激光遥感绪论

LaserRemote

Sensing绪论绪论、激光技术与测绘遥感、机载激光遥感技术、机载激光遥感现状及发展绪论、测绘遥感与激光技术、测绘遥感技术、激光技术在测绘遥感领域的应用绪论1.1.1、测绘遥感技术测绘技术发展：写意绪论1.1.1、测绘遥感技术测绘技术发展：工程测量绪论1.1.1、测绘遥感技术测绘技术发展：航空摄影测量绪论1.1.1、测绘遥感技术遥感技术：在不接触目标的条件下，利用电磁波的特性，获取目标的物理、几何等特征。航空摄影测量机载激光雷达SAR测绘遥感技术绪论1.1.1、测绘遥感技术现状：发展趋势：数据获取数据处理产品应用绪论、测绘遥感与激光技术、测绘遥感技术、激光技术在测绘遥感领域的应用绪论1.1.2、激光技术在测绘遥感领域的应用激光技术应用：自然科学加工领域信息处理激光通信激光遥感技术是在长期使用激光技术以及相关技术成熟的基础上而产生的。军事领域医学领域测绘遥感激光技术在测绘中的应用：手持式激光测距仪地面激光遥感设备全站仪其它激光遥感设备机载激光遥感设备车载激光遥感设备激光在测绘中的应用：绪论、激光技术与测绘遥感、机载激光遥感技术、机载激光遥感现状及发展绪论、机载激光遥感技术、激光雷达技术、机载激光遥感技术绪论1.2.1、激光雷达技术（1）激光雷达的产生雷达工程师努力探索更短波长的辐射源，在微波振荡器的基础上，发明了激光器，将其与雷达技术相结合产生了激光雷达技术。绪论雷达的局限性：

波长较长，相应能量子的能量很小一般不能与目标发生生化作用，无法探测生化特性遇到尺寸小于波长的物体时，易发生衍射。波长更短激光(雷达)

在微波振荡器的基础上，发明了激光器。工作方式与微波雷达相似，称为激光雷达。绪论（2）激光雷达的定义激光雷达系统将激光用于回波测距和定向，并通过位置、径向速度及物体反射特性识别目标，体现了特殊的发射、扫描、接收和信号处理技术。（1987，导弹技术控制法）绪论（3）激光雷达的特点激光雷达波长短，可以对极小的目标进行探测空间分辨率较高距离和速度分辨率高抗干扰能力强能够与一些目标发生生化作用能够获得目标的多种信息技术复杂绪论（4）激光雷达的分类-使用目的绪论（4）激光雷达的分类-与目标间相互作用相互作用检测对象举例反射比激光波长尺寸大很多的物质地形测绘米氏散射微粒直径与激光波长相等的物质气溶胶瑞利散射微粒直径比激光波长小很多的物质空气分子拉曼散射具有震动和旋转能力的分子空气分子，水蒸气，SO2等污染物质荧光法具有共振能级的分子和原子NO2等污染物质绪论（4）激光雷达的分类按使用的激光器分类按脉冲方式或连续波方式分类按工作台分类地面激光遥感、车载激光遥感、机载激光遥感以及星载激光遥感。特殊的遥感平台：热气球、手持等。主要讲授机载遥感系统（机载激光雷达系统）。绪论、机载激光遥感技术、激光雷达技术、机载激光遥感技术绪论1.2.2、机载激光遥感技术（1）机载激光遥感定义机载激光遥感技术，是将激光测距设备、GNSS设备和INS等设备紧密集成，以飞行平台为载体，通过对地面进行扫描，记录目标的姿态、位置和反射强度等信息采集地形的三维信息，并深入加工得到所需空间信息的技术。绪论（1）机载激光遥感定义激光遥感（Laser

Remote

Sensing,

LRS）激光成像（Laser

Imaging,

LI）激光雷达（LightDetectionAndRanging,

LiDAR）机载激光地形测绘（AirborneLaserTerrainMapping,

ALTM）机载激光扫描（Airborne

Laser

Scanning,

ALS）绪论（1）机载激光遥感定义机载激光测量（Airborne

Laser

Mapping,

ALM）机载激光测高（Airborne

laser

altimetry,

ALA）激光测高（Laser

Altimetry,

LA）机载激光扫描测高（AirborneLaserScanningAltimetry,

ALSA）空载光达、空载雷射扫描（LightDetectionAndRanging,

LiDAR）绪论（2）机载激光遥感的特点与优点主动获取数据能力穿透能力很少需要进入测量现场，不需要大量地面控制点独特的数据类型精度较高快速获取DSM数据，快速提取测区DEM数据能够接收无穷次回波，得到目标立面精细信息绪论、激光技术与测绘遥感、机载激光遥感技术、机载激光遥感现状及发展绪论、机载激光遥感现状及发展、机载激光遥感现状、机载激光遥感发展趋势绪论1.3.1、激光遥感现状20世纪70年代，卫星激光测距（阿波罗登月计划）1980～1988，机载LiDAR可行性研究（GPS、IMU）1990年，斯图加特大学研制成功首个激光断面测量系统（Ackermann教授及2个博士）1993年，德国TopScan公司，试飞、测试1995年，与Optech合作，推出ALTM

