机载激光雷达测绘技术在矿山测量中的运用分析

李岩

摘要：机载激光雷达测绘技术是一种新型测绘技术，在进行激光雷达测绘时，首先，需要确定发射机与接收机之间的距离，并计算激光发射器的发射时间、脉冲频率。其次，根据接收到的数据信息，采用不同的算法对地形进行分析与处理。最后，根据获得的结果数据，绘制出矿山地形的立体模型图。机载激光雷达测绘技术还能直接获取目标的三维点云数据，通过处理、分析点云数据，能够得到目标物体的表面特征、空间位置以及形状等信息。

关键词：机载激光雷达测绘技术；矿山测量；运用

1机载激光雷达测绘技术的含义

机载激光雷达测绘技术是一种利用激光雷达设备在飞行器上进行地面测绘和三维数据获取的技术。该技术利用激光雷达设备发射激光束，通过测量激光束的反射时间和强度，可以获取地表及地物的高程、形状和位置等信息。机载激光雷达测绘技术具有以下特点：（1）高精度。激光雷达设备能够以高频率发射激光束，并测量激光束与地面或地物之间的距离，从而实现对地表和地物的高精度测量，通常能够达到亚米级别的精度。（2）高效性。机载激光雷达技术能够快速获取大范围的地理数据。通过飞行器在空中快速移动，激光雷达能够对大面积的地区进行快速扫描，实现高效的数据采集。（3）全天候性。机载激光雷达技术不受天候条件的限制，可以在白天和夜晚、晴天和阴天等各种天气条件下进行测绘工作。（4）多功能性。机载激光雷达测绘技术可以应用于不同领域，如地理测绘、城市规划、环境监测、建筑物检测等。可以获取地面地貌、建筑物、植被、水体等不同类型的地理数据。（5）非接触性。机载激光雷达技术不需要直接接触地面或地物，通过激光束的反射和回波信号，可以实现对地面和地物的非接触式测量。

2机载激光雷达测绘技术矿山测量中的运用

2.1数据采集

在实际的工作中，进行矿区地理情况的测量工作需要遵循以下步骤：（1）全面了解矿区地理情况。首先需要对矿区内的地理情况进行全面了解，包括地形、地貌、地质等信息。这可以通过查阅地图、卫星影像、现场勘察等方式进行。（2）测量数据收集。在了解了矿区的地理情况后，需要进行实地测量并收集相关的数据信息。这可以通过激光扫描雷达进行测量，获取矿区地面的三维点云数据。在进行测量前，需要设定激光扫描雷达的参数，包括扫描角度、扫描密度等。（3）观察测量区域地面情况。在进行数据采集前，需要观察测量区域的地面情况，判断是否适合使用激光扫描雷达进行测量。例如，如果测量区域有大量的树木、建筑物或其他遮挡物，可能会影响激光扫描的效果，需要进行相应的调整。（4）选择合适的飞行高度和距离。在进行激光扫描测量时，需要选择合适的飞行高度和飞行距离。飞行高度和距离的选择取决于测量的精度要求、测量区域的大小和复杂程度等因素。一般来说，较小的飞行高度和距离可以获得更高的测量精度，但会增加测量时间和成本。（5）调整激光雷达系统。在完成数据采集工作后，需要对激光雷达系统进行相关调整，使其更加适应测量工作。这包括对扫描角度、扫描密度等参数进行调整，以获得更准确的测量结果。

2.2激光点云分类

对采集到的激光点云数据进行分类，以矿山测量为例，按照点云数据的不同形状进行分类，可分为圆柱形激光点云、圆形激光点云和不规则激光点云3种类型，结合激光扫描雷达的原理来分析其具体特征可知，圆柱形激光点云是激光雷达测绘技术应用中最为普遍的一种，这种类型的激光点云具备三大特征：①点云形状不规则；②点云密度较大；③点云分布较为分散。在实际的矿山测量中，对不同类型激光点云进行有效分类，可以在很大程度上提高激光雷达测绘技术应用效果。

2.3数字正射影像制作

在实际制作数字正射影像时，需要注意以下几个方面的参数设定和操作步骤：（1）像控点的设定。像控点是用于校正和配准影像的重要参考点。在布设像控点时，需要确保其数量和分布符合相关标准要求，以保证最终数字正射影像的精度和准确性。（2）像片间距的设定。像片间距是指影像中相邻像素之间的距离。根据实际需求和数据源的分辨率，合理设定像片间距可以保证数字正射影像的清晰度和细节表现。（3）影像色彩的设定。影像色彩的设定可以根据实际需求进行调整，以达到更好的视觉效果。例如，可以调整亮度、对比度和色调等参数，使得数字正射影像更加真实和易于解译。（4）点云数据转换。在处理像片时，需要使用专业软件将激光扫描获得的点云数据转化成数字正射影像。这一步骤需要进行数据处理和配准，以确保点云数据与其他影像数据的一致性和准确性。（5）外业控制点采集和拼接。为提高点云数据转换效率，在外业采集时可以布设控制点，并将采集到的控制点数据与点云数据进行拼接，以提高数字正射影像的配准精度和准确性。（6）软件操作。在制作数字正射影像时，需要使用专业的影像处理软件进行操作。具体操作步骤包括删除正射影像上的控制点、设置区域网、区域加密等，以及最终的影像镶嵌操作，将不同区域的数字正射影像拼接成完整的影像。

2.4数字高程模型制作

数字高程模型（DEM）是机载激光雷达测绘技术与数字摄影测量技术结合后的产物。在制作DEM的过程中，需处理内业采集的数据，包括DEM的生成与检查、外业数据采集等内容，确保其准确性与完整性。首先，需要通过遥感影像对原始地形进行分幅处理，并制作相应的正射影像图。其次，通过生成DEM检查、校正原始数据，最终生成高精度、高质量的DEM。

2.5系统算法研究

（1）数字滤波技术。数字滤波是一种处理原始数据，降低噪声和提高精度的技术。其通常与滤波器相结合，以提高处理结果的质量，但也存在部分缺陷，如噪声较多和精度较低。在实际操作中，必须根据实际情况选择合适的滤波方法。（2）系统优化。系统优化是指在一定程度上优化系统参数和功能，提高系统质量的过程。在进行优化时，可以利用相关方法来实现对相关参数的优化，如最小二乘法、遗传算法、自适应控制和模糊控制等。（3）系统误差改正技术。由于激光扫描雷达本身存在一定的误差和不稳定性，因此，必须通过系统误差改正技术来对其进行改正，以提高测量精度。目前使用最多的方法是直接法和间接法。前者主要用于处理点云数据、点云融合等，后者主要用于处理高程点、地面点数据等。对于高程点和地面点数据处理而言，可以采用最小二乘法、最近邻插值等方法进行处理，以获得较好的计算结果。

3结语

机载激光雷达测绘技术能够准确获取地形数据，根据地形的不同特征，可选择不同的测绘方法，具有较高的测量精度，能够避免测量人员的主观因素对测量结果造成影响。另外，该技术还具有较高的自动化程度和数据处理能力，能够大幅提高矿山测量质量和效率，但在其实际应用过程中还存在一些问题，例如，数据获取过程中噪声较大、采集效率低、容易受干扰等，对此必须采取有效措施予以解决。在实际应用过程中，可以将两种或两种以上方法结合使用，以确保最终数据的准确性和可靠性。

参考文献

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