LiDAR？？？LiDAR出現的歷史條件：1839年由Daguerre和Niepce拍攝第一張相片以來，利用相片制作相片平面圖(X、Y)技術一直沿用至今。1901年荷蘭人Fourcade發明了攝影測量的立體觀測技術，使得從二維相片可以獲取地面三維數據(X、Y、Z)成為可能。1970年由美國航天局研發，LIDAR測繪技術空載激光掃瞄技術開始了發展，并且速度飛快，約在1995年開始商業化。LiDAR出現的歷史條件：

自從攝影測量誕生一百多年以來，它一直是大面積獲取地面三維數據最精確和最可靠的技術，并且是國家基本比例尺地形圖測繪的重要技術。

但攝影測量技術主要存在著以下缺陷和不足：1、自動化程度不是很高2、在森林、沙漠或者沿海灘涂地區，影像的紋理及對比度比較弱，會嚴重影響影響匹配精度，甚至造成無法作業。LiDAR出現的歷史條件：成本低（生產數據外業及后處理）高精度（有效的絕對帶寬很寬，能產生極窄的脈沖）自動化程度高受天氣影響小快速度高密度極坐標的原理直接獲取DEM，因此紋理和對比度對機載激光雷達精度而言沒有影響單色性和相干性好。低機載LIDAR地面三維數據獲取方法具有以下優點：

LiDAR的定義

機載LiDAR(LightLaserDeteetionandRanging)，又稱機載雷達，是激光探測及測距系統的簡稱。激光測距技術計算機技術POS系統（IMU/DGPS）LiDARLiDAR的工作原理——POS系統：DGPS：機載LiDAR采用動態載波相位差分GPS系統。手段：利用安裝了電機上與LiDAR相連接的和設在一個或多個基準站的至少兩臺GPS信號接收機同步而連續地觀測GPS衛星信號、同時記錄瞬間激光和數碼相機開啟脈沖的時間標記，再進行載波相位測量差分定位技術的離線數據后處理。目的：獲取LiDAR的三維坐標。LiDAR的工作原理——激光掃描儀：激光掃描儀是LiDAR的核心，一般由激光發射器、接收器、時間間隔測量裝置、傳動裝置、計算機和軟件組成。LiDAR的工作原理——激光掃描儀：（三維）激光掃描儀基本工作原理是：

線激光器發出的光平面掃描物體表面，面陣CCD采集被測物面上激光掃描線的漫反射圖像，在計算機中對激光掃描線圖像進行處理，依據空間物點與CCD面陣像素的對應關系計算物體的景深信息，得到物體表面的三維坐標數據，快速建立原型樣件的三維模型。主要參數有：①波長、②脈沖重復頻率、③功率、④光斑尺寸：⑤掃描方式。LiDAR的工作原理——數碼相機：LiDAR直接獲得點位三維坐標的功能提供了傳統二維數據缺乏的高度信息，卻忽略了對象特征的其它信息，如光譜信息。而圖像數據包含光譜信息對認識物體也具有重要的作用。

因而，利用高分辨率的數碼相機獲取地面的地物地貌真彩或紅外數字影像信息，以彌補LiDAR的不足，以達到對生成DEM產品的質量進行評價；或作為一種數據源，對目標進行分類識別；或作為紋理數據源。LiDAR的工作原理——中心控制單元：

機載LiDAR由多個重要硬件組成，—個關鍵的技術就是如何實現三個重要設備的精確同步。中心控制單元一般都采用導航、定位和管理系統構成同步記錄IMU的角速度和加速度的增量以及GPS的位置、激光掃描儀和數碼相機的數據。LiDAR的工作原理——數據處理：

由于LiDAB產生的數據量非常巨大，現有的測量軟件很難適應處理如此大量的數據，因此，需要特殊的專業軟件來處理。

目前處理此類數據主要是在微軟的Windows2000TM和MicrostationSE／JTM平臺下用芬蘭Terrasolid公司小品的，TerraModelerTM、TerraScanTM和TerraPhotoTM軟件進行處理三維坐標數據和影像數據。LiDAR的分類：按不同功能:①跟蹤雷達（測距和測角）;②測速雷達（測量多普勒信息）;③動目標指示雷達（目標的多普勒信息）;④成像雷達（測量目標不同部位的反射強度和距離等信號）;⑤差分吸收雷達（目標介質對特定頻率光的吸收強度）等。LiDAR的應用前景：偵察用成像激光雷達障礙回避激光雷達大氣監測激光雷達制導激光雷達化學/生物戰劑探測激光雷達水下探測激光雷達空間監視激光雷達機器人三維視覺系統其他軍用激光雷達彈道導彈防御激光雷達靶場測量激光雷達振動遙測激光雷達多光譜激光雷達LiDAR應用舉例：（一）激光成像雷達

