激光雷达遥感

简介

激光雷达是一种利用光学范围内的电磁能量来探测目标的遥感技术，通过激光照射目标并分析反射光来测量距离。激光雷达广泛用于测绘学、考古学、地理学、地质学、地貌学、地震学、林业、遥感学、大气物理学、航空激光带状测绘、激光测高和等高线测绘等领域。［1-6］

应用程序:农业、自动驾驶汽车生物与保护、地质与土壤科学、大气遥感、气象学、军事、采矿、物理与天文学、机器人航天、测量、运输、风电场优化、太阳能光伏部署优化。［7-20.］

讨论

•用于描述构造地貌中线性和平面地貌标记的激光雷达数据:构造运动、侵蚀和沉积之间的相互作用可以改变线性地貌特征，以走滑断层连接的线性地貌标志—偏置通道为例，可以用来研究构造运动的速率和性质。平面地貌特征，例如，河流阶地、冲积扇和海洋阶地被用作地貌标志，作为构造缺陷研究的一部分。［21-25］

用于描绘线性和平面地貌标志的机载和地面激光雷达，包括城市和森林环境中的动态断层和地震引起的变形。

•从LIDAR数据中自动提取3D对象:激光雷达信息对于程序提取三维物体具有有趣的特性。三维抗议在激光雷达信息中最关键和不变的特性是三维。可以说，Z的可访问性比2-D图像视图更好地区分对象。此属性用于自动区分、提取和标记3-D对象。［26-30.］

•利用激光雷达估算地上森林生物量:机载扫描激光雷达是一种高效、精确的生物量测绘系统，因为它能够直接估计植被的三维结构。估算森林地上生物量对碳循环建模和减缓气候变化项目至关重要。小足迹激光雷达提供准确的生物量估计，但其在热带森林中的应用一直受到限制，高光谱数据记录的冠层光谱信息可能与森林生物量相识别。［31-39］

•使用激光雷达进行光探测和测距:公认为收集不同类型的道路资源数据的有效和经济的策略。激光雷达光探测和测距是一项遥感创新，它收集了地球表面的三维点云，并被广泛用于各种用途，包括高分辨率地形图和三维表面建模，以及基础设施和生物量研究。［40-45］

•直升机航电激光雷达的开发和飞行测试:传感器包括一个三维成像闪光激光雷达，一个多普勒激光雷达和一个激光高度计。Flash激光雷达可以生成地形高程图，展示危险的亮点，例如岩石、火山口和斜坡。多普勒激光雷达提供非常精确的矢量速度和高度信息，考虑到登陆地点的精确路线。激光高度计提供了极其精确的地面相对高程估计超过20公里。激光雷达与其他ALHAT着陆子系统(制导、导航和控制、危险识别/安全位置确定图组件等)协同工作，形成一个协调框架[46-48］

•激光雷达数据自动分割:从遥感信息中程序化地提取建筑屋顶对于一些应用是必要的，包括三维城市建模。［49-55］

结论

激光雷达遥感已成为测量地形、植被高度以及冠层结构和功能等复杂特征的研究工具和精密仪器。激光雷达在科学、工程和军事领域有许多应用。激光雷达传感器已经部署在固定的地面站、便携式地表和地下交通工具、比空气轻的飞行器、固定和旋转翼飞行器、卫星、行星际探测器以及行星着陆器和漫游器中。

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