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《中国近代国防科技史》

课程报告

激光雷达(LIDAR)测量技术

单 位：四院五队 姓 名：周 杰 学 号：GS12041103

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激光雷达(LIDAR)测量技术

激光雷达(LIDAR)测量技术是从20世纪中后期逐步发展起来的一门高技术，可用于地球科学和行星科学等许多领域。美国早在20世纪70年代阿波罗登月计划中就使用了激光测高技术。20世纪80年代，激光测高技术得到了迅速发展，人们研制出了实用的、可靠的激光测高传感器，其中包括航天飞机激光测高仪( Shuttle Laser Altimeter, SLA )、火星观测激光测高仪(Mars Observer Laser Altimeter, MOLA)以及月球观测激光测高仪(LunarObserver Laser Altimeter, LOI.A )。借助这些激光测高仪，人们可以获取地球、火星及月球上高垂直分辨率的星体表面的地形信息，这对于研究地球和火星等行星的真实形状有着重要的科学意义。上述这些激光测高仪的激光束的指向一般是固定的，需依靠搭载激光测高仪的飞行器绕星体的周期运动来获得星体上大范围离散分布的激光脚点的高程数据。

20世纪90年代前后，随着GPS动态定位和高精度姿态确定等定位、定姿技术的发展成熟，人们设计将激光测高仪安置在飞机上，同时为了提高采点效率和带宽，采用扫描的方式来改变激光束的发射方向，将这些设备有机地集成在一起协同工作，就构成了一个机载激光雷达测量系统。随后几年，机载激光雷达测量技术蓬勃发展，欧美等发达国家先后研制出了多种机载激光雷达测量系统。

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机载激光雷达测量技术的发展为我们获取高时空分辨率的地球空间信息提供了一种全新的技术手段，使我们从传统的人工单点数据获取变为连续自动数据获取，不仅提高了观测的精度和速度，而且使数据的获取和处理朝智能化和自动化的方向发展。机载激光雷达测量技术可广泛用于快速获取大面积三维地形数据、快速生成DEM等数字产品。机载激光雷达测量在灾害监测、环境监测、海岸侵蚀监测、资源勘察、森林调查、测绘和军事等力一面的应用具有独特的优势和广泛的应用前景。机载激光雷达测量能直接获取真实地面的高精度三维地形信息，具有传统摄影测量方法无法取代的优越性。在一些特殊地区，如森林地区，机载激光雷达测量技术相对于传统测绘手段而言，又显示出了其独特的优越性。机载激光雷达测量技术在地球空间信息学科的许多领域具有广阔的发展前景和应用需求，有很强的市场竞争力。

虽然机载激光雷达测量技术的广阔应用前景引起了人们的极大关注，且硬件设备在国外已相当成熟，绝大部分属丁硬件和系统集成方面的许多关键问题也已得到解决，诸多机构利用这种系统获得了大量的野外实测数据，并在很多领域得到具体的应用，但是机载激光雷达测量数据的后处理算法在国际上仍然处于研究发展阶段，还有许多问题没有得到很好的解决，主要包括:①系统误差的建模;②激光点云数据的滤波分类;③利用机载激光雷达测量数据进行地物提取，并重建建筑物的三维模型;④数据的稀疏化(thining).

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