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机载LIDAR系统原理及应用综述

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第１６卷第１期

２００７年２月测绘工程

ＥＮＧＩＮＥＥＲＩＮＧＯＦＳＵＲＶＥＹＩＮＧＡＮＤＭＡＰＰＩＮＧｖ０１．１６№．１

Ｆｅｂ．．２００７

机载ＬＩＤＡＲ系统原理及应用综述

陈松尧，程新文

（中国地质大学研究生院，湖北武汉４３００７４）

摘要：机载ＬＩＤＡＲ系统是一种主动式对地观测系统，主要由ＩＭＵ／ＤＧＰｓ系统、激光扫描测距系统和成像装置所组

成。目前常用的扫描方式有：有线扫描、圆锥扫描和纤维光学阵列扫描等３种扫描方式。文中论述了机载ＬＩＤＡＲ系

统的原理和工作流程，并对目前的几种ＬＩＤＡＲ系统、ＬＩＤＡＲ系统与ＪＮＳＡＲ、摄影测量等做了分析和比较。对机载

ＬＩＤＡＲ系统的应用现状和前景进行了系统总结和展望。

关键词：机载ＬＩＤＡＲ系统；原理；应用

中图分类号：Ｐ２３７文献标识码：Ａ文章编号：１００６—７９４９（２００７）０１—００２７—０５

ＴｈｅｐｒｉｎｃｉｐｌｅａｎｄａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｏｆａｉｒｂｏｒｎｅＬＩＤＡＲ

ＣＨＥＮＳ（ｍｇ—ｙａｏ，ＣＨＥＮＧＸｉｎ—ｗｅｎ

（ＧＩ．ａｄ哪ｔｅＳｃｈ∞１，ＣｈｉｎａＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙｏｆ‰ｓｃｉｅｎｃｅｓ，Ｗｕｈａｎ４３００７４，Ｃｈｉｍ）

Ａｂｓｔｒ舵ｔ：～ｒｂｏｒｎｅＬＩ吼气ＲｗｈｉｃｈｃｏｎｓｉｓｔｓｏｆＩＭＵ／ＤＧＰＳ，ＬＩｎ气Ｒｓｃａｎｎｉｎｇａｎｄｒａｎｇｄｅｔｅｃｔｉｎｇｓｙｓｔ咖，ａｎｄｉｍ—

ａｇｉｎｇｅｑｕｉｐｍｅｎｔ，ｉｓａｋｉｎｄｏｆａｃｔｉｖｅｅａｒｔｈ—ｏｂＳｅｒｖａｔｉｏｎｓｙｓｔｅｍ．Ｎｏｗｔｈｅｒｅａｒｅｔｈｒｅｅｓｃａｎｎｉｎｇｓｔｙｌｅｓ：ｌｉｎｅａｒｓｃａｎ—

ｎｉｎｇ，ｔａｐｅｒｓｃａｎｎｉｎｇ，ａｎｄｆｉｂｒｅｏｐｔｉｃｓａｒｒａｙｓｃａｎｎｉｎｇｅｔｃ．ＴｈｅｐｒｉｎｃｉｐｌｅａｎｄｗｏｒｋｆｌｏｗｏｆａｉｒｂｏｍｅＬＩ［）ＡＲａｒｅ

ｄｉｓｃｕＳｓｅｄＬＩＤＡＲ，ＩＮＳＡＲａｎｄＰｈｏｔｏｇｒａｍｍｅｔｒｙｓｙｓｔｅｍｓａｒｅａｎａｌｙｚｅｄａｎｄｃｏｍｐａｒｅｄ．Ｆｉｎａｌｌｙ，ｔｈｅｐｒｅｓｅｎｔｓｉｔｕ·

ａｔｉｏｎａｎｄｆｏｒｅｇｒｏｕｎｄａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｏｆａｉｒｂｏｒｎｅａｒｅｓｕｍｍａｒｉｚｅｄＬＩＤＡＲｓｙｓｔｅｍ．

Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ａｉｒｂｏｒｎｅＬＩ［１ＡＲ；ｐｒｉｎｃｉｐｌｅ；ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ

