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摘要：现代公路的范围越来越广泛，经常需要在复杂的地质环境中建设公路，这增加了公路勘查设计难度。基于此，在公路勘查设计过程中，要加强对机载激光雷达技术的应用，从而提高公路勘查设计质量，从而提高公路的整体质量，为人们提供更加稳定、良好的交通环境。
关键词：公路；勘察设计；机载激光雷达
机载激光雷达（LIDAR）兴起于二十世纪九十年代，是一门新兴的遥感技术，其发展至今，已经约有30年历史。近几年，我国相关学者对LIDAR技术进行了研究，并且加强了对相关设备的投入使用，从实际应用情况来看取得了不错的成绩，但是仍然存在一定问题，因此要加强对相应内容的研究与分析。
1、LIDAR技术特点
LIDAR系统与机载GPS、惯性导航系统INS剂CCD合理结合，可以实现对空间的精准定位。在具体测距过程中，采用激光方式，其与常规航空摄影测量相比，优点主要体现在以下几个方面：
（1）在测量过程中，不会因为太阳角度和阴影温度对高程的精度造成不良影响，并且不会受航高限制。
（2）产品更加多样化，在具体作业中具有更多的选择性。
（3）通过测量可以获取更多的地面信息。
（4）外界作业量少，提高了工作效率。
机载LIDAR系统为综合航摄影响和空中数据定位而设计，因此在作业过程中，可以为工程应用和数字制图提供快速精准的地面模型数据和高分辨率数字的正摄影[1]。一般来说，在作业过程中，应用LIDAR系统，获取数据的平均精准度可以能够达到0.5m，在高程方面的精准度能够达到0.3m，地面间采集点的间隔不超过1.5m。
2、LIDAR测量技术中的重点问题分析
2.1 飞行设计
飞行设计是激光雷达航测过程中的一项关键环节，做好该项设计是确保LIDAR技术在共公勘察设计中能够发挥出良好作用的基础，在整个作业过程中，要确保采集到的各项数据的准确性，保证数据成果精度能够达到要求标准。
飞行设计前应当本着经济、安全、高效等原则，将项目成果数据作为追求的主要目标，对地貌、地形等内容进行详细分析，结合LIDAR设备本身的特点，确定合理的飞行参数，从而确保能够获取高质量的数据。
2.2坐标与高程转换
机载LIDAR技术能够快速获取地面对象的三维坐标信息。目前，我国的多数项目在建设过程中采用的都为国家坐标系或正坐标系，而GPS测量成果为WGS-84大地坐标[2]。因此，在具体问题分析过程中，要解决坐标、高程系统转换等方面存在的问题，只有这样才能确保最终的通过LIDAR技术获取的数据，可以用于公路项目设计中。
2.3数据分类
通过LIDAR技术获取的三维离散点的数据非常密集，可以将其称作“点云”。点云数据中包含的信息较多，其中比较具有代表性的信息有植被、建筑物、地面等。由此可见，开展后期要对点云进行合理分类，通过该方式，获取植被、地面、建筑物等信息。激光点云分类原理是依据激光点与周围点高程进行对比，从而完成分类。从目前的实际情况来看，许多LIDAR后处理软件，都提供激光点云自动分类功能，但需要注意的是，要想获取理想的分类结果，在具体操作过程中，通常还需要人工干预，尤其是在一些环境复杂的区域，人工干预的作用更大。
公路勘察设计中，要想获取最终数字地面模型，只需要处理地面点上的激光数据。因此，在具体分类问题上，应当针对激光点云中的非激光地面和激光地面展开。
3、公路勘察设计中对LIDAR技术的应用
3.1影像测绘
对LIDAR获取点云数据和其它附属数据继进行处理，通过该方式可以获取数字正摄影图像和数字地形图。在具体作业过程中为了满足公路勘察设计各个发阶段的具体需求，正摄影图像的分辨率一般都要超过0.2m，地形比例尺则为1：2000。此外，正摄影像图可以提供走廊区域的影像，该影像与其它地理数据和遥感影像数据融合，可以完成对公路的全面、准确勘察，提高了公路勘察选线的速度。
3.2数字地面模型测绘
