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  藍色魚07 2011-02-28 00:00:00

  LIDAR (LIght Detection And Ranging ) 激光探測及測距系統(tǒng) －激光雷達 激光雷達是用激光器作為輻射源的雷達。是激光技術與雷達技術相結合的產(chǎn)物 。由發(fā)射機 、天線 、接收機 、跟蹤架及信息處理等部分組成。發(fā)射機是各種形式的激光器，如二氧化碳激光器、摻釹釔鋁石榴石激光器、半導體激光器及波長可調諧的固體激光器等；天線是光學望遠鏡；接收機采用各種形式的光電探測器，如光電倍增管、半導體光電二極管、雪崩光電二極管、紅外和可見光多元探測器件等。激光雷達采用脈沖或連續(xù)波 2種工作方式，探測方法分直接探測與外差探測。 LIDAR系統(tǒng)分類 機載LIDAR系統(tǒng)組成 Ø 動態(tài)差分GPS Ø 慣性導航系統(tǒng)（INS） Ø 激光掃描測距系統(tǒng) Ø 成像裝置 Ø 飛行管理系統(tǒng) LIDAR系統(tǒng)包括一個單束窄帶激光器和一個接收系統(tǒng)。激光器產(chǎn)生并發(fā)射一束光脈沖，打在物體上并反射回來，Z終被接收器所接收。接收器準確地測量光脈沖從發(fā)射到被反射回的傳播時間。因為光脈沖以光速傳播，所以接收器總會在下一個脈沖發(fā)出之前收到前一個被反射回的脈沖。鑒于光速是已知的，傳播時間即可被轉換為對距離的測量。結合激光器的高度，激光掃描角度，從GPS得到的激光器的位置和從INS（慣性導航系統(tǒng) ）得到的激光發(fā)射方向，就可以準確地計算出每一個地面光斑的 座標X，Y，Z。激光束發(fā)射的頻率可以從每秒幾個脈沖到每秒幾萬個脈沖。舉例而言，一個頻率為每秒一萬次脈沖的系統(tǒng)，接收器將會在一分鐘內記錄六十萬個點。 LiDAR系統(tǒng)與傳統(tǒng)攝影測量比較 傳統(tǒng)攝影測量 LiDAR系統(tǒng) 被動式測量 主動式測量 采用覆蓋整個攝影區(qū)域 逐點采樣 間接獲取地面三維坐標， 野外工作量大 直接獲取地面三維坐標， 野外工作量小 獲取高質量的灰度影像或多光譜數(shù)據(jù) 能夠識別比激光斑點小的物體 如輸電線等 軟硬件經(jīng)多年發(fā)展已比較成熟 新技術需不斷發(fā)展，具有很大發(fā)展?jié)摿?受地面植被影響 植被穿透能力強，探測真實樹下地形 受天氣影響 能全天候采集數(shù)據(jù)，實際上背景反射越弱，測距效果越好 數(shù)據(jù)處理自動化程度低，特別是處理航片時需要人工干預 容易實現(xiàn)數(shù)據(jù)處理自動化 機載LiDAR系統(tǒng)功能特點 v 1.高精度：數(shù)據(jù)成果精度很高，根據(jù)機載LiDAR設備技術指標的差異而有所不同，一般平面精度可達0.1～0.5米，高程精度可達厘米級； v 2.高密集：激光點云數(shù)據(jù)很密集，一般每平方米1～10個激光點； v 3.GX率：從前期數(shù)據(jù)的獲取到后期數(shù)據(jù)成果的生成很GX； v 4.高分辨率：能同步獲取高清晰的數(shù)碼影像數(shù)據(jù)； v 5.主動的測量方式：主動發(fā)射激光脈沖，不依賴于太陽光照，通過接收其回波信號進行三維數(shù)據(jù)的獲??； v 6.自動化程度高：飛行方案的設計以及后期成果制作大多由軟件自動完成；系統(tǒng)后處理技術強大，可以把地面和其上的植被、建筑物分離開來 ，可同時取得 DTM、DSM和植被參數(shù)。 v 7.低成本：無需大量的地面控制工作； v 8.可以測量地物（植被和建筑物）的高度； v 9.可以獲得多種成果：DSM、DTM、DEM、NIR、DOM、DLG、ZT圖、三維模型等。（數(shù)字表面模型，數(shù)字地形模型，數(shù)字高程模型，近距離次聲反射，數(shù)字正射影像，數(shù)字線劃 ）

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