中国国防军事近代史作业——激光雷达测量的技术发展概况VIP免费

1《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：GS120411032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(ShuttleLaserAltimeter,SLA)、火星观测激光测高仪(MarsObserverLaserAltimeter,MOLA)以及月球观测激光测高仪(LunarObserverLaserAltimeter,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。3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).4随着机载激光雷达测量精度及其可靠性的不断提高，商用机载激光雷达测量系统的应用逐步地得到了越来越多人的认可。据统计，截至2001年7月，全球约有75个商业组织使用60多种类似的系统，且从1998年起，以每年25%的速度增长。相比而言，机载激光雷达测量技术的应用研究在我国起步较晚，中国科学院遥感应用研究所的李树楷教授等研制的机载激光扫描测距成像系统于1996年完成了系统原理样机的研制，但系统离实用尚有距离。随着发达国家对机载激光雷达测量技术的开放，我国国内已有少数公司购置了整套设备，并开展了机载激光雷达测量的实际应用，但目前国内还没有系统完整地论述机载激光雷达测量的书籍，这给广大从事机载激光雷达测量研究和应用的人带来了不便。地球及其外部空间是人类赖以生存的共同家园，它是由四大圈层及其相互作用构成的，具有复杂的时空变化特性的巨系统。社会和经济的迅速发展、世界人口的急剧增加，造成资源大量消耗、生态环境加速恶化、灾害频繁发生等严峻问题。有关这些问题的研究，要求以系统、整体的观点认识地球及其环境的时空变化，需要以信息科学、空间科学为基础，并以地球空间环境探测、遥感对地观测、卫星导航定位系统、地理信息系统、现代信息技术为手段，建立...