激光雷達航測技術(shù)與傳統(tǒng)攝影測量技術(shù)的比較

發(fā)布日期：2019-01-29 00:00 瀏覽量：20325

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

其主要任務包括測制不同比例尺的地形圖和專題圖、建立地形數(shù)據(jù)庫、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。

而且攝影測量記錄的目標逼真、客觀、豐富，在測量作業(yè)中無需接觸目標本身，在測量過程中“可動可靜”，即可以測量動態(tài)目標和復雜形態(tài)目標，測量信息可以永久保存并重復使用。

激光雷達航測技術(shù)的概念

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

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

激光雷達航測系統(tǒng)包括激光器與接收系統(tǒng)。在測量過程中，激光器產(chǎn)生并對物體發(fā)射激光脈沖，接收器用來接收反射回來的脈沖，并準確記錄脈沖自發(fā)射之時到接收時傳播的時間，又因為光脈沖以光速傳播，所以接收器會在另一個脈沖發(fā)射前收到前一個反射回的脈沖，而且可以測量定其傳播距離。

與此將激光器的高度及激光器角度記錄，可以計算出被脈沖“打”到的點的精確位置 X、Y、Z，激光束發(fā)射的頻率很高，每秒鐘可以發(fā)射幾萬個脈沖，所以可以獲取較大數(shù)據(jù)量，形成點云數(shù)據(jù)。

攝影測量與激光雷達的分類

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

激光雷達和無線電雷達原理幾乎沒有區(qū)別，其通常按照所用激光器、探測技術(shù)或雷達功能來分類。可用于雷達系統(tǒng)的激光器種類很多，其種類比較多，不在詳述。

根據(jù)激光雷達探測技術(shù)可以分為為直接探測型和相干探測型兩種，直接探測型類似于激光測距儀，相干探測型又有單穩(wěn)和雙穩(wěn)兩種類型。而按照不同功能，可以分為跟蹤型、運動目標指示型、目標識別雷達、成像型雷達及振動傳感型雷達。

激光雷達與攝影測量的優(yōu)缺點

在攝影測量過程中，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)過內(nèi)業(yè)計算后獲取物體的三維信息，從平面跨越到了立體層面。

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

攝影測量技術(shù)與激光雷達航測技術(shù)二者相比較

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

攝影測量技術(shù)與激光雷達航測技術(shù)這兩種方法均可用于城市三維信息的采集與建設中，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、管理、表達和應用的重要平臺，這些技術(shù)的結(jié)合，給當代的測量與地理信息發(fā)展帶來了強大的生命力。