機載激光LiDAR技術造福管道勘測設計

發(fā)布日期：2019-03-12 22:46 瀏覽量：10513

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

傳統(tǒng)人工測圖很難在困難地區(qū)進行高精度測圖，短時間內完成外業(yè)數(shù)據獲取和內頁處理成圖，相比之言，航空攝影測量機載激光LiDAR技術，具有高精度、高效率的特點，利用機載激光LiDAR技術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)化以及運營時期的管理和維護。目前已成功應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。

機載激光雷達系統(tǒng)

機載激光LiDAR系統(tǒng)以飛機作為運載測量平臺，以激光掃描測距系統(tǒng)為傳感器，能實時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。機載激光雷達可以利用高精度三維激光點云數(shù)據及數(shù)字影像，通過機載激光LiDAR數(shù)據處理系統(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。

機載激光雷達適用性分析

1、作業(yè)條件

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

然而航攝項目在高山區(qū)地帶、復雜的地質條件，相對惡劣的氣候，安全局勢嚴峻，人工測量技術基本無法實施，而機載激光雷達技術能發(fā)揮全天候、全地形的強大優(yōu)勢，獲取地面三維數(shù)據。

2、作業(yè)速度

利用機載激光雷達進行測量作業(yè)時，不需要太多地面控制點，且且激光點云數(shù)據密度大，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結合正射影像可以為工程設計人員提供大量地形和測量信息，在室內模擬各種方案，進行方案比選，可減少野外工作量，保證設計結果的精確性。機載激光LiDAR可以直接獲取三維坐標，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確細致，對微小地形起伏，也能準確表達出來。

4、經濟對比分析

測量成本低，數(shù)據處理自動化程度高，制圖快速，測量成果豐富。

機載激光LiDAR技術應用于管道測量

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

管道勘測設計離不開大比例尺數(shù)字線劃圖及縱、橫斷面圖，采用機載激光LiDAR技術獲取野外數(shù)據，繪制的地形圖線形平滑，準確反映了地形情況；從DEM中提取管道沿線縱斷面數(shù)據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)，機載激光LiDAR技術為管道勘測帶來了傳統(tǒng)測繪手段不具有的應用模式和技術優(yōu)勢。

機載激光LiDAR測量采集數(shù)據較容易，再配合使用一些常規(guī)手段補充缺失數(shù)據，修正特殊地區(qū)點云數(shù)據，做強質量控制，可大大提高管道勘測效率和數(shù)據資料的質量。

綜合上述，在困難地區(qū)利用機載激光LiDAR技術進行測量，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的需要。