机载ＬＩＤＡＲ（ＬｉｇｈｔＤｅｔｅｃｔｉｏｎａｎｄＲａｎｇｉｎｇ）系

统是一种主动式对地观测系统，是９０年代初投入商

业应用的一门新兴技术。它通过激光雷达传感器发

射的激光脉冲经地面反射后被ＬＩｎ咏系统接收，

能直接获取高精度三维地表地形数据，是对传统摄

影测量技术在高程数据获取及自动化快速处理方面

的重要技术补充。机载ＬＩｎ气Ｒ系统不仅能快速获

取高程数据，且在遥感测图及其他领域取得了一系

列技术突破，在地形测绘、环境检测、三维城市建模、

地球科学、行星科学等诸多领域具有广泛的发展前

景。机载ＬＩｎ气Ｒ系统与其他遥感技术相比较具有

自动化程度高、受天气影响小、数据生产周期短、精

度高等技术特点，是目前最先进的能实时获取地形

表面三维空间信息和影像的航空遥感系统。接收机，用于确定扫描投影中心的空间位置；２）姿态

测量装置（ＩＭＵ），用于测量扫描装置主光轴的空间

姿态参数；３）激光扫描测距系统，用于测量传感器到

地面点的距离；４）一套成像装置（现在主要是数码相

机），用于获取对应地面的彩色数码影像，用于最终

制作正射影像。系统组成如图１所示。

１ＬＩＤＡＲ系统原理１．２激尧函描测距系统赢理图１ｐ山Ｓ５０机载三维激光雷达系统

１．１系统组成无线电波、Ｘ光、可见光、红外光等都是电磁波。

机载ＬＩｎ螺系统主要包括：１）动态差分ＧＰＳ在雷达中，由发射机发出的无线电波射到空中后，一

收稿日期：２００６—０８—０１

作者简介：陈松尧（１９８１～），男，硕士研究生　万

方数据·２８·测绘工程第１６卷

部分经物体或空气反射后，由雷达的接收器系统组

成接收，这部分反射波称为雷达信号，反映从反射无

线电波的物体到雷达的距离。激光雷达使用的是由

激光器发射的红外线，或可见光，或紫外光。

激光测距的基本原理是利用光在空气中的传播

速度，测定光波在被测距离上往返传播的时间来求

得距离值。设光波在某一段距离上往返传播时间为

￡，待测定距离可表示为

Ｄ＝去以，（１）

式中，ｃ为光波在真空中的传播速度，约为３０００００

ｋ耐ｍｉｎ。只要精确地求出时间就可以求出距离Ｄ。

具体实现方法有脉冲法、相位法和变频法，常用的是

脉冲法和相位法。相位法通过量澳０连续波（ｃｏｎｔｉｎｕ—

ｏｕｓｗａｖｅ，ＣＷ）信号的相位差间接确定传播时间；脉

冲法直接量测脉冲信号传播时间。

采用脉冲法进行测距，其各个量的表达为：

距离

Ｒ＝音ｃ·屯；（２）

距离分辨率

△尺＝去ｃ·△￡Ｌ；（３）

最大距离

Ｒ一＝告ｃ·￡Ｌ；（４）

距离精度

良＝长。志．㈤

式中：ｃ为光速，￡为脉冲传播时间，ｓ为距离，Ｎ为

波传播过程中包含的整周数。

采用相位法进行测距，其各个量的表达式

为：

相位差的传播时间ｊ三抖。：丢吧㈤

￡，：ｊ５ｆ，‘Ｌ２蠢叫；∞Ｊ

距离

Ｒ＝丢ｃ·丢·Ｔ＝嘉·声；（７）

距离分辨率

△Ｒ＝，！等·△声；（８）

最大Ｕｎａｍｂ距离

Ｒ一＝半；（９）

距离精度

炙２等‘志·

（１０）ｏＲ２百‘丽‘

Ｌｗ，

式中：ｃ为光速，Ｔ为周期，Ｓ为距离，Ｎ为波传播

过程中包含的整周数，９ｌ为相位差。

如果物体的表面高低不平，在地面使用三维激

光扫描仪，可获得反射物体的表面形貌图；使用机载