激光雷達分辨率高，可以采集三維數據，如方位角-俯仰角-距離、距離-速度-強度，并將數據以圖像的形式顯示，獲得輻射幾何分布圖像、距離選通圖像、速度圖像等，有潛力成為重要的偵察手段。CMAG研究計劃：1977年美國國防部高級研究計劃局和美國空軍航空系統部開展了“巡航導彈先進制導技術”（CMAG）的預研計劃。

ATLAS研究計劃：在CMAG計劃基礎上，90年代初美國空軍和海軍制定了“先進技術激光雷達導引頭”（ATLAS）的研究計劃。1991年11月，美國通用動力公司和休斯公司研制成ATLAS’CO2成像激光雷達制導系統。1993年吊掛在美國空軍的F-15飛機上進行了第二階段的高速飛行試驗,獲得高分辨率的彩色編碼三維距離圖像，很好地滿足了航路導引和末段制導的要求。美國海軍“輻射亡命徒”先期技術演示計劃：1992年,采用CO2激光成像雷達遠距離非合作識別空中和地面目標。美國雷錫昂公司研制的ILR100激光雷達洛克希德·馬丁·沃爾特公司的低成本自主攻擊系統Jigsaw計劃：2000~2003年美國國防部高級研究計劃署(DARPA)實施了高精度激光3D成像雷達研究計劃（即Jigsaw計劃）。直升機障礙回避激光成像雷達：用于探測電話線、動力線之類的障礙，該系統安裝在UH-1H直升機上。直升機障礙回避激光成像雷達2003年6月Jigsaw系統裝在UH-1直升機上進行了飛行實驗

飛行實驗中獲取的坦克目標的偽彩色3D激光雷達圖像處理過程顯示坦克目標的偽彩色3D激光雷達圖像LiDAR應用舉例：（二）CLAWS相干激光多普勒測風雷達

2μm相干激光多普勒測風雷達1990年美國相干技術公司(CTI)研制出世界上第一臺2m相干激光多普勒測風雷達TODWL(TwinOtterDopplerWindLidar)GWOLF(GroundbasedwindObservingLidarFacility)VALIDAR(ValidationLIDAR)WinTraceJEM-CDL(JapaneseExperimentModule-ChherentDopplerLidar)LiDAR的在我國的發展現狀和發展趨勢：

激光技術從它的問世到現在，雖然時間不長,但是由于它有:高亮度性、高方向性、高單色性和高相干性等幾個極有價值的特點，因而在國防軍事、工農業生產、醫學衛生和科學研究等方面都有廣泛的應用。軍事方面的應用：目前，在水雷探測激光雷達、化學試劑探測激光雷達、大氣監測激光雷達、生化陸戰激光雷達[1]等方面已經有了很大的成就。氣象方面的應用：我國已經建立12個沙塵暴長期觀測站，首次形成全國性的沙塵暴監測網絡。測風方面的應用：多普勒測風激光雷達具有高分辨率、高精度、大探測范圍、能提供晴空條件下三維風場信息的能力。水土保持監測中的應用：目前，全國由于建設開發的影響，給水土流失治理帶來很大的難度，據調查，全國每年由于開發建設使水土流失面積達到1.00×104km2由以上。LiDAR的發展趨勢：激光雷達尋的器：激光雷達可以提供以距離和強度為基礎的高分辨率影像，使空—地武器具有自主精確制導能力。激光雷達尋的器能形成目標的三維影像，確保準確地識別目標。戰場偵察激光雷達：激光雷達有可能成為重要的偵察工具和手段。測風激光雷達：測定風速對研究氣候變化、提高天氣預報的精度、監測機場氣流、優化飛機航線以及在軍事、火箭發射等方面具有非常重要的意義。目前來看，2μm左右的全固化相干激光雷達及發射在紫外波段的非相干激光雷達將是未來發展的重點。星載激光雷達：與機載LiDAR相比，星載LiDAR具有許多不可替代的優勢。星載LiDAR以衛星作為平臺，其運行軌道高、觀測范圍廣、觀測速度快,受地面背景、天空背景影響小，具有高分辨率、高靈敏度的特點，幾乎可以觸及