为保证“5·12”汶川地震公路抢通保通和恢复重建工作快速进行，首次采用机载激光LiDAR（激光雷达）技术对绵茂公路进行快速地形路线勘测及设计道路优化，为该地区的线路设计提供高精度的LiDAR地形成果资料，线路总长约90km。

测区位于青藏高原向川西平原过渡地带，线路横跨两种不同地形区域，茂县地处青藏高原向川西平原过渡地带，高山耸峙，西北地势较高，东南低，山脉海拔多在4000m左右，东部土门河下游谷底海拔890m，为境内最低点；绵竹位于川西平原北部，平均海拔520m，地势平坦，属都江堰灌区，气候温和，土地肥沃，雨量充沛。这种特殊的地形以及此次地震对地质的破坏使得传统的公路勘测方法无法获得满足路线设计需求的数据。

1.采用机载激光LiDAR技术获取DOM、DEM和1∶2000数字化地形图

机载LiDAR技术是航空摄影数据采集的高级形式，它集成全球定位技术、激光扫描技术、数码航空摄影技术、遥感影像解译、模式识别、空间信息提取、三维模型重建、海量数据组织与管理等多门学科领域，可免去大量的地面测量工作，能有效地克服植被覆盖对测量精度的影响，可快速地大面积直接获取地面三维数字信息，从而为公路勘察设计在初步设计和施工图设计阶段建立数字地面模型提供可靠的三维坐标，使数字地面模型真正应用于初步设计和施工图设计中，具有周期短、劳动强度低、工序少、测量数据精度高、受天气影响小等优点。

（1）快速获取路线区域的DEM、影像图、地形图、三维模型。利用LiDAR技术为绵竹至茂县公路段的勘察设计工作提供高精度的DEM（数字高程模型）和大比例尺地形图，0.2m高分辨率影像与道路设计数据叠合后的真三维模型。在传统公路测设流程中，通常需先获取1∶2000地形图来辅助前期道路选线，然后由人工测量生成1∶500地形图及横断面数据进行公路精确设计，LiDAR技术因其高密度的数据优势保证了两次测设所需的精度，能直接生成大比例尺地形图，从而极大地简化了地震公路抢通、保通和恢复重建工作的规划设计流程，减少了外业测绘的工作量、节约了公路测设成本。

（2）快速生成正射影像图，大大提高数据处理时间。利用LiDAR系统获取的影像数据借助三维点云数据快速制作真正射影像图（DOM），无需保证传统摄影测量中要求的影像高重叠度，即可实现道路周边地界范围的精准量算，为规划设计提供高精度的基础资料。(www.daowen.com)

（3）快速实现真三维道路建成效果展示。道路设计数据结合LiDAR生成的DEM、DOM数字产品可制作真三维道路与地形结合的真实模型。传统的道路设计软件如CARD/1只能提供道路设计的虚拟模型，而由LiDAR系统提供的点云数据和影像数据可制作真三维模型，为公路设计人员提供真实、直观的三维浏览场景，以实现实时的检测道路设计效果，为绵竹至茂县公路段的道路优化提供有力的参考依据。

（4）精确的土石方及工程量计算。精准的土石方量算主要取决于测量所获取的地面模型精度，传统摄影测量方法在有植被覆盖的区域范围内，无法获得精确的地面模型，而LiDAR技术则可探测到植被下方的沟渠，从而有效地避免了前期选线方案的改线，挽回了由于土石方量算不准确所带来的经济损失，这对于绵竹—茂县公路段消除植被覆盖影响是一个很好的解决方案。

（5）提供高精度的横断面数据。传统的公路测设中，由于施工可选线所用的1∶2000地形图无法满足公路详细设计需求，需要人工测量横断面来加密高程控制点，且该地区的横断面中桩点选取受地形变化限制较大，再加上震后该地区外业人员安全作业困难，因而采用LiDAR数据生成高精度DEM能满足精细设计需求，同时也极大地简化了公路测设流程；该系统可实时获取任意两点间的横断面，为传统公路设计软件提供通用接口，避免由于路线设计方案的变更需要重新外业测量横断面所造成的人力、物力、时间的资源浪费，为“5·12”汶川地震公路抢通、保通和恢复重建工作提供了可能。

2.小结

机载LiDAR技术具有穿透性强、需要地面控制点少、数据密度大、精度高等优势，适合于困难地区的工程勘测，采集高精度激光点云数据和高分辨率数码影像数据，为“5.12”汶川地震公路抢通、保通和恢复重建工作提供快速的地形路线勘测及设计道路优化服务。