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机载激光LiDAR技术造福管道勘测设计

2019-03-12

地形图是管道勘测设计过程中必备的资料，当对管道线路进行优化，拆迁占地以及后期的管道设计都离不开地形图发挥其作用。社会经济的高速发展，推动管道建设在经济增长中的重要地位，以往传统测绘方法已经不能满足现在的管道建设需求。

传统人工测图很难在困难地区进行高精度测图，短时间内完成外业数据获取和内页处理成图，相比之言，航空摄影测量机载激光LiDAR技术，具有高精度、高效率的特点，利用机载激光LiDAR技术不仅可以测量线路地形图及周边环境，还可以提供精确数字模型，便于后期线路优化以及运营时期的管理和维护。目前已成功应用到了长输管道工程中，这是管道测量中是又一次新的突破。

机载激光雷达系统

机载激光LiDAR系统以飞机作为运载测量平台，以激光扫描测距系统为传感器，能实时获取地形表面的三维空间信息，是获取地球空间信息的重要工具。机载激光雷达可以利用高精度三维激光点云数据及数字影像，通过机载激光LiDAR数据处理系统制作数字高程模型、数字正射影像、数字线划图等数字测绘成果。

机载激光雷达适用性分析

1、作业条件

传统的人工测量主要体现在平原及地质条件较好的那些地带，发挥出机动性、灵活性、快速性优势，与机载激光雷达测量相比，拥有快速、精确、人员投入较少、成本较低的优势。

然而航摄项目在高山区地带、复杂的地质条件，相对恶劣的气候，安全局势严峻，人工测量技术基本无法实施，而机载激光雷达技术能发挥全天候、全地形的强大优势，获取地面三维数据。

2、作业速度

利用机载激光雷达进行测量作业时，不需要太多地面控制点，且且激光点云数据密度大，生成的影像成果较常规测量，具有速度快、效率高、成果丰富的优势。

3、数字模型

DEM结合正射影像可以为工程设计人员提供大量地形和测量信息，在室内模拟各种方案，进行方案比选，可减少野外工作量，保证设计结果的精确性。机载激光LiDAR可以直接获取三维坐标，高程精度高。基于LiDAR的DEM与传统DEM相比，描述地形特征更加准确细致，对微小地形起伏，也能准确表达出来。

4、经济对比分析

测量成本低，数据处理自动化程度高，制图快速，测量成果丰富。

机载激光LiDAR技术应用于管道测量

西气东输五线隧道控制性管道工程，位于新疆天山山脉，地形复杂，多为高山地特征，地质条件恶劣，植被稀少，交通不便。山区部分采用常规测量方法无法实施，采用机载激光LiDAR技术完成测量工作，调绘工作轻，点云数据处理简单，生成DOM和DEM精度高，数据检核优于高山地测量规范精度要求。

管道勘测设计离不开大比例尺数字线划图及纵、横断面图，采用机载激光LiDAR技术获取野外数据，绘制的地形图线形平滑，准确反映了地形情况；从DEM中提取管道沿线纵断面数据可程序化生成管道线路纵断面图，效率较高，可节约成本，缩短作业周期。

由于管道线路测量只需要测量线路及周边地区，机载激光LiDAR技术为管道勘测带来了传统测绘手段不具有的应用模式和技术优势。

机载激光LiDAR测量采集数据较容易，再配合使用一些常规手段补充缺失数据，修正特殊地区点云数据，做强质量控制，可大大提高管道勘测效率和数据资料的质量。

综合上述，在困难地区利用机载激光LiDAR技术进行测量，能充分发挥其高效、快速的优势，满足长输油气管道快速建设的需要。