机载激光雷达

4.4.1　机载激光雷达

机载激光雷达(airbone LiDAR)集激光扫描仪、全球定位系统(GPS)和惯性导航系统(INNS)三种技术于一体，通过主动发射激光，接收目标对激光光束的反射及散射回波来测量回波来测量目标的方位、距离及目标表面特性，能够直接得到高精度的三维坐标信息。与传统的航空摄影测量方法相比，使用机载激光雷达技术可部分地穿透树林遮挡，直接获取地面点的高精度三维坐标数据，且具有外业成本低、内业处理简单等优点，成为摄影测量领域的热点研究方向之一，受到各国研究人员的广泛关注。经过十几年的发展，机载激光雷达系统的硬件技术已经比较成熟，以最新的Leica ALS60机载激光雷达系统为例，其激光器脉冲频率已经高达200kHz，激光测距精度达到厘米级。不过，相对于硬件技术的飞速进步，机载激光雷达数据处理软件的发展相对滞后，数据处理过程中的诸多算法和模型还不够完善，目前国际上还没有十分成熟的机载激光雷达数据处理软件。市场上各种数据处理软件功能不一，优点各异，用户往往需要同时使用多种软件才能完成某项工作。

作为一种多传感器集成系统，机载激光雷达系统内部的误差源十分复杂，同时由于获取的点云数据为离散点缺乏纹理信息，不易进行同名地物匹配和地面控制，为机载激光雷达系统误差的检校与平差带来了难度。目前主流的商业机载激光雷达系统中均集成了中小型幅面的数码相机或数码摄像机，因此将点云数据与影像数据进行融合，能够有效地提高测量的精度和可靠性，并可进一步简化摄影测量的数据处理流程。

目前国内引进的机载激光雷达系统已有十余套，现已被成功应用于大比例尺测图、带状目标测量、电网设计、输电线路巡线检修、城市三维建模、海岸带测图、生物量监测等领域，获取到的点云数据主要用于快速生成数字高程模型和数字正射影像，在数据应用的深度上，还有很大的潜力可挖。目前国内在机载激光雷达领域的研究方向主要限于点云的显示、滤波以及三维建模等方面，已取得了一定的研究成果，但总体上还没能形成一个完整的数据处理平台。