公路三维激光雷达扫描勘察设计技术

　　随着我国公路建设事业的发展，建设重点正逐步由东部向中西部地区、由平原微丘区向困难复杂的重丘山岭区；同时，伴随社会经济的持续快速发展，道路交通量猛增，迫切需要加快重要通道的扩容改造，提高重要通道的通行能力。快速、高效、准确、安全的获取公路勘察设计所需的基础地形资料，为公路改扩建提供精确、丰富和完整的信息支持，已成公路勘察建设的重要问题。在公路勘测设计领域，机载激光扫描技术由于数据精度高、作业速度快，获得人们的青睐。

　　1、技术原理

　　通过集成激光扫描测量、全球定位系统、惯性导航系统等多种技术，以飞机或者汽车作为数据采集平台，同步、快速、高精确获取地表三维空间坐标和影像数据；基于海量高密度激光数据的动态管理与建模技术，直接快速生成大比例尺的数字高程模型、数字正射影像图和数字线划地形图；基于高密度机载LIDAR点云的任意点高程快速插值及断面三维地面线的自动生成，实现激光测量数据与公路CAD设计系统的数据交互，在此基础上，形成一套困难复杂地区三维激光扫描测量和与公路初测、定测阶段一体化设计紧密集成的协同设计模式。

　　2、关键技术或工艺流程

　　1）在植被茂盛、地形复杂地区新建公路勘察设计中，激光扫描测量平面精度优于0.5m，高程精度优于0.2m，满足了新建公路详测及施工图设计要求；

　　2）改扩建公路勘察设计中，精确获取现有道路高精度三维信息，激光扫描测量路面平面精度优于0.05m，高程精度优于0.02m，不干扰交通流，代替人工上路测量；

　　3）基于激光雷达生成的DEM、DOM与公路CAD的协同设计，实现了路线CAD集成设计可视化方案比选设计；

　　4）基于LIDAR数据与高分辨率DOM相结合进行不良地质遥感勘察；

　　5）快速生成用于详测与施工图设计的高速公路结构物墙址地形线、征地图等图；

　　6）基于激光点云和DOM的陡坎、房屋等地物信息自动提取，快速、高效生成1:500～1:2000比例尺三维线划地形图；

　　7）基于激光点云数据快速自动批量生成平、纵、横断面三维地面线，代替了传统的人工测量。

　　3、推广前景

　　目前，公路三维激光雷达扫描勘察设计技术已经开始在交通运输行业进行了推广应用，具有显著的技术优势和明显的经济和社会效益。为更好地推广应用该技术，应进一步加大对该技术研究成果的宣传，扩大该项技术的市场影响力，促进更多的设计单位和设计人员了解并使用该项新技术。在设计过程中，加强对该技术和勘察设计模式的认识，以充分利用该技术的优势。注意加强与设计人员沟通，加深设计人员对该技术的认知，同时也应加强激光雷达测量技术与公路设计进一步结合，从公路设计角度推动三维激光雷达扫描勘察设计的应用，以真正满足公路工程勘察设计需求。