不仅能够丰富工程测绘信息，还能为决策者提供参考依据。

1.3时效性

工程施工期间，当周边环境因素变化后，测量目标的测量也会改变，影响测绘结构的准确性，延长工程进度，但是激光雷达测绘技术可以避免不良问题。技术的时效性较高，利用卫星定位系统实时定位测量目标，不管测量目标因素变化如何，均可以利用信号反射，通过计算机系统收集、处理，建立物理模型。通过采用激光雷达测绘技术，可以大幅提升测量的精确程度和及时性，有助于更好地掌握数据，减少对周围环境的不利影响。

2地面激光雷达应用关键技术探索的重要意义

三维激光扫描仪和三维激光雷达都被认为是当今世界的重大突破，它们都具备精确度、高敏感度和高稳定性的特性，并且都具备GPS定位系统和其他先进的定位功能。它们不仅可用于广泛的地理信息系统，还可用于精确的航天探测，并且还具备快速响应和精确度的特性，使得它们不仅仅只被用于扫描仪的扫描，而且也被用于其他领域。特别在军事领域，它具备了极强的功能，它集合了激光测量、pos技术，并且根据不同的需求，可以构建出多种类型的雷达，从而在任何时刻、任何地点、任何方向、任何频率、任何精确度，都能收集广泛的空中信息。通过使用地面激光雷达，我们能够迅速而精确的检测出许多不同类别的东西。它能够从微小的零部件和产品开始，直接探测到整个城镇的三维结构，从而帮助我们制定出合理的发展战略。它的使用不仅能够帮助我们更好的理解和掌握周围的环境，还能够帮助我们制定出符合实际需求的发展战略，从而确保我们的国家能够顺利发展。

3地面激光雷达应用处理关键技术分析

3.1地面三维激光雷达多站点布置方法

在对大型建筑的扫描和测量上，我们不能单纯地依靠单个视野，必须考虑多个视野，以及上百个视野，以确保所有视野的准确性。为了实现这一目的，我们必须把多个视野的数据组合在一起，以便于精确地计算出它们的局部坐标。当我们要三维扫描一座大学的教学楼时，我们会从六个不同的角度来考虑。它们是指图书馆的正南、正北、正西、正东、西北和西南。通过测量每个角度的数据，我们最终会将它们综合起来，从而获得该建筑的所有信息。三维激光雷达扫描的站点定位必须符合三项基本准则：一致性、多维度以及综合考虑。第一，一致性意味着，在扫描过程中，各个站点必须保持一致，以确保后续的测绘结果能够被有效地组织、整合。第二，采用多视角的方式来观察和评估建筑物，即根据不同的观察方式，如平面、仰望、俯望，或者考虑到地形、气候条件，确定合适的观察点，尽可能地收集到更加完整的观察结果和相关的信息。第三，为了更好地完成测量任务，在设置站点时，应该全面考虑测量物的尺寸、位置和扫描仪的精度，并调整扫描仪的覆盖范围和分辨率，以便在保证当前条件的前提下，尽可能快速、高效地获取建筑物的全面测量信息。

3.2激光点云分类滤波

三维激光扫描技术能够准确地获得采阳店的地理坐标，其中包括采阳店的位置、反光率等，但要实现对该地区的全面、精准的地理信息采集，却需要极高的技术水平，尤其在覆盖面较广、物质丰富的城市中。利用激光扫描技术，我们能够对收集的信息进行有效的分析，并且能够准确地反映每一个观察者与检查设备之间的相对位置，并且能够清晰地展示每一张图片的特征，因此，我们建立起一种基于城市激光扫描的多级分析系统，即前景层与背景层。前景层通常涵盖了许多不同类型的场所，如树木、街道、汽车和其他建筑。而背景层则涵盖了城市的主要建筑。然而，由于大部分地区都有许多障碍，因此，当我们将前景层的信息转换到背景层时，它们可能变得过于简洁和无聊。因此，我们应该在未来的数据分析方法中对它们加强和改进。

3.3多站点三维数据配准

通过采用三位数字化的方法，我们能够使用相似的位置和坐标进行测量，从而更好地表示和分析相关的物体。这种方法旨在通过比较不同位置和位置之间的差异，从而增强测量结果的精确性。当前，三维数字高程模型的三维校验存在着瓶颈问题。目前尚未发现能够满足这些需求的完美解决办法。icp的核心技术之一就是寻求点对，然而，由于缺乏足够的精度，很难发现两个曲面之间的明显区别。为了提高这种问题的解决，我们建议采用两种不同的策略：第一，通过将某个曲面的顶点作为参考，并将其与其他曲线的交叉点作出参考，来构建出两个曲面之间的点对。采用第二种技术，即将一个曲面的延展度传感器的视角方向投射至其他曲面，从而显著地改善了搜索点的准确性与时间，并且能够极大地降低测量结果的偏移，从而使搜索结果更准确、更快捷。

4结束语

随着技术的发展，地面激光雷达的应用范围正变得越来越广，它的作用正被各个部门认真探索，希望它可以为军事行动提供强有力的支持。但是，由于技术的局限性，它仍然是一个挑战，因此，必须加强技术的完善，提升它的性能，从而使它成为一种可靠的武器装备，为军事行动提供强大的支持。

参考文献

［1］陈健武，全思博，全燕鸣，郭清达．双二维激光雷达相对位姿的标定方法［J］．中国激光，1-11．

［2］陈贵宾，高振海，何磊．车载三维激光雷达外参数分步自动标定算法［J］．中国激光，1-9．

［3］张迪，李家存，蒋瑞波，刘绍堂．地面激光与探地雷达相互结合应用研究进展［J］．地球物理学进展，2016，（06):2767-2776．