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激光雷达航测技术与传统摄影测量技术的比较

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2019-01-29


 

摄影测量技术的概念

传统摄影测量是利用光学摄影集摄取相片,通过相片来研究和确定被摄物体的形状、大小、位置和相互关系的一门科学与技术。

其主要任务包括测制不同比例尺的地形图和专题图、建立地形数据库、为各种地理信息系统和土地信息系统提供基础数据以及数字城市建设。

而且摄影测量记录的目标逼真、客观、丰富, 在测量作业中无需接触目标本身,在测量过程中“可动可静”, 即可以测量动态目标和复杂形态目标,测量信息可以永久保存并重复使用。

 

激光雷达航测技术的概念

激光雷达是以发射激光束探测目标的位置、速度等特征量的雷达系统。工作在红外和可见光波段的,以激光为工作光束的雷达称为激光雷达。

现在广泛采用的 LiDAR(Light Detection and Ranging),简称为激光探测及测距系统,具有体积小、质量轻,低空探测性好,分辨率高等特点,但是价格较为昂贵, 不过随着科技的进步,价格低廉的便携式激光测距仪正逐步发展。

 

激光雷达航测系统包括激光器与接收系统。在测量过程中,激光器产生并对物体发射激光脉冲,接收器用来接收反射回来的脉冲,并准确记录脉冲自发射之时到接收时传播的时间,又因为光脉冲以光速传播,所以接收器会在另一个脉冲发射前收到前一个反射回的脉冲,而且可以测量定其传播距离。

与此将激光器的高度及激光器角度记录,可以计算出被脉冲“打”到的点的精确位置 X、Y、Z,激光束发射的频率很高,每秒钟可以发射几万个脉冲,所以可以获取较大数据量,形成点云数据。

 

 

摄影测量与激光雷达的分类

 

摄影测量可以根据不同的方式进行不同的分类。若按照摄影机平台位置的变化可以划分为:航天、航空、地面和水下摄影测量。若按照距离被摄物体距离的远近可以划分为航天、航空、地面、近景和显微摄影测量。按照成果用途可以分为地形与非地形摄影测量。

 

激光雷达和无线电雷达原理几乎没有区别,其通常按照所用激光器、探测技术或雷达功能来分类。可用于雷达系统的激光器种类很多,其种类比较多,不在详述。

根据激光雷达探测技术可以分为为直接探测型和相干探测型两种,直接探测型类似于激光测距仪,相干探测型又有单稳和双稳两种类型。而按照不同功能, 可以分为跟踪型、运动目标指示型、目标识别雷达、成像型雷达及振动传感型雷达。

 

激光雷达与摄影测量的优缺点

 

在摄影测量过程中,不需要接触被摄物体本身,所以很少受到自然和地理等客观条件的限制,而且可以根据左、右两张相片经过内业计算后获取物体的三维信息,从平面跨越到了立体层面。

 

激光雷达航测技术的优点很明显,具有分辨率高,隐蔽性好、抗有源干扰强,低空探测性好及体积小、质量轻等特点。但是其缺点仍然突出,比如受天气影响大,假如空气中浮尘等颗粒物较多,会对激光光束产生影响,同时其激光波束较窄,难以用于搜索目标。

 

摄影测量技术与激光雷达航测技术二者相比较

将摄影测量技术与激光雷达航测技术二者相比较,不难发现,二者均采用不同的方式对物体的信息进行采集。摄影测量采用摄影的方式,对左、右两张相片进行分析可以获取物体的三维信息数据等。而激光雷达则采用激光光束对物体进行扫描的方式获取大量的三维信息与属性数据,从而进行三维建模与分析

 

摄影测量技术与激光雷达航测技术这两种方法均可用于城市三维信息的采集与建设中,二者均成为地理信息系统技术中数据采集的重要手段,而地理信息系统是数据存储、管理、表达和应用的重要平台,这些技术的结合,给当代的测量与地理信息发展带来了强大的生命力。


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