量星测月！活用LiDAR“十八般武艺”

中国铁道建筑报 中国铁建

“飞机即将前往第一个航点

高度120米

速度6米每秒”

无人机地面工作站

自动播报工作提示音

在中国铁建所属铁一院承担的

高原铁路测绘现场

一架挂载激光LiDAR的无人机

在飞手的操纵下

沿着预设的航线飞行

通过全方位扫描地面

获得精确的激光点云数据

精确表达测绘区域地形地貌信息

那么问题来了

这么好用的技术到底是什么？

它有哪些应用方式？

又能为我们带来哪些便捷？

下面有请本期主角

激光雷达（LiDAR）技术

闪亮登场！

在传统测绘过程中

外业人员手持肩扛测量设备

实地开展测绘工作

这种方式耗时耗力效率低

已不适应当前智能勘测的需要

传统测绘工作现场

近些年

伴随无人驾驶、机器人、无人机

等领域的快速发展

激光雷达（LiDAR）技术

孕育而生

得到了广泛的应用和关注

横纵断面测绘

LiDAR技术是一种

通过测量激光束

从发射到目标反射被接收的时间

来获取目标距离、速度

和其他相关信息的

主动遥感技术

已经成为铁路勘测领域

重要的数据获取手段

数字高程模型（DEM）

LiDAR技术集成

激光测距系统、北斗定位系统

和惯性导航系统于一身

与数码相机被动感光不同

它擅长“主动出击”

通过发射激光来探测环境

同时推算出地物反射激光点的

精确三维位置

实现客观世界的三维复制

既有铁路测量

因此

LiDAR技术不受光线影响

哪怕是在黑夜中

也有一双洞悉一切的眼睛

且具有一定的“穿透性”

能精确体现三维地形地貌特征

目前广泛应用于

铁路地形测绘、地质遥感调查

既有铁路测量等领域

隐伏性地质灾害识别

它有哪些应用方式？

目前LiDAR技术

根据搭载平台及应用方式

可以分为机载、车载

手持（背包）、架站式

其中机载平台

分为有人机和无人机

01

有人机平台

将LiDAR系统放置于飞机上

在飞行员的驾驶下

飞越戈壁、雪山

冰原、荒漠、峡谷

稳定性强、不受干扰、范围广

适合大范围复杂环境

高精度地形测绘

02

无人机平台

使用无人机搭载LiDAR系统

垂直起降、悬停、侧飞、倒飞

机动、灵活、效率高

成本低、操作简单、易于上手

用一台遥控器即可

“发号施令，决胜千米”

多用于小范围测图

巡检、抢险救灾

03

车载平台

使用车辆平台搭载LiDAR系统

根据道路要素的类型

选择机车、汽车、轨道小车

等对应的移动平台

高效采集路面数据

多用于既有线路测量

04

手持（背包）平台

面对街边小巷和地下世界

空中无法飞驰、地面无法驾驶

于是手持（背包）LiDAR技术

就派上用场了

双脚抵达之处皆可测量

无需GNSS卫星信号

适合无卫星信号的地下

及复杂条件室内空间测绘

05

架站式平台

当说起架站式LiDAR平台

它一定是LiDAR技术大家庭里

最稳重的那一位

在测量时如定海神针一般

保持专注

具有极高（毫米级）的测量精度

适用于变形监测

隧道洞内测量等领域

作为铁路勘察设计领域的测绘尖兵

铁一院持续深耕

各类LiDAR技术测量领域

创新培育新质生产力

让我们一起看看

技术成果转化的实际应用吧！

01

有人机机载作业

铁一院依托

高原铁路、西青茶铁路

几内亚马西铁路等勘测项目

依靠有人机机载LiDAR技术

获取完整的激光点云数据

为高精度地形图制作

线路勘测、地质勘察等工作

提供了可靠的基础数据

铁路勘测项目作业现场

02

无人机机载作业

铁一院拥有各型号

无人机机载LiDAR系统十余套

在延榆铁路、平庆铁路

陇海铁路改造等项目中

快速获取桥隧工点、地质灾害点等

铁路沿线基础测绘数据

高效保障勘察设计工作顺利完成

陇海铁路改造项目测绘现场

由于LiDAR技术具有“穿透性”

即使有植被覆盖作为掩护

隐蔽性的地质灾害

在无人机LiDAR技术面前

依旧无所遁形

地质灾害调查

随着LiDAR传感器性能不断提升

铁一院创新采用

无人机非接触LiDAR的测量方式

有效解决了既有铁路

测量“天窗时间短”

上道作业难的困境

显著提升了既有铁路

“强网补链”“提质改造”项目的

数据获取效率

既有铁路测量

03

车载作业

铁一院采用车载LiDAR技术

先后开展集通铁路复测

青藏铁路格拉段电气化改造

柳敦铁路提质改造

等既有铁路测量项目

并先后拓展至

G70福银高速六村堡至永寿段

西铜高速三原至铜川段等

高速公路改扩建项目中

车载移动测量

通过车载LiDAR技术

获取高密度、高精度点云数据

完成既有线路全要素测量工作

革新了传统工作模式

解决了既有铁路结构状态测量

“普查测快难、要素测全难

指标测精难、状态判准难”等难题

实现数据采集安全、精准、高效

车载点云成果

04

手持（背包）作业

近年来铁一院勘测人员

在结构测绘

矿洞调查、断面测量

数字底座建模等项目中

广泛应用手持LiDAR设备

穿梭在室内、管道、隧道

等地下空间中

所到之处

一切细微结构尽数记录

手持LiDAR数据

建筑物室内平面测量

建筑物立面测量

05

架站式作业

铁一院拥有多套架站式LiDAR设备

建立了一套

高效、可靠、实用的技术流程

在兰张三四线施工期隧道监测

侯月线端氏隧道应急抢险

广佛环线沙堤隧道监测

等多个项目中

运用架站式LiDAR技术

获取了高精度、高密度的点云数据

为隧道变形监测

断面测量、中线测量

提供了可靠的基础测绘数据

架站式LiDAR数据

隧道形变及超限检测

在后续工作中，铁一院将持续强化科技创新力度，扎实打造新质生产力，加快研发应用设备集成化、处理智能化、应用多元化的LiDAR技术，以满足不同工程勘察设计、施工建设、运营维护的全生命周期智能测绘需求，为中国铁建高质量发展贡献力量。

原标题：《量星测月！活用LiDAR“十八般武艺”》