機(jī)載激光LiDAR技術(shù)造福管道勘測設(shè)計(jì)

發(fā)布日期：2019-03-12 22:46 瀏覽量：12746

地形圖是管道勘測設(shè)計(jì)過程中必備的資料，當(dāng)對管道線路進(jìn)行優(yōu)化，拆遷占地以及后期的管道設(shè)計(jì)都離不開地形圖發(fā)揮其作用。社會經(jīng)濟(jì)的高速發(fā)展，推動管道建設(shè)在經(jīng)濟(jì)增長中的重要地位，以往傳統(tǒng)測繪方法已經(jīng)不能滿足現(xiàn)在的管道建設(shè)需求。

傳統(tǒng)人工測圖很難在困難地區(qū)進(jìn)行高精度測圖，短時(shí)間內(nèi)完成外業(yè)數(shù)據(jù)獲取和內(nèi)頁處理成圖，相比之言，航空攝影測量機(jī)載激光LiDAR技術(shù)，具有高精度、高效率的特點(diǎn)，利用機(jī)載激光LiDAR技術(shù)不僅可以測量線路地形圖及周邊環(huán)境，還可以提供精確數(shù)字模型，便于后期線路優(yōu)化以及運(yùn)營時(shí)期的管理和維護(hù)。目前已成功應(yīng)用到了長輸管道工程中，這是管道測量中是又一次新的突破。

機(jī)載激光雷達(dá)系統(tǒng)

機(jī)載激光LiDAR系統(tǒng)以飛機(jī)作為運(yùn)載測量平臺，以激光掃描測距系統(tǒng)為傳感器，能實(shí)時(shí)獲取地形表面的三維空間信息，是獲取地球空間信息的重要工具。機(jī)載激光雷達(dá)可以利用高精度三維激光點(diǎn)云數(shù)據(jù)及數(shù)字影像，通過機(jī)載激光LiDAR數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)制作數(shù)字高程模型、數(shù)字正射影像、數(shù)字線劃圖等數(shù)字測繪成果。

機(jī)載激光雷達(dá)適用性分析

1、作業(yè)條件

傳統(tǒng)的人工測量主要體現(xiàn)在平原及地質(zhì)條件較好的那些地帶，發(fā)揮出機(jī)動性、靈活性、快速性優(yōu)勢，與機(jī)載激光雷達(dá)測量相比，擁有快速、精確、人員投入較少、成本較低的優(yōu)勢。

然而航攝項(xiàng)目在高山區(qū)地帶、復(fù)雜的地質(zhì)條件，相對惡劣的氣候，安全局勢嚴(yán)峻，人工測量技術(shù)基本無法實(shí)施，而機(jī)載激光雷達(dá)技術(shù)能發(fā)揮全天候、全地形的強(qiáng)大優(yōu)勢，獲取地面三維數(shù)據(jù)。

2、作業(yè)速度

利用機(jī)載激光雷達(dá)進(jìn)行測量作業(yè)時(shí)，不需要太多地面控制點(diǎn)，且且激光點(diǎn)云數(shù)據(jù)密度大，生成的影像成果較常規(guī)測量，具有速度快、效率高、成果豐富的優(yōu)勢。

3、數(shù)字模型

DEM結(jié)合正射影像可以為工程設(shè)計(jì)人員提供大量地形和測量信息，在室內(nèi)模擬各種方案，進(jìn)行方案比選，可減少野外工作量，保證設(shè)計(jì)結(jié)果的精確性。機(jī)載激光LiDAR可以直接獲取三維坐標(biāo)，高程精度高。基于LiDAR的DEM與傳統(tǒng)DEM相比，描述地形特征更加準(zhǔn)確細(xì)致，對微小地形起伏，也能準(zhǔn)確表達(dá)出來。

4、經(jīng)濟(jì)對比分析

測量成本低，數(shù)據(jù)處理自動化程度高，制圖快速，測量成果豐富。

機(jī)載激光LiDAR技術(shù)應(yīng)用于管道測量

西氣東輸五線隧道控制性管道工程，位于新疆天山山脈，地形復(fù)雜，多為高山地特征，地質(zhì)條件惡劣，植被稀少，交通不便。山區(qū)部分采用常規(guī)測量方法無法實(shí)施，采用機(jī)載激光LiDAR技術(shù)完成測量工作，調(diào)繪工作輕，點(diǎn)云數(shù)據(jù)處理簡單，生成DOM和DEM精度高，數(shù)據(jù)檢核優(yōu)于高山地測量規(guī)范精度要求。

管道勘測設(shè)計(jì)離不開大比例尺數(shù)字線劃圖及縱、橫斷面圖，采用機(jī)載激光LiDAR技術(shù)獲取野外數(shù)據(jù)，繪制的地形圖線形平滑，準(zhǔn)確反映了地形情況；從DEM中提取管道沿線縱斷面數(shù)據(jù)可程序化生成管道線路縱斷面圖，效率較高，可節(jié)約成本，縮短作業(yè)周期。

由于管道線路測量只需要測量線路及周邊地區(qū)，機(jī)載激光LiDAR技術(shù)為管道勘測帶來了傳統(tǒng)測繪手段不具有的應(yīng)用模式和技術(shù)優(yōu)勢。

機(jī)載激光LiDAR測量采集數(shù)據(jù)較容易，再配合使用一些常規(guī)手段補(bǔ)充缺失數(shù)據(jù)，修正特殊地區(qū)點(diǎn)云數(shù)據(jù)，做強(qiáng)質(zhì)量控制，可大大提高管道勘測效率和數(shù)據(jù)資料的質(zhì)量。

綜合上述，在困難地區(qū)利用機(jī)載激光LiDAR技術(shù)進(jìn)行測量，能充分發(fā)揮其高效、快速的優(yōu)勢，滿足長輸油氣管道快速建設(shè)的需要。

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