LiDAR技术测绘领域发展前景

内容提要•一、LiDAR技术原理•二、商业LiDAR系统•三、LiDAR技术流程•四、国外成功应用模式•五、国内应用需求和前景•POS系统定位传感器空间位置与姿态•传感器系统激光传感器与影像传感器•飞行管理系统导航与设备操作•存储与控制系统传感器扫描角扫描带宽航飞方向飞行平台搭载LiDAR传感器GPS基站GPS卫星LiDAR技术原理系统组成LiDAR（LightDetectionAndRanging）技术原理若空间有一向量，其模为R，方向为(φ,ω,К)，如能测出起点的坐标(XS,YS,ZS)则该向量的另一端点(Xo,Yo,Zo)可以惟一确定。•Xo=R*cosφ+XS•Yo=R*cosω+YS•Zo=R*cosκ+ZS•起点利用动态差分GPS测定•向量R的模用测距仪测量得到•姿态(φ,ω,К)利用IMU测量定位系统通过差分高精度的测定出传感器的空间位置（X,Y,Z）GPS卫星GPS接收机•地面GPS基站惯性导航系统精确记录飞行姿态(φ,ω,К)技术原理激光传感器通过计算激光回波时间，精确记录距离测距R激光波长:1064纳米采集迅速高效(航飞速度可达到250公里每小时)2.高密度的地形数据~0.5m–5.0m点间距’3.高精度的高程精度~典型精度在10cm–35cm4.原则上24小时全天侯采集–如果天气良好的话5.不需要蹲点，可以远程进入6.GPS基站可以视地形情况按照35-60km距离布设7.可以测量电力线，植被等传统方法很难测量的地物8.对于高程精度要求较高的项目，可以大大节省时间和工程成本内容提要•一、LiDAR技术原理•二、商业LiDAR系统•三、LiDAR技术流程•四、国外成功应用模式•五、国内应用需求和前景系统•经过30余年的技术发展，商业LiDAR设备已经非常成熟。•目前成熟的商业系统包括：–瑞士Leica公司ALS系列–加拿大Optech公司ATLM系列–德国IGI公司LiteMapper系列–德国TOPSYS系列~6000m脉冲频率150KHz回波记录最多4次扫描角度75°徕卡ALS50-II~3500m脉冲频率33-100KHz回波记录最多4次扫描角度50°OptechALTM3100EA°IGILiteMapper5600系统通常还集成高分辨率数码相机，用于获取同一区域数码影像。RCD105数码相机飞行平台固定翼飞机•航速快，一般大于160km/h•相对航高一般大于500米•平台相对稳定•载荷大•适合高空、大面积作业飞行平台•航速慢，可以到几十公里或更小•航高可以更低•平台姿态稳定性较差•载荷小•适合低空、点密集数据获取内容提要•一、LiDAR技术原理•二、商业LiDAR系统•三、LiDAR技术流程•四、国外成功应用模式•五、国内应用需求和前景目前，商业LiDAR数据处理软件还不是很多，主要是TerraSolid系列软件工具包。•TerraSolid包括TerraScan、TerraMatch、TerraModel、TerraPhoto等模块。LiDAR技术流程内容提要•一、LiDAR技术原理•二、商业LiDAR系统•三、LiDAR技术流程•四、国外成功应用模式•五、国内应用需求和前景应用领域城市测量线路及通道工程勘测设计海岸线的保护森林管理、林业资源调查，露天矿和垃圾堆放场测量防洪及流域管理地面LiDAR（建筑物，文物保护等）国外的成功应用模式——数字城市提取建筑物三维模型国外的成功应用模式——数字城市结合影像数据国外的成功应用模式——数字城市结合影像数据城市洪水模拟国外的成功应用模式——数字城市•加拿大油气管线–管线优化设计–植被侵蚀评估国外的成功应用模式——油气管线国外的成功应用模式——油气管线•加拿大油气管线–管线优化设计–植被侵蚀评估国外的成功应用模式——电力线•线路勘测设计•线路安全评估国外的成功应用模式——电力线国外的成功应用模式——电力线•数字线路模型，方便线路运营管理•并通过监控结果，结合模型数据（植被生长参数等），对隐患区域，进行提前维护和预防国外成功应用模式——灾害评估滑坡特古西加尔巴，洪都拉斯国外成功应用模式——灾害评估国外成功应用模式——农业应用水利设施设计国外成功应用模式——农业应用洪水评估&农业FarmlandinSouthKorea国外成功应用模式——农业应用国外的成功应用模式——地面LiDAR应用情况：•建筑测量•3维建模•变形监测国外的成功应用模式——地面LiDAR应用特点：•无接触，安全•3维坐标数据•快速•永久记录•非常轻便地面LiDAR系统国外的成功应用模式——地面LiDAR3D点云数据国外的成功应用模式——地面LiDAR3维模型感谢澳大利亚感谢澳大利亚AAMHatchAAMHatch公司分享和提供公司分享和提供LidarLidar在工程应用的经验在工程应用的经验内容提要•一、LiDAR技术原理•二、商业LiDAR系统•三、LiDAR技术流程•四、国外成功应用模式•五、国内应用需求和前景国内的应用需求和前景——LiDAR现状•近4年来，国内多家单位纷纷引进LiDAR设备，开展数据采集生产•高校和科研院所也积极开展LiDAR技术的相关研究•总体来说，目前国内用户对LiDAR技术熟悉的人还不是很多，还处在技术推广阶段，应用层面还不是很深。国内的应用需求和前景——LiDAR现状LiDAR技术国内的实施情况：•三维城市：进行过部分城市小区域飞行项目•特殊地形：进行过滩涂、海岸带的飞行项目•林业管理：进行国家科研项目•普通测绘：进行了一些小范围的飞行项目•应急工程：汶川地震灾害应急应用•线路工程：还主要集中在地形复杂的困难地区，公路和电力行业相对案例较多国内的应用需求和前景——用户需求对比国外LiDAR应用情况，我国的潜在LiDAR应用需求十分广泛，其中以下情况尤为突出：•困难复杂地区的高精度数据获取需求•植被覆盖地区的地形数据获取需求•高精度地形数据的快速获取需求•铁路，公路，电力线路快速测量的需求•海岸带，滩涂测图•岛礁测绘•西部无人区地形数据获取国内的应用需求和前景•东方道迩利用的ALS50-II系统，进行了一些行业应用工程顶视图（采样间隔0.8米）湖北沙市斜视图（采样间隔0.6米）湖北沙市湖北忠武石油管线—清江大峡谷峡谷地貌七、行业应用大滑坡大滑坡滑坡堆积成的大坝及开挖的泄洪沟唐家山堰塞湖导流渠短短的数百米到处都是崩塌、滑坡，掩埋了道路，高精度的三维地形数据，可以准确测量距离面积体积等；都汶公路地震破坏情况短短的数百米到处都是崩塌、滑坡，掩埋了道路，高精度的三维地形数据，可以准确测量距离面积体积等；都汶公路地震破坏情况广泛的应用前景值得期待线路工程普通测绘三维城市林业管理特殊地形应急工程道路电力线油气管道国内的应用需求和前景——应用前景北京市海淀区海淀大街8号中钢国际广场A座10层P.C.:100080TEL:[phone]FAX:[phone]HTTP:感谢大家光临！张生德邮箱[e-mail]电话：[phone]