激光雷达系统，可以获取高精度的数字等高图。

１．３激光扫描方式

一束激光脉冲一次回波只能获得航线下方的一

条扫描线上的回波信息，为了获取一系列激光脚点

的距离信息，需采用一定的扫描方式进行作业。目

前常用的扫描方式有：线扫描、圆锥扫描、纤维光学

阵列扫描等，如图２所示。

１）线扫描方式：通过摆动式扫描镜和旋转式扫

描镜实现，包括平行线形和“Ｚ”字形两种。

２）圆锥扫描方式：通过倾斜扫描镜实现，扫描镜

的镜面具有一定倾角，旋转轴与发射装置的激光束

成４５。夹角，随载体的运动光斑在地面上形成一系

列有重叠的椭圆。

３）纤维光学阵列扫描方式：光纤沿一条直线排

列，光斑在地面上形成平行或“Ｚ”形扫描线。

（ａ）平行线扫描方式（ｂ）“ｚ”形线扫描方式

图２激光扫描方式

　万

方数据第１期陈松尧，等：机载ＬＩＤＡＲ系统原理及应用综述·２９·

（ｃ）圆锥扫描方式（ｄ）纤维光学阵列扫描方式

续图２激光扫描方式

１．４机载ＬＩＤＡＲ系统对地定位原理

假设地理空间中一点。的三维坐标（Ｘ，，¨，，

Ｚｎ）已知，这一已知点可在地面，也可在空中，此点

到待定点Ｐ的矢量可准确测出，那么待定点的三维

坐标（Ｋ，Ｅ，互）即可根据已知点加矢量的方法求

出，其系统原理如图３所示。

图３机载ＬＩＤＡＲ系统原理图通常，已知点。的三维坐标（Ｘ０，ｙ０，Ｚｏ）由

ＧＰＳ提供：方向余弦由观测平台法线的俯仰角９５、侧

滚角山、偏航角彤及观测方向与法线间夹角臼组成

的矢量矩阵算出，观测平台法线的乒，ｃＵ，，ｃ由姿态测

量装置给出；矢量的模Ｓ由激光测距仪给出。上述

Ｘ０，ｙ０，Ｚ０，声，叫，尤，口，Ｓ已知，那么任意待定点只

的三维坐标（Ｘ，×，ｚｉ）即可求出。

Ｘｉ＝Ｘｏ＋△Ｘ：，Ｅ＝ｙｏ＋△一，

互＝Ｚ０＋△Ｚ．（１１）

其中：△ｘｉ＝厶（≯，叫，Ⅳ，臼，ｓ），△Ｅ＝＾（声，叫，忌，口，

ｓ），△Ｚｉ＝五（声，∞，，ｃ，臼，ｓ）。

２机载ＬＩＤＡＲ的工作流程

机载ＬＩＤｐ峡系统提交的图像数据经软件处理

后可以与其他各种数字图像进行合并，机载ＬＩｎ螺

系统从数据采集到图像数据处理工作流可分为航摄

设计、数据采集、数据处理３个主要的数据流程，详

细工作流程如图４所示。

图４机载ＬＩＤＡＲ工作流程图　万

方数据·３０·测绘工程第１６卷

３芝尝兰曾，·翌ＳＡＲ技术、传统摄影测暮裳Ｉ喜瓮要蒜凳器竺登

量技术的性能比较吴苫ｔ三－爵二墓ｊｊ姜苫ｊ盖ｆ爵葛ｉ艺§；磊

表ｌ现有主要商韭化机载ＬＩⅨ嫁系统性能比较

３．２机载ＬＩＤＡＲ与机载ＩＮ＆气Ｒ的区别

机载ＬＩＤＡＲ技术和机载ＩＮＳＡＲ技术都是主

要用于获取高时空分辨率、高精度ＤＥＭ数据的两

种技术，并能在生产ＤＥＭ等地形地貌产品时替代传统的摄影测量和地面常规测量技术。尽管机载

ＬＩｎ螺和ＩＮ＆嘘技术都可用于空间数据的获取，

但两者各有优缺点，其主要技术性能对比如表２所

示。

表２

ＬＩＤＡＲ与ＩＮＳＡＲ技术比较

　万

方数据第１期陈松尧，等：机载ＬＩＤＡＲ系统原理及应用综述·３１

３．３机载ＬＩｎ讯与摄影测量比较

机载ＬＩｎ气Ｒ和摄影测量之间的技术对比：

１）ＤＥＭ／ＤＳＭ生产。机载ＬＩｎ啵适合于获取

ＤＳＭ，通过对获取的三维激光点云数据进行去除噪