数字地面模型（DTM）测绘在公路勘察設计中的应用，集中在横、纵断面数据为公路辅助设计提供相应的数据支持。地形图数字化因为会受到扫面矢量化的精准性、原地图的精准性等多个方面因素的影响，因此在速度和精度上都无法同现代公路勘察设计相比[3]。 从目前的技术情况来看，野外实测是诸多测量技术中，精准度相当较高的一种方法，但是该方法在实际应用过程中，会受到各项素的影响，尤其是在一些环境复杂的区域，该方法的效果将会大打折扣。摄影技术在地面模型和带状地图上都是主流，该项技术无论是在测量的速度还是精度上，都能够满足作业要求，但是需要注意，该技术容易受到植被、天气影响。LIDAR技术的出现，很好的解决了摄影技术面临的难度，但是该技术发展的时间较短，因此要加强对其的研究与分析。
3.3其它方面的应用
利用LIDAR获取到的DTM同0.2m高分辨率影响相互叠加，可以构建工程真实的地貌。此时，相关的作业人员，可以直接对崩坍、滑坡等不良地质的边界、形状等各项内容进行采集，从而大幅度提高了对不良地质遥感解释的精准度。此外，通过对高分辨率正摄影像和DTM两者的合理应用，能够为三维辅助公路设计工作的顺利开展，提供强有力的数据支持，从而使公路设计人员可以更加直接的完成对公路的选线，同时也可以完成对公路中涉及到的隧道、桥梁等各项构造物的合理设置，提高公路的合理性，确保公路建设工作的顺利开展，从而为人们提供一个良好的交通环境。
4、结束语
综上所述，LIDAR测量技术的应用，使公路勘察设计效率得到了显著提高，并且实现了对工程造价的合理控制。在公路勘察设计过程中，应用LIDAR技术，要注意对其应用过程中存在的各项问题进行探讨分析，从而使其应用效果能够得到提升。
参考文献：
[1]秦海明，王成，习晓环，等. 机载激光雷达测深技术与应用研究进展[J]. 遥感技术与应用，2016，（04）：617-624.
[2]程海帆，赵本焱，王志文. 机载激光雷达（LiDAR）测量在公路三维测设中的应用[J]. 测绘与空间地理信息，2016，（01）：73-75.
[3]张熙，刘小勇. 机载激光扫描技术在公路勘察设计中的应用及关键技术研究[J]. 公路交通科技（应用技术版），2014，（04）：139-141.
关键词：公路；勘察设计；机载激光雷达
机载激光雷达（LIDAR）兴起于二十世纪九十年代，是一门新兴的遥感技术，其发展至今，已经约有30年历史。近几年，我国相关学者对LIDAR技术进行了研究，并且加强了对相关设备的投入使用，从实际应用情况来看取得了不错的成绩，但是仍然存在一定问题，因此要加强对相应内容的研究与分析。
1、LIDAR技术特点
LIDAR系统与机载GPS、惯性导航系统INS剂CCD合理结合，可以实现对空间的精准定位。在具体测距过程中，采用激光方式，其与常规航空摄影测量相比，优点主要体现在以下几个方面：
（1）在测量过程中，不会因为太阳角度和阴影温度对高程的精度造成不良影响，并且不会受航高限制。
（2）产品更加多样化，在具体作业中具有更多的选择性。
（3）通过测量可以获取更多的地面信息。
（4）外界作业量少，提高了工作效率。
机载LIDAR系统为综合航摄影响和空中数据定位而设计，因此在作业过程中，可以为工程应用和数字制图提供快速精准的地面模型数据和高分辨率数字的正摄影[1]。一般来说，在作业过程中，应用LIDAR系统，获取数据的平均精准度可以能够达到0.5m，在高程方面的精准度能够达到0.3m，地面间采集点的间隔不超过1.5m。
2、LIDAR测量技术中的重点问题分析
2.1 飞行设计
飞行设计是激光雷达航测过程中的一项关键环节，做好该项设计是确保LIDAR技术在共公勘察设计中能够发挥出良好作用的基础，在整个作业过程中，要确保采集到的各项数据的准确性，保证数据成果精度能够达到要求标准。
飞行设计前应当本着经济、安全、高效等原则，将项目成果数据作为追求的主要目标，对地貌、地形等内容进行详细分析，结合LIDAR设备本身的特点，确定合理的飞行参数，从而确保能够获取高质量的数据。
