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1、注：修改后为红色字体，原文黑体或图片LiDAR技术在公路工程测量中的应用摘要:本文依托某高速公路工程测量项目，采集大量LiDAR点云数据，并将扫描的生成的DTM与现场勘测的数据进行对比分析，研究得出LiDAR扫描技术用于公路工程测量的精准度与影响因素，同时针对LiDAR扫描技术应用于公路工程测量的可行性进行了探讨。关键词:LiDAR技术；工程测量；精准度摘要:通过现场对比测试,研究分析了地面三维激光扫描技术用于公路工程测量的精度及其影响因素,探讨了地面三维激光扫描技术用于公路工程测量的可行性。试验研究表明:采用地
2、面三维激光扫描系统生成的DTM平面精度优于高程精度,平面和高程精度基本满足公路工程精密地形图测量、纵断面测量以及横断面测量的要求。影响地面激光扫描系统测量精度的主要因素为点云控制点的精度,包括点云控制点的测量精度、测量时标志的对点精度以及点云控制点的大小,要提高地面激光扫描系统测量精度,应特别注意点云控制点精度的提高。关键词:三维激光扫描技术;公路;工程测量;精度0引言LiDAR是三维激光扫描系统的简称，是一种精准度较高的逆向三维建模及重构技术[1]。通过同步采集目标范围内各实物或实景的三维坐标与高清数码照片等三
3、维立体信息，并经计算机重新构造3D数据模型，快速有效的再现客观事物实时变化的过程[2]。LiDAR扫描技术是继全球定位系统GPS以来在工程测量领域的又一次技术性革命[3]。LiDAR扫描系统根据载体与作业方式的不同可分为支架固定式激光扫描系统、车载移动式激光扫描系统和机载激光扫描系统[4]。目前，我国公路工程勘测主要采用全球定位系统(GPS)、遥感(RS)、数字摄影测量(DPS)、网路地理信息系统(WebGIS)和智能交通信息系统(ITS)进行测量，但是其测量精准度与作业效率较低，且无法满足公路测量勘测水平和质量
4、[5]。然而LiDAR可在测绘物体表面空间坐标的精准度为毫米级,能较好的解决测绘地形图的质量与效率问题[6]。因此，本文依托某高速公路工程测量项目，采集大量LiDAR点云数据，并通过对比试验，分析探讨了LiDAR扫描技术应用公路测量工程的相关问题。三维激光扫描系统又称激光探测及测距系统,简称LiDAR。LiDAR采用高精度逆向三维建模及重构技术,以同步获取目标范围的三维坐标数据和数码照片的方式快速获取大型实体或实景等目标的三维立体信息,通过计算机重构其3D数据模型,再现客观事物的实时的、变化的、真实的形态特性,为
5、快速获取空间数据提供了有效手段。LiDAR是继GPS以来在测绘领域的又一次技术革命。根据载体和作业方式的不同,三维激光扫描分支架固定式激光扫描系统、车载移动式激光扫描系统、机载激光扫描系统三种类型。LiDAR测绘物体表面空间坐标的标称精度可以达到毫米级,有望能解决精确地形图的测绘问题。但在国外应用刚刚起步,在国内应用于公路工程勘测方面的工程实例或研究报道更少。本文依托某山区高速公路的工程勘测实践,通过现场测试对比,分析探讨了地面三维激光扫描技术用于公路勘测的有关问题。1试验方案1.1试验的仪器及性能选用加拿大生产
6、的ILRIS-3D激光扫描仪做为本次试验勘测仪器。该仪器重11kg，发射的光源为一级激光，安全性好，同时使用PDA无线遥控便于操作。ILRIS-3D激光扫描仪的扫描勘测距离长，精准度高，完全符合公路勘测的要求。其主要技术性能指标如表1所示。表1ILRIS-3D激光扫描仪技术性能指标指标性能指数测距范围L(m)反射率为80%，L≤1500m;反射率为20%，L≤800m；反射率为4%，L≤350m激光点直径D(mm)D=0.17R±12(R为扫描距离,下同)最小点间隔S(mm)S=0.026R扫描视角(°)水平：4
7、0°；垂直：40°数码相机的分辨率彩色640×480数据采样率(点/s)2000点/s标称测量精度(mm)3mm1试验方案1.1试验的仪器及性能本次试验使用的地面三维激光扫描仪为加拿大生产的ILRIS-3D激光扫描仪。使用的光源是一级激光,为安全激光,对人体没有伤害,仪器总重量为12kg,该仪器使用PDA无线遥控。该仪器突出的优点为扫描测量距离长,扫描标称精度高,可以满足公路测设的要求。其主要技术性能指标如下。测距范围:当扫描物体表面反射率为80%时,距离达到1500m,当扫描物体表面反射率为20%时,距离达到8
8、00m,当扫描物体表面反射率为4%时,距离达到350m。激光点直径(D,mm)大小:D=0.17R±12(R为扫描距离,下同)。最小点间隔(S,mm):S=0.026R。扫描视角:水平方向和垂直方向均为40°。数码相机的分辨率:彩色640×480。数据采样率:2000点/s。标称测量精度:3mm。1.2工点的遴选分别以某高速公路K86+700桩号的隧道进口处、K90+28