声和滤波处理，可以直接达到ＤＳＭ和ＤＥＭ，其数据

处理算法还不是很成熟。摄影测量是通过立体像

对，利用共线方程的原理间接获取ＤＥＭ，周期较长，

在一些特殊地区使用摄影测量较为困难，利用摄影

测量获取ＤＳＭ也比较困难，人工干预工作量很大，

最近法国ＩＳＴＡＲ公司推出的ＰｉｘｅｌＦａｃｔｏｒｙ系统可

以利用摄影测量手段获取ＤＳＭ，但是截止现在尚无

公开的精度验证报告。

２）精度比较。机载ＬＩｎ堰同摄影测量相比，

所受的误差影响因素更多，理论推导误差传播模型

更为复杂；对于摄影测量，平面和高程相互独立，能

分开加以考虑；另外，机载ＬＩＤＡＲ中存在的常数项

误差较摄影测量系统中的该项要大。一般来讲，对

于４００～１０００ｍ范围内相同的飞行高度，摄影测量

所获得的精度要比机载ＬＩｎ螺获得的精度要略

好，当然，有时候后者比前者好。对于更高的飞行高

度，如果姿态精度较高并且有足够的激光回波能量，

那么后者所获得的精度比前者高。摄影测量所获得

的平面精度要高出高程精度１／３；而机载ＬＩａ蟓高

程精度要高出平面精度２～５倍，对机载ＬＩｎ啵而

言，在坡度较大的地方平面精度也会影响高程精度。

３）地形质量。机载ＬＩⅨ讯的原始数据精度较

高、密度也较大，获得的ＤＥＭ地形质量并非总是令

人满意，因为机载ＬＩ吼堰具有一定的盲目性，数据

采样不能保证在关键地形点采样。除了缺乏明显特

征的特征线和特征点模型外，主要原因是用于过滤

原始数据的滤波算法并非智能化的图象处理方法，

有时不能区分有用信息和需要过滤掉的目标物体。

所以用机载ＬＩＤ根所获取的ＤＴＭ往往较平滑而

丢掉一些重要的地形特征信息。在裸露地区，获取

高地形质量ＤＴＭ的最好方法还是传统航空摄影测

量手段。

４）生产时间。机载ＬＩ吼讯直接获取距离观测

值，ＤＴＭ、ＤＳＭ和正射影像的生产要比摄影测量快

得多。

５）成本。就生产ＤＴＭ而言，机载ＬＩｎ娘要比

摄影测量廉价。德国测量局通过成本效益分析计算表明：用机载ＬＩＤＡＲ技术实现的成本仅为航空摄

影测量实现成本的２５％～３３％。

４ＬＩｎ幔技术的应用前景

机载ＬＩｎ幔技术具有很大的发展潜力，是一

种年轻的技术，还有许多发展空间，特别是在数据处

理算法以及软件和系统的开发等方面。随着用户数

的增加，其应用领域将越来越广，特别是随着激光技

术的进一步发展，将促进机载ＬＩｎ螺技术的革新，

譬如星载激光对地观测，包括在军事方面的运用，这

就要求提高激光的测距和成像能力。航空遥感未来

的发展方向是多种传感器的高度集成，多数据源的

融合处理，从而提高数据分类和物体识别的能力，机

载ＬＩｎ气Ｒ系统同被动光学传感器及ＩＭＵ／ＤＧＰＳ等

系统的集成将给整个摄影测量领域带来一场技术革

命。

参考文献

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机载激光雷达的应用现状及发展趋势

机载激光雷达的应用现状及发展趋势

机载激光雷达的应用现状及发展趋势

摘要：机载激光雷达是一种应用越来越广泛的对地观测系统，本文简要介绍了机载LIDAR系统及其测量原理，并重点综述了机载LIDAR的应用现状最后对其发展趋势进行了展望。