2.2坐标与高程转换
机载LIDAR技术能够快速获取地面对象的三维坐标信息。目前，我国的多数项目在建设过程中采用的都为国家坐标系或正坐标系，而GPS测量成果为WGS-84大地坐标[2]。因此，在具体问题分析过程中，要解决坐标、高程系统转换等方面存在的问题，只有这样才能确保最终的通过LIDAR技术获取的数据，可以用于公路项目设计中。
2.3数据分类
通过LIDAR技术获取的三维离散点的数据非常密集，可以将其称作“点云”。点云数据中包含的信息较多，其中比较具有代表性的信息有植被、建筑物、地面等。由此可见，开展后期要对点云进行合理分类，通过该方式，获取植被、地面、建筑物等信息。激光点云分类原理是依据激光点与周围点高程进行对比，从而完成分类。从目前的实际情况来看，许多LIDAR后处理软件，都提供激光点云自动分类功能，但需要注意的是，要想获取理想的分类结果，在具体操作过程中，通常还需要人工干预，尤其是在一些环境复杂的区域，人工干预的作用更大。
公路勘察设计中，要想获取最终数字地面模型，只需要处理地面点上的激光数据。因此，在具体分类问题上，应当针对激光点云中的非激光地面和激光地面展开。
3、公路勘察设计中对LIDAR技术的应用
3.1影像测绘
对LIDAR获取点云数据和其它附属数据继进行处理，通过该方式可以获取数字正摄影图像和数字地形图。在具体作业过程中为了满足公路勘察设计各个发阶段的具体需求，正摄影图像的分辨率一般都要超过0.2m，地形比例尺则为1：2000。此外，正摄影像图可以提供走廊区域的影像，该影像与其它地理数据和遥感影像数据融合，可以完成对公路的全面、准确勘察，提高了公路勘察选线的速度。
3.2数字地面模型测绘
数字地面模型（DTM）测绘在公路勘察設计中的应用，集中在横、纵断面数据为公路辅助设计提供相应的数据支持。地形图数字化因为会受到扫面矢量化的精准性、原地图的精准性等多个方面因素的影响，因此在速度和精度上都无法同现代公路勘察设计相比[3]。 从目前的技术情况来看，野外实测是诸多测量技术中，精准度相当较高的一种方法，但是该方法在实际应用过程中，会受到各项素的影响，尤其是在一些环境复杂的区域，该方法的效果将会大打折扣。摄影技术在地面模型和带状地图上都是主流，该项技术无论是在测量的速度还是精度上，都能够满足作业要求，但是需要注意，该技术容易受到植被、天气影响。LIDAR技术的出现，很好的解决了摄影技术面临的难度，但是该技术发展的时间较短，因此要加强对其的研究与分析。
3.3其它方面的应用
利用LIDAR获取到的DTM同0.2m高分辨率影响相互叠加，可以构建工程真实的地貌。此时，相关的作业人员，可以直接对崩坍、滑坡等不良地质的边界、形状等各项内容进行采集，从而大幅度提高了对不良地质遥感解释的精准度。此外，通过对高分辨率正摄影像和DTM两者的合理应用，能够为三维辅助公路设计工作的顺利开展，提供强有力的数据支持，从而使公路设计人员可以更加直接的完成对公路的选线，同时也可以完成对公路中涉及到的隧道、桥梁等各项构造物的合理设置，提高公路的合理性，确保公路建设工作的顺利开展，从而为人们提供一个良好的交通环境。
4、结束语
综上所述，LIDAR测量技术的应用，使公路勘察设计效率得到了显著提高，并且实现了对工程造价的合理控制。在公路勘察设计过程中，应用LIDAR技术，要注意对其应用过程中存在的各项问题进行探讨分析，从而使其应用效果能够得到提升。
参考文献：
[1]秦海明，王成，习晓环，等. 机载激光雷达测深技术与应用研究进展[J]. 遥感技术与应用，2016，（04）：617-624.
[2]程海帆，赵本焱，王志文. 机载激光雷达（LiDAR）测量在公路三维测设中的应用[J]. 测绘与空间地理信息，2016，（01）：73-75.
[3]张熙，刘小勇. 机载激光扫描技术在公路勘察设计中的应用及关键技术研究[J]. 公路交通科技（应用技术版），2014，（04）：139-141.