激光雷达与应用ppt课件.ppt

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1、激光雷达与应用,陈,仕,长,Company Logo,激光雷达,激光雷达原理,工作在红外和可见光波段的雷达称为激光雷达。它由激光发射机、光学接收机、转台和信息处理系统等组成，激光器将电脉冲变成光脉冲发射出去，光接收机再把从目标反射回来的光脉冲还原成电脉冲，送到显示器。激光雷达是激光技术与现代光电探测技术结合的先进探测方式。由发射系统、接收系统、信息处理等部分组成。激光雷达采用脉冲或连续波2种工作方式，探测方法按照探测的原理不同可以分为米散射、瑞利散射、拉曼散射、布里渊散射、荧光、多普勒等激光雷达。,定义1：发射出激光束,并接收大气分子或其中悬浮物质散射回波信号的一种大气探测设备。定义2：工作于

2、从红外至紫外光谱用激光器做辐射源的光雷达。,激光雷达,激光雷达原理,激光雷达的工作原理与雷达非常相近，以激光作为信号源，由激光器发射出的脉冲激光，打到地面的树木、道路、桥梁和建筑物上，引起散射，一部分光波会反射到激光雷达的接收器上，,Company Logo,激光雷达原理,根据激光测距原理计算，就得到从激光雷达到目标点的距离，脉冲激光不断地扫描目标物，就可以得到目标物上全部目标点的数据，用此数据进行成像处理后，就可得到精确的三维立体图像。,Company Logo,激光雷达原理,激光雷达最基本的工作原理与无线电雷达没有区别，即由雷达发射系统发送一个信号，经目标反射后被接收系统收集，通过测量反射

3、光的运行时间而确定目标的距离。至于目标的径向速度，可以由反射光的多普勒频移来确定，也可以测量两个或多个距离，并计算其变化率而求得速度，这是、也是直接探测型雷达的基本工作原理。由此可以看出，直接探测型激光雷达的基本结构与激光测距机颇为相近，,Company Logo,激光雷达与摄影测量的区别,摄影测量定义：是利用光学摄影机获取的像片，经过处理以获取被摄物体的形状、大小、位置、特性及其相互关系的一门学科。,激光雷达,激光雷达的应用,Company Logo,激光雷达的应用农林业,激光雷达具有快速、准确穿透云层的能力，因此其光束能在云层中传播，可以观测许多地表特征和低空大气现象。对于农作物和森林经营

4、等资源来说，激光雷达技术能够精确地获取树木和林冠下地形地貌和农作物信息，而利用传统的遥感技术很难做到。,在农业、林业调查与规划利用中，我们可以利用激光雷达的数据，分析森林树木、农作物的覆盖率和面积，了解其疏密程度以及不同树龄树木的情况、推算其数量，以便于人们对森林和农业进行合理规划和利用。,Company Logo,激光雷达的应用-农林业,激光雷达探测农耕地形,Company Logo,激光雷达的应用电网,在电力、通信网络建设与维护中，利用激光雷达的数据，可以了解整个线路设计区域的地形与地面上物的情况，以资评估建设方案的可行性与建设成本；在线路发生灾难时，可以及时发现倒塌的部位，便于抢修和维护

5、。,Company Logo,激光雷达的应用交通,在交通、输油气建设与维护中，激光雷达技术可以为公路、铁路设计糖果高精度的地面高程模型，以方便线路设计和施工土方量的精确计算。另外激光雷达技术能够在进行通信网络、油管、气管等线路设计时提供很大的帮助。,Company Logo,激光雷达的应用交通,和常规的航空摄影测量相比，激光雷达技术在数据获取条件方面具有独特的优势：不会因阴影和太阳高度角而影响高程数据精度，不受航空高度的限制；获得地面的信息更丰富；产品更加多样化。激光雷达技术为遥感领域开辟了一种全新的数据获取手段，随着激光雷达技术在交通运输方面的广泛应用。,Company Logo,激光雷达的

6、应用水利,水利项目，激光雷达技术对于河流监控与治理有着极其重要的意义。在水利建设与监测中，由于激光雷达数据构成的三角网高程值可以用颜色赋值渲染，即可以用不同颜色表示不同高度的水位，对于水利测量、水灾评估都极有用处。,Company Logo,激光雷达的应用水利,另外，利用激光雷达技术还可以对水下目标进行探测。传统的水中目标探测装置是声纳。根据声波的发射和接收方式，声纳可分为主动式和被动式，可对水中目标进行警戒、搜索、定性和跟踪。但它体积很大，重量一般在600公斤以上，有的甚至达几十吨重。而激光雷达是利用机载蓝绿激光器发射和接收设备，通过发射大功率窄脉冲激光，探测海面下目标并进行分类，既简便，精

7、度又高。,Company Logo,激光雷达的应用城市,在城市建设中，利用激光雷达数字地面模型与地理信息系统有机的结合，可以建立“数字城市”系统，并可对数据方便的实时更新，极大地方便了城市的规划建设。激光雷达与航空摄影测量技术相比,机载激光雷达在表现对象几何特征上更加直接,在描述不连续变化上更具优势且自动化程度更高。,星载激光雷达原理,与机载雷达相比，星载雷达具有许多不可替代的优势。星载雷达采用卫星平台，运行轨道高、观测视野广，可以触及世界的每一个角落。星载激光雷达测量的原理和一般激光雷达不同。由于测量目标和内容不同，测量原理也不相同。如利用大气成分的不同吸收特性做成的差分吸收激光雷达，可用于

8、大气中臭氧、水蒸气、甲烷等微量成分的测定，得出这些成分的分布目和动态变化过程；利用大气中气溶胶、云滴以及地面物体对光的散射特性做成的后向散射激光雷达，可进行气溶胶和云以及地面目标的遥感，得到大气中气溶胶分布和云结构的图像；利用多普勒效应做成的多普勒激光雷达。可进行对风和大气湍流的测量，特别适用于对机场和商业航线上的大气湍流、航迹旋涡等的监测。,星载雷达就是装在卫星上的天体雷达，其通信、引导与控制系统也安装在卫星上。,Company Logo,星载激光雷达的应用,Company Logo,星载激光雷达的应用,嫦娥一号有效载荷 有效载荷是指直接执行特定卫星任务的仪 器、设备或分系统。嫦娥一号卫星共

9、搭载8台(套)有效载荷。其中，CCD立体相机和激光高度计联合实现获取月球表面三维立体影像；干涉成像光谱仪、射线谱仪、X射线谱仪联合实现分析月球表面元素含量和 物质类型的分布特点；微波探测仪获取月球微波亮度温度数据，探测月壤特性；1台高能粒子探测器和2台太阳风离子探测器联合探测地月空间环境。这八套有效载荷全部由中国科学院负责研制。,Company Logo,星载激光雷达的应用,共同承担月球表面三维影像探测任务：CCD立体相机主要用来获取同一目标星下点、前视、后视三幅二维数据图像，激光高度计用来获取月表地形高度数据。,CCD立体相机和激光高度计联合用于获取月球表面三维立体影像。,激光高度计获得了包括南北纬70度以及南北纬70-90度在内的全月球的影像数据，完全实现了对全月面的覆盖。,激光雷达,Block Diagram,在月球三维地形数据处理方面已取得的成果：,Company Logo,星载激光雷达的应用,CCD立体相机和激光高度计联合实现获取月球表面三维立体影像：,Ccd立体照相机对月球表面拍摄,Thank You!,