公路三維激光雷達掃描勘察設計技術(shù)

　　隨著我國公路建設事業(yè)的發(fā)展，建設重點正逐步由東部向中西部地區(qū)、由平原微丘區(qū)向困難復雜的重丘山嶺區(qū)；同時，伴隨社會經(jīng)濟的持續(xù)快速發(fā)展，道路交通量猛增，迫切需要加快重要通道的擴容改造，提高重要通道的通行能力。快速、高效、準確、安全的獲取公路勘察設計所需的基礎地形資料，為公路改擴建提供精確、豐富和完整的信息支持，已成公路勘察建設的重要問題。在公路勘測設計領(lǐng)域，機載激光掃描技術(shù)由于數(shù)據(jù)精度高、作業(yè)速度快，獲得人們的青睞。

　　1、技術(shù)原理

　　通過集成激光掃描測量、全球定位系統(tǒng)、慣性導航系統(tǒng)等多種技術(shù)，以飛機或者汽車作為數(shù)據(jù)采集平臺，同步、快速、高精確獲取地表三維空間坐標和影像數(shù)據(jù)；基于海量高密度激光數(shù)據(jù)的動態(tài)管理與建模技術(shù)，直接快速生成大比例尺的數(shù)字高程模型、數(shù)字正射影像圖和數(shù)字線劃地形圖；基于高密度機載LIDAR點云的任意點高程快速插值及斷面三維地面線的自動生成，實現(xiàn)激光測量數(shù)據(jù)與公路CAD設計系統(tǒng)的數(shù)據(jù)交互，在此基礎上，形成一套困難復雜地區(qū)三維激光掃描測量和與公路初測、定測階段一體化設計緊密集成的協(xié)同設計模式。

　　2、關(guān)鍵技術(shù)或工藝流程

　　1）在植被茂盛、地形復雜地區(qū)新建公路勘察設計中，激光掃描測量平面精度優(yōu)于0.5m，高程精度優(yōu)于0.2m，滿足了新建公路詳測及施工圖設計要求；

　　2）改擴建公路勘察設計中，精確獲取現(xiàn)有道路高精度三維信息，激光掃描測量路面平面精度優(yōu)于0.05m，高程精度優(yōu)于0.02m，不干擾交通流，代替人工上路測量；

　　3）基于激光雷達生成的DEM、DOM與公路CAD的協(xié)同設計，實現(xiàn)了路線CAD集成設計可視化方案比選設計；

　　4）基于LIDAR數(shù)據(jù)與高分辨率DOM相結(jié)合進行不良地質(zhì)遙感勘察；

　　5）快速生成用于詳測與施工圖設計的高速公路結(jié)構(gòu)物墻址地形線、征地圖等圖；

　　6）基于激光點云和DOM的陡坎、房屋等地物信息自動提取，快速、高效生成1:500～1:2000比例尺三維線劃地形圖；

　　7）基于激光點云數(shù)據(jù)快速自動批量生成平、縱、橫斷面三維地面線，代替了傳統(tǒng)的人工測量。

　　3、推廣前景

　　目前，公路三維激光雷達掃描勘察設計技術(shù)已經(jīng)開始在交通運輸行業(yè)進行了推廣應用，具有顯著的技術(shù)優(yōu)勢和明顯的經(jīng)濟和社會效益。為更好地推廣應用該技術(shù)，應進一步加大對該技術(shù)研究成果的宣傳，擴大該項技術(shù)的市場影響力，促進更多的設計單位和設計人員了解并使用該項新技術(shù)。在設計過程中，加強對該技術(shù)和勘察設計模式的認識，以充分利用該技術(shù)的優(yōu)勢。注意加強與設計人員溝通，加深設計人員對該技術(shù)的認知，同時也應加強激光雷達測量技術(shù)與公路設計進一步結(jié)合，從公路設計角度推動三維激光雷達掃描勘察設計的應用，以真正滿足公路工程勘察設計需求。