| 标题 | 关于海洋测绘中采用激光扫描技术的分析 |
| 范文 | 黄新元 辛保稳 摘 要：激光扫描技术是一种新的技术，在各个领域都有大量的应用，将该技术用于对海洋及沿岸环境测绘，不但测量速度快，而且能够实现大面积的测定，有着传统测量技术无法取代的优越性。因此我们将探讨激光扫描技术应用于海洋测绘中，其实现的原理，作用等。 关键词：海洋测绘;激光扫描技术;系统 前言 地球上三分陆地，七分海洋，海洋为人类提供了丰富的自然资源，其作用并不小于陆地，可以说海洋在人类的生存和发展有着举足轻重的作用，人类的生活离不开海洋资源的支持。对海洋的勘测长期以来都在不断的进行中。传统的观测方式主要采用外业工作，但是其工作难度大，精度读判差等问题都非常突出，并不适合在大面积观测中应用。随着科技的发展，出现了一种激光扫描技术，该技术结合了传统雷达技术和现代激光技术，是一种可以主动式的现代光学遥感仪器。因为探测束波长的缩短和定向性的强化，该技术具有技术测量速度快、覆盖率高、探测度灵敏、时空分辨率高的特点。将该技术用于对海洋及沿岸环境测绘，不但测量速度快，而且能够实现大面积的测定，有着传统测量技术无法取代的优越性。因此我们将探讨激光扫描技术应用于海洋测绘中，其实现的原理，作用等。 一、激光扫描技术概述 激光扫描技术有硬目标探测和软目标探测两种。硬目标探测主要是在应用激光扫描技术的过程中，在于传感器的激光脉冲能够穿透一些障碍物的遮挡，这样就可以更加有效地得到精度比较准确的三维地形图相关数据。然后可以利用相关软件对于获取的数据进行分析和处理，从而形成精准度比较好的 DEM等。基于激光扫描技术可以更加精准地对于目标进行测量，获得更加准确的三维数据。软目标探测主要是激光应用于在海洋大气中传输，大气分子和气溶胶粒子在激光的照射下会出现多种散射的过程。相对来说，激光在大气传输中的波长较短，其中海绵气体分子和气溶胶粒子会呈现出较强的吸收信号和散射信号。受到这些因素的影响，激光信号的能力就会大大减少。在探测器的作用下，光信号会转变成为电信号，这样就可以使其成为一种特殊的激光信号，即随着探测距离而发生变化。在这个过程中，主要是借助连续测量以及对于回波信号信息进行分析和处理，从而更加精准地获取海面大气的相关要素信息。 二、激光扫描技术在海洋测绘中的应用类型 1、海岸带的激光扫描测绘。海岸带的测绘过程中会面对一个环境比较复杂等问题，勘测工作难度会非常大。目前陆地和船载测量仪器比较笨拙，利用效率低。野外工作的工作量大，勘测工作的危险性大，尤其在进行较大范围的勘测工作的时候，工作的难度会大大增加，很难进行野外勘测工作。使用激光扫描技术能够借助小巧的测量设备开展勘测工作。并且移动激光扫描设备的扫描频率高，数据准确性强。在对于一些不便于测量的海岸带进行扫描会更加有效的获取数据。这样就可以很好地解决传统海岸带测量的困难，大大提高测绘的精准度。 2、海表大气的激光雷达测量。激光雷达测量是利用激光雷达进行扫描，对于海平面的风场和气溶胶等一些相关的要素进行观测和分析。系统通过测量信号的多普勒频移，准确计算返回波信息，从而获取风速、风向和大气能见度等信息。可以非常方便地探测海面大气的湍流和风切变等对于航海安全有着重要影响的因素。这种扫描机技术的应用，很好地保证了军事和商业活动，为其导航实现了安全的保障。 3、水下目标和监测海洋污染源等问题所利用的机载激光雷达测深。机载激光雷达测深利用飞机作为观测的平台，激光扫描系统可以发挥传感器的作用，有效获取三维空间信息。在其探测水下目标和监测海洋污染源等问题时，该技术能够动态差分 GPS接收机，利用其确定激光信号发射参考点的空间位置。而且有惯性导航系统，利用激光扫描装置测定工作。激光测距仪主要用来测定激光信号发射参考点和地面激光焦点之间的距离。 4、利用激光扫描技术可以实现水下的图像获取。其原理是采用激光和一些具有特殊功能的光电器件相结合，达到避开海水过多的吸收和散射光线的问题，造成测量工作的有效性影响。激光扫描技术更好地获取水下的图像，提高目标测量的精確度。在开展具体的水下探测工作的时候，可以根据水下机器人的运行轨迹，然后使用激光对于目标进行扫描，利用 CCD摄像机来获取目标图像。这种方式可以获取到更加清晰的三维信息图像，很好地避免了传统的不清晰的灰度图形对于探测、分析工作的影响。对水下目标测绘的数字化有着很重要的作用。 5、利用激光扫描技术可以实现海洋油污的检测。海域溢油事故常有发生，海洋的生态环境受到了严重的危害，不但影响了生态平衡，还会造成大量的经济损失。所以建立一来快速准确的油污监测和应急系统刻不容缓，这样在发生溢油事故的时候可以更加及时的应对。激光遥感海洋油污监测系统属于一种前沿的遥感测量技术，可以很好地解决这个问题，它的主动性、高效性、实时性、准确性等特点。其原理是把油污中化合物受激光激发后的荧光数据进行分析甄别后，对油污的种类和溢油事件发出预警，具有全天候、体积小、适用各种环境气候等特点，可满足不同的监测需求。随着激光技术的发展，其激光遥感海洋油污监测系统能够大量应用到海洋事业中的海水、海岸的溢油监测和预警，海洋石油开发，海洋运输事业等众多方面，从而有效保证海洋的安全。 参考文献 [1]姚鹏君，季惠彬.三维激光扫描技术在洞库库容测量中的应用[J].地理空间信息.2018（01） [2]陈俊英，夏宝莹，谷丰恺，巩立江. 三维激光扫描技术在海洋石油生产中的应用分析[J].中国造船.2012（S2） [3]朱曙光，余平洋.三维激光扫描技术在大比例尺地形图测绘中的应用[J].山东工业技术.2015（01） [4]周延利，刘全利，陈颜昆，王广伟，边高峰.三维激光扫描在油田GIS测量中的应用[J].物探装备.2019（06） [5]曾庆鲁，张荣虎，卢文忠，王波，王春阳. 基于三维激光扫描技术的裂缝发育规律和控制因素研究——以塔里木盆地库车前陆区索罕村露头剖面为例[J].天然气地球科学.2017（03） |
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