激光雷達(dá)測量技術(shù)是最初由歐美發(fā)達(dá)國家發(fā)展起來并投入商業(yè)化應(yīng)用的一門新興技術(shù)，集成了激光測距系統(tǒng)、全球定位系統(tǒng)(GPS)和慣性導(dǎo)航系統(tǒng)(INS)三種技術(shù)于一身，在三維空間信息的實(shí)時(shí)獲取方面取得了重大突破，為獲取高時(shí)空分辨率的地球空間信息提供了一種全新的技術(shù)手段，是當(dāng)今測量業(yè)界最先進(jìn)的測繪技術(shù)。

01丨激光雷達(dá)技術(shù)優(yōu)勢

(1)數(shù)據(jù)產(chǎn)品豐富

數(shù)字表面模型（DSM）:數(shù)字表面模型真實(shí)再現(xiàn)地物和裸地表起伏現(xiàn)狀，可應(yīng)用于生產(chǎn)真正射影像、數(shù)字三維模型。

正射影像(DOM):利用DEM對(duì)數(shù)碼航空影像像元進(jìn)行糾正，再做影像鑲嵌生成的影像成果。它的信息豐富直觀，具有良好的可判讀性和可量測性，從中可直接提取自然地理和社會(huì)經(jīng)濟(jì)信息。

數(shù)字高程模型(DEM):通過從LiDAR獲取的三維點(diǎn)云中提取地面數(shù)據(jù)即可生成數(shù)字高程模型。

數(shù)字線劃圖(DLG):利用激光點(diǎn)云和DOM影像可快速生產(chǎn)大比例尺(1∶500至1∶2000)DLG產(chǎn)品，同時(shí)節(jié)省外業(yè)調(diào)繪工作量，成圖效率大大提高，比全野外人工測圖效率提高5%～20%。

(2)自動(dòng)化程度高

從飛行設(shè)計(jì)到數(shù)據(jù)獲取，到最終產(chǎn)品的數(shù)據(jù)處理，自動(dòng)化程度非常高。通過GPS技術(shù)實(shí)時(shí)顯示飛行軌跡。不會(huì)發(fā)生漏拍的情況，避免人為錯(cuò)誤。

(3)信息獲取敏感性

LiDAR可以獲取小于遙感影像或者雷達(dá)影像分辨率的目標(biāo)信息，可穿透植被覆蓋物獲得地面點(diǎn)數(shù)據(jù)。

(4)傳感器工作條件

LiDAR測量是采用主動(dòng)式測量，自行發(fā)射和接收激光脈沖，可穿透茂密植被直達(dá)地面，不受光照和陰影的限制，獲取的數(shù)字高程模型更接近真實(shí)地表形態(tài)，受天氣影響較小，還具航空攝影測量的大范圍和激光測距的高精度特性，LiDAR技術(shù)是大區(qū)域高精度數(shù)字高程模型數(shù)據(jù)獲取的最佳選擇。

(5)生產(chǎn)周期短

LiDAR系統(tǒng)直接獲取地面三維點(diǎn)云的坐標(biāo)和影像的方位元素，無需或僅需極少量的地面控制點(diǎn)，可以直接進(jìn)行DEM和DOM的生產(chǎn)，與傳統(tǒng)航測立體測圖相比，成圖工作量是其30%～50%，調(diào)繪工作量是其50%左右，可較大幅度地縮短綜合工作周期。

02丨激光雷達(dá)在工程測繪中的應(yīng)用

(一)快速獲取數(shù)字高程模型

激光點(diǎn)云數(shù)據(jù)是激光雷達(dá)技術(shù)中最為直接的數(shù)據(jù)產(chǎn)品，點(diǎn)云數(shù)據(jù)的密度和精度都比較高，且能快速清晰的顯示點(diǎn)位的三維坐標(biāo)構(gòu)架。經(jīng)人工交替操作或自動(dòng)運(yùn)行，將人放射到地面植物中或建筑物之類的地形之外目標(biāo)上的點(diǎn)云統(tǒng)一分類、濾波或清除，之后構(gòu)建三角網(wǎng)TIN，就能及時(shí)得到DEM。因?yàn)榧す恻c(diǎn)密度非常大，數(shù)目比較繁多，DEM的生成也更為方便、準(zhǔn)確。

