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機(jī)載激光LiDAR技術(shù)造福管道勘測(cè)設(shè)計(jì)

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2019-03-12


 

地形圖是管道勘測(cè)設(shè)計(jì)過程中必備的資料,當(dāng)對(duì)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(huì)經(jīng)濟(jì)的高速發(fā)展,推動(dòng)管道建設(shè)在經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)中的重要地位,以往傳統(tǒng)測(cè)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(cè)圖很難在困難地區(qū)進(jìn)行高精度測(cè)圖,短時(shí)間內(nèi)完成外業(yè)數(shù)據(jù)獲取和內(nèi)頁(yè)處理成圖,相比之言,航空攝影測(cè)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(cè)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(yíng)時(shí)期的管理和維護(hù)。目前已成功應(yīng)用到了長(zhǎng)輸管道工程中,這是管道測(cè)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(cè)量平臺(tái),以激光掃描測(cè)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(cè)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(cè)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(dòng)性、靈活性、快速性優(yōu)勢(shì),與機(jī)載激光雷達(dá)測(cè)量相比,擁有快速、精確、人員投入較少、成本較低的優(yōu)勢(shì)。

 

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(duì)惡劣的氣候,安全局勢(shì)嚴(yán)峻,人工測(cè)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(shì),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(cè)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(cè)量,具有速度快、效率高、成果豐富的優(yōu)勢(shì)。

 

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(cè)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?;贚iDAR的DEM與傳統(tǒng)DEM相比,描述地形特征更加準(zhǔn)確細(xì)致,對(duì)微小地形起伏,也能準(zhǔn)確表達(dá)出來。

 

4、經(jīng)濟(jì)對(duì)比分析

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

 

機(jī)載激光LiDAR技術(shù)應(yīng)用于管道測(cè)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(cè)量方法無法實(shí)施,采用機(jī)載激光LiDAR技術(shù)完成測(cè)量工作,調(diào)繪工作輕,點(diǎn)云數(shù)據(jù)處理簡(jiǎn)單,生成DOM和DEM精度高,數(shù)據(jù)檢核優(yōu)于高山地測(cè)量規(guī)范精度要求。

 

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

 

機(jī)載激光LiDAR測(cè)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(cè)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(cè)量,能充分發(fā)揮其高效、快速的優(yōu)勢(shì),滿足長(zhǎng)輸油氣管道快速建設(shè)的需要。

 

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