1020；德国Topsys公司，光纤扫描Falcon

I绪论1.3.1、机载激光遥感现状1994年，瑞典的Saab公司推出HAWK

Eye

I可测水深2002年，卖给了AHAB公司（2005年，

HAWKEye

II）1996年，奥地利Riegl公司推出机载激光雷达产品1999年，美国Azimuth公司推出AeroSensor2003年，Leica收购Azimuth公司，推出ALS402017年，Leica收购AHAB公司，推出HAWK

EyeIII，ChiropteraⅡ绪论1995年，全球有5套商用LiDAR系统1999年，全球约有30多套商用LiDAR系统2001年，全球约有75个公司使用了60余套商用LiDAR系统2002年，全球约有120个公司使用了75多套商用LiDAR系统2016年，全球有超过200套商用LiDAR系统目前，国内大约有大型商用LiDAR系统超过50套，小型系统更多（国内、无人机）单位名称厂商名称型号时间铁道第三勘察设计院瑞士Leica公司ALS602009.05山西省测绘工程院瑞士Leica公司ALS602009.07太原航空摄影有限公司瑞士Leica公司ALS602009.11大庆石油工程有限公司瑞士Leica公司ALS602009.12河南省测绘局瑞士Leica公司ALS602010.04中国测绘科学研究院瑞士Leica公司ALS50-II2008.11中国地质调查局瑞士Leica公司ALS50-II2007.12武汉大学瑞士Leica公司ALS50-II2007.12国家海洋局海监总队瑞士Leica公司3台ALS50-I2005.03国内机载激光雷达系统统计（1）单位名称厂商名称型号时间北京星天地信息科技有限公司加拿大Optech公司Optech

ALM31002004.05成都勘测设计研究院加拿大Optech公司Optech

Gemini1672008.05天津市星际空间地理信息工程有限公司加拿大Optech公司Optech

Gemini1672008.11广西桂能信息工程有限公司德国IGI公司LiterMapper56002008.11山西亚太数字遥感新技术公司德国IGI公司LiterMapper28002005.12广州建通测绘技术有限公司德国Toposys公司2台ToposysHarrier

562007.7国内机载激光雷达系统统计（2）绪论1.3.1、机载激光遥感现状（1）主要软件系统TerraSolid、

ENVI

LiDAR、QT

Moduler、LP360(arcgis)、Inpho、

Global

MapperLiDAR_Suite、LidarStation、LiDAR-DP、LiDAR360硬件厂商、南方数码、海达数云科研单位lastools、MCC-lidar、CloudCompare……TerraSolid系列软件TerraSolid系列软件是芬兰TerraSolid公司开发的专门处理激光点数据的软件，基于Microstation平台开发，能够很容易地处理数百万的点数据，主要包括TerraMatch、TerraScan、TerraModeler、TerraPhoto、TerraSurvey、TerraPhoto

Viewer、TerraScan

Viewer、TerraPipe、TerraSlave等模块

。提取DEM主要用到TerraScan、TerraModeler、TerraPhoto这三个模块。绪论TerraSolid系列软件TerraScan是用来处理LiDAR点云数据的模块包括点云读入、写出、不同方式显示、三维浏览定义类别、创建可编辑模型、自动分类、拉断面、手动分类航迹线管理、工程建立、分块、建批处理的宏输出控制点的高程对比报告坐标变换、高程异常拟合等绪论TerraSolid系列软件TerraModeler是建立地面模型和利用模型的模块，可建立TIN、GRID模型，并且可以利用模型自动生成等高线和高程点。创建数字高程模型（DEM）建等高线图、规则格网图、彩色渲染图计算两个面之间的体积绪论TerraSolid系列软件TerraPhoto是进行正射纠正，生产正射影像的软件。管理栅格影像，包括加载影像用于辅助分类、变换影像位置、调整影像显示顺序、转换影像格式等定义相机文件，包括像主点坐标、棱镜畸变系数等正射纠正、连接点匹配、平差、平滑过渡两个影像间的色差等。绪论绪论1.3.1、机载激光遥感现状（2）主要硬件系统发展过程：科学研究商业化生产用户集成1.3.1、机载激光遥感现状（2）主要硬件系统美国航空航天局（NASA）最早支持开发激光遥感三维测量的机载集成系统加拿大、瑞典、德国以及中国也相继开发出这类机载集成系统，主要用于陆地和浅海水下地形测量。AISM绪论FLI-Map绪论OPTECH

SHOALS绪论OPTECH

ALTM绪论LeicaALS

50II绪论TopEye绪论TopoSys绪论Leica

ALS70设备绪论Optech

ALTM Galaxy绪论Riegl LiteMapper5600设备绪论Trimble

Harrier

68i设备绪论无人机LiDAR系统绪论北科天汇A-Pilot系列设备绪论绪论1.3.1、机载激光遥感现状（3）主要产品DEMDOM横纵断面DLG建筑物模型（4）主要应用发展过程：理论研究生产产品研究商业化生产全面展开绪论获取数字表面模型(DSM)及数字高程模型(DEM)数字流域数字城市建模湖北沙市建筑密集区DSM顶视图湖北沙市建筑密集区DSM斜视图200220002000-

2002海岸线监测与制图水深、海岸线、侵蚀状况监测1998199920002001电力线测绘罗山三维场景凤凰山三维场景护坡设计属性查询线路优化航测路径无人机人工优化路径无人机自动选线路径最终路径救灾森林测绘传统空中摄影和地面测量不仅费时费力，而且只能根据采样点分析得出成果。激光