(二)實(shí)現(xiàn)基礎(chǔ)測繪

基礎(chǔ)測繪的產(chǎn)品主要有數(shù)字高程模型，還包括數(shù)字正射影像（DOM）、數(shù)字線劃地圖（DLG）和數(shù)字柵格地圖（DRG）。無論是上述哪種產(chǎn)品的生成，都需要高精度三維信息的協(xié)助和引導(dǎo)。數(shù)字?jǐn)z影測量操作起來很復(fù)雜，設(shè)備的前期準(zhǔn)備及技術(shù)規(guī)劃方案都相當(dāng)嚴(yán)格，要求技術(shù)工作人員有熟練的操作水平；在激光雷達(dá)技術(shù)處理下得到的數(shù)據(jù)和三維坐標(biāo)，均能達(dá)到高精度影像微分糾正的需要，這使DOM的生產(chǎn)變得越來越簡易化，不再依靠數(shù)字?jǐn)z影測量，在一般的遙感圖像處理系統(tǒng)中即能實(shí)現(xiàn)規(guī)模化生產(chǎn)。

(三)森林工業(yè)的應(yīng)用

激光具有較強(qiáng)的穿透能力。激光良好的單向性使之能從狹小的縫隙穿過，到達(dá)地表，從而獲取地表真實(shí)高程，是目前唯一能測定森林覆蓋地區(qū)地面高程的最準(zhǔn)技術(shù)。機(jī)載激光雷達(dá)系統(tǒng)最早應(yīng)用的商業(yè)領(lǐng)域即森林工業(yè)，因?yàn)樯謽I(yè)發(fā)展與國土管理都需要森林及其樹冠下端地形的準(zhǔn)確數(shù)據(jù)，但是傳統(tǒng)技術(shù)中很難獲得樹高及樹的密度的精確信息。機(jī)載激光雷達(dá)與衛(wèi)星成像不同，當(dāng)利用這種技術(shù)勘測樹冠下的地形時(shí)，還可同時(shí)獲得樹的高度。

(四)工程測量

對(duì)工程測量，需要對(duì)測量目標(biāo)的高精度三維坐標(biāo)信息進(jìn)行采集，甚至需要建立比較精準(zhǔn)的三維物體模型，例如，電力巡線以及隧道和礦山的測量、水文測量等領(lǐng)域。地面以及機(jī)載LIDAR都是對(duì)這些實(shí)際的問題解決的最好的方法。利用數(shù)碼像片所獲取的構(gòu)筑物模型以及紋理信息進(jìn)行三維模型的疊加構(gòu)建，是對(duì)景觀進(jìn)行分析、規(guī)劃決策以及形變測量、物體保護(hù)的重要依據(jù)。

比如LIDAR技術(shù)為公路、鐵路設(shè)計(jì)提供高精度的地面高程模型DEM，主要就是為了對(duì)線路設(shè)計(jì)以及施工土方量方面方便其精確計(jì)算。在對(duì)電力線路進(jìn)行設(shè)計(jì)中，可以利用LIDAR的成果數(shù)據(jù)對(duì)整個(gè)線路設(shè)公共區(qū)域內(nèi)的地形以及地物要素情況進(jìn)行有效的了解。在樹木比較密集的地方，可以對(duì)樹木砍伐的面積以及木材量進(jìn)行估算。在進(jìn)行電力搶修以及電線維護(hù)時(shí)，需要按照電力線路上的LIDAR數(shù)據(jù)點(diǎn)以及相應(yīng)的地面裸露點(diǎn)的高程進(jìn)行對(duì)任意一處線路距離地面的高度有效測算。這樣在一定程度上非常便于搶修和維護(hù)。