激光雷達(dá)航測(cè)技術(shù)與傳統(tǒng)攝影測(cè)量技術(shù)的比較

發(fā)布日期：2019-01-29 00:00 瀏覽量：13833

傳統(tǒng)攝影測(cè)量是利用光學(xué)攝影集攝取相片，通過(guò)相片來(lái)研究和確定被攝物體的形狀、大小、位置和相互關(guān)系的一門科學(xué)與技術(shù)。

其主要任務(wù)包括測(cè)制不同比例尺的地形圖和專題圖、建立地形數(shù)據(jù)庫(kù)、為各種地理信息系統(tǒng)和土地信息系統(tǒng)提供基礎(chǔ)數(shù)據(jù)以及數(shù)字城市建設(shè)。

而且攝影測(cè)量記錄的目標(biāo)逼真、客觀、豐富，在測(cè)量作業(yè)中無(wú)需接觸目標(biāo)本身，在測(cè)量過(guò)程中“可動(dòng)可靜”，即可以測(cè)量動(dòng)態(tài)目標(biāo)和復(fù)雜形態(tài)目標(biāo)，測(cè)量信息可以永久保存并重復(fù)使用。

激光雷達(dá)航測(cè)技術(shù)的概念

激光雷達(dá)是以發(fā)射激光束探測(cè)目標(biāo)的位置、速度等特征量的雷達(dá)系統(tǒng)。工作在紅外和可見(jiàn)光波段的，以激光為工作光束的雷達(dá)稱為激光雷達(dá)。

現(xiàn)在廣泛采用的 LiDAR（Light Detection and Ranging），簡(jiǎn)稱為激光探測(cè)及測(cè)距系統(tǒng)，具有體積小、質(zhì)量輕，低空探測(cè)性好，分辨率高等特點(diǎn)，但是價(jià)格較為昂貴，不過(guò)隨著科技的進(jìn)步，價(jià)格低廉的便攜式激光測(cè)距儀正逐步發(fā)展。

激光雷達(dá)航測(cè)系統(tǒng)包括激光器與接收系統(tǒng)。在測(cè)量過(guò)程中，激光器產(chǎn)生并對(duì)物體發(fā)射激光脈沖，接收器用來(lái)接收反射回來(lái)的脈沖，并準(zhǔn)確記錄脈沖自發(fā)射之時(shí)到接收時(shí)傳播的時(shí)間，又因?yàn)楣饷}沖以光速傳播，所以接收器會(huì)在另一個(gè)脈沖發(fā)射前收到前一個(gè)反射回的脈沖，而且可以測(cè)量定其傳播距離。

與此將激光器的高度及激光器角度記錄，可以計(jì)算出被脈沖“打”到的點(diǎn)的精確位置 X、Y、Z，激光束發(fā)射的頻率很高，每秒鐘可以發(fā)射幾萬(wàn)個(gè)脈沖，所以可以獲取較大數(shù)據(jù)量，形成點(diǎn)云數(shù)據(jù)。

攝影測(cè)量與激光雷達(dá)的分類

攝影測(cè)量可以根據(jù)不同的方式進(jìn)行不同的分類。若按照攝影機(jī)平臺(tái)位置的變化可以劃分為：航天、航空、地面和水下攝影測(cè)量。若按照距離被攝物體距離的遠(yuǎn)近可以劃分為航天、航空、地面、近景和顯微攝影測(cè)量。按照成果用途可以分為地形與非地形攝影測(cè)量。

激光雷達(dá)和無(wú)線電雷達(dá)原理幾乎沒(méi)有區(qū)別，其通常按照所用激光器、探測(cè)技術(shù)或雷達(dá)功能來(lái)分類?？捎糜诶走_(dá)系統(tǒng)的激光器種類很多，其種類比較多，不在詳述。

根據(jù)激光雷達(dá)探測(cè)技術(shù)可以分為為直接探測(cè)型和相干探測(cè)型兩種，直接探測(cè)型類似于激光測(cè)距儀，相干探測(cè)型又有單穩(wěn)和雙穩(wěn)兩種類型。而按照不同功能，可以分為跟蹤型、運(yùn)動(dòng)目標(biāo)指示型、目標(biāo)識(shí)別雷達(dá)、成像型雷達(dá)及振動(dòng)傳感型雷達(dá)。

激光雷達(dá)與攝影測(cè)量的優(yōu)缺點(diǎn)

在攝影測(cè)量過(guò)程中，不需要接觸被攝物體本身，所以很少受到自然和地理等客觀條件的限制，而且可以根據(jù)左、右兩張相片經(jīng)過(guò)內(nèi)業(yè)計(jì)算后獲取物體的三維信息，從平面跨越到了立體層面。

激光雷達(dá)航測(cè)技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)很明顯，具有分辨率高，隱蔽性好、抗有源干擾強(qiáng)，低空探測(cè)性好及體積小、質(zhì)量輕等特點(diǎn)。但是其缺點(diǎn)仍然突出，比如受天氣影響大，假如空氣中浮塵等顆粒物較多，會(huì)對(duì)激光光束產(chǎn)生影響，同時(shí)其激光波束較窄，難以用于搜索目標(biāo)。

攝影測(cè)量技術(shù)與激光雷達(dá)航測(cè)技術(shù)二者相比較

將攝影測(cè)量技術(shù)與激光雷達(dá)航測(cè)技術(shù)二者相比較，不難發(fā)現(xiàn)，二者均采用不同的方式對(duì)物體的信息進(jìn)行采集。攝影測(cè)量采用攝影的方式，對(duì)左、右兩張相片進(jìn)行分析可以獲取物體的三維信息數(shù)據(jù)等。而激光雷達(dá)則采用激光光束對(duì)物體進(jìn)行掃描的方式獲取大量的三維信息與屬性數(shù)據(jù)，從而進(jìn)行三維建模與分析。

攝影測(cè)量技術(shù)與激光雷達(dá)航測(cè)技術(shù)這兩種方法均可用于城市三維信息的采集與建設(shè)中，二者均成為地理信息系統(tǒng)技術(shù)中數(shù)據(jù)采集的重要手段，而地理信息系統(tǒng)是數(shù)據(jù)存儲(chǔ)、管理、表達(dá)和應(yīng)用的重要平臺(tái)，這些技術(shù)的結(jié)合，給當(dāng)代的測(cè)量與地理信息發(fā)展帶來(lái)了強(qiáng)大的生命力。