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什么是激光雷达技术 它是如何工作的?

时间:2021-4-27 14:40:35编辑:未知来源:互联网栏目:国内资讯点击数(0)已有0人评论 加入收藏

  激光雷达(或称光探测和测距)是一种常用的遥感方法,可用于测量物体在地球表面的精确距离。尽管激光雷达在20世纪60年代就已首次被安装在飞机上使用,但直到20年后才得到普及。20世纪80年代引入GPS后,它才成为计算精确地理空间测量值的常用方法。现在,它的应用范围已经扩展到许多领域,我们应该更多地了解激光雷达测绘技术及其工作原理。什么是激光雷达技术?它是如何工作的?这里有一些关于它的深入见解。

  激光雷达技术

  据美国地球科学研究所介绍,激光雷达使用脉冲激光计算物体与地球表面的可变距离。这些光脉冲与机载系统收集到的信息结合在一起,可生成关于地球表面和目标物体的精确三维信息。激光雷达仪器有三个主要部件:扫描仪、激光器和GPS接收器。在数据收集和分析中起重要作用的元件还有光电探测器和光学器件。大多数政府和私人组织使用直升机、无人机和飞机获取激光雷达数据。

  激光雷达系统的类型

  激光雷达系统根据其功能分为机载激光雷达和地面激光雷达两类。

  机载激光雷达安装在直升机或无人机上,用于收集数据。当被激活时,机载激光雷达会向地面发射激光,激光击中物体后立即返回传感器,从而给出一个精确的距离测量值。机载激光雷达又分为拓扑激光雷达和测深激光雷达。

  与机载不同,地面激光雷达系统安装在移动的车辆或地球表面的三脚架上,用于收集准确的数据点。这种雷达在监测公路、分析基础设施甚至从建筑物内外收集点云时都很常见。地面激光雷达系统又分为移动激光雷达和静态激光雷达。

  激光雷达是如何工作的?

  激光雷达遵循一个简单的原理——向地球表面的物体发射激光,并计算其返回光源所需的时间。考虑到光的传播速度(大约每秒300000公里),使用激光雷达测量精确距离的过程很迅速。然而,这是非常专业的。分析人员用来计算物体精确距离的公式如下:物体的距离=(光速x飞行时间)/2。

  激光雷达可用于实现许多具体发展目标,包括:

  海洋学

  当政府希望知道海洋表面的确切深度,以便在发生海上事故或出于研究目的需要时定位任何物体,他们就可以使用激光雷达技术来完成任务。除了定位目标,激光雷达还可以用来计算浮游植物荧光性和海洋表面生物量,这在过去是难以完成的。

  数字高程或地面模型

  地面高程在道路、大型建筑物和桥梁的施工建设中发挥着至关重要的作用。激光雷达技术可以获取x、y和z坐标,这便于三维高程模型的制作,可以确保有关各方更容易地得出必要的结论。

  农业与考古学

  激光雷达技术在农业部门的典型应用包括对产量、作物情况和种子分散度的分析。除此之外,它还用于运动规划、森林冠层的绘图等。

  除上述应用外,地球科学家还利用激光雷达挖掘与地貌相关的奥秘,军方还利用激光雷达在国家边界附近组织各种安全保障业务。

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