关键字 ：激光； 激光器 ； 激光技术 ；激光雷达

一、 机载LIDAR的技术原理

机载激光雷达（Light Detection And Ranging，LIDAR）是将激光用于回波测距和定向，并通过位置、径向速度计物体反射特性等信息来识别目标。它体现了特殊的发射、扫描、接收和信号处理技术。机载激光雷达技术起源于传统的工程测量中的激光测距技术，是传统雷达技术与现代激光技术结合的产物，是遥感测量领域的一门新兴技术。

自20世纪60年代末世界第一部激光雷达诞生以来，机载激光雷达技术作为一种重要的航空遥感技术，已经被越来越多的学者所关注。迄今为止，机载激光雷达的研究与应用均取得了相当大的进展，虽然机载激光雷达无法完全取代传统的航空摄影测量作业方式，但可以预见，在未来的航空遥感领域，机载激光雷达将成为主流之一。进入90年代，机载激光雷达系统进入实用化阶段，并成为雷达遥感发展的重要方向之一。机载LIDAR系统是一款高速度、高性能、长距离的航空测量设备，该系统由激光测高仪、GPS定位装置、IMU（惯性制导仪）和高分辨率数码照相机组成，实习对目标的同步测量。测量数据通过特定方程解算处理，生成高密度激光点云数值，为地形信息的提取提供精确的数据源。其应用已超出传统测量，遥感，以及近景测量所覆盖的范围，成为一种独特的数据获取方式。

与普通光波相比，激光具有方向性好、单色性好、相干性好等特点，不易受大气环境和太阳光线的影响。使用激光进行距离测量可大大提高了数据采集的可靠性抗干扰能力。当来自激光器的激光射到一个物体的表面时，只要不存在方向反射，总会有一部分光会反射回去，成为回波信号，被系统的接收器所接收，当仪器计算出光由激光器射出返回到接收器的时间为2t后，那么，激光器到反射物体的距离d=光速c×t\2 。

机载LiDAR技术概述及其应用

机载LiDAR技术概述及其应用

仅供个人参考

不得用于商业用途 机载LiDAR技术概述

摄影测量有着悠久的历史，国际摄影测量与遥感协会ISPRS（International Society of Photogrammetry and Remote Sensing）1988年给摄影测量与遥感的定义是：摄影测量与遥感是从非接触成像和其他传感器系统，通过记录、量测、分析与表达等处理，获取地球及其环境和其他物体可靠信息的工艺、科学与技术。其中摄影测量侧重于提取几何信息，遥感侧重于提取物理信息。也就是说，摄影测量是从非接触成像系统，通过记录、量测、分析与表达等处理，获取地球及其环境和其他物体的几何、属性等可靠信息的工艺、科学与技术。因此，从19世纪中叶，摄影技术一经问世，便应用于测量。它从模拟摄影测量开始，经过解析摄影测量阶段，现在已经进入数字摄影测量阶段。当代的数字摄影测量是传统摄影测量与计算机视觉相结合的产物，它研究的重点是从数字影像自动提取所摄对象的空间信息。

诚然，目前的科学技术已相当发达，计算机和高新技术已被广泛应用，数字立体摄影测量已经成熟，相应的软件和数字立体测量工作站已经在生产部门普及，但是摄影测量的工作流程基本上没有太大的变化，如航空摄影——摄影处理——地面测量（空中三角测量）——立体测量——制图（DLG、DTM、GIS及其他）的模式基本没有大的变化。这种生产模式周期明显是太长了，不适应我们信息社会的需求，不能满足“数字地球”对测绘的要求了。

LiDAR（LightLaser Detection and Ranging）技术是近数十年来摄影测量与遥感领域具革命性的成就之一。自2003年来，LiDAR作为一项成熟的高科技技术手段逐渐得到市场采纳和认可。它融合了激光扫描仪、IMU惯性测量单元、差分GPS以及航飞控制与管理系统等多项高科技技术。目前，在欧美发达国家，像美国和德国以及亚洲的日本，激光技术已经得到了普遍的应用，它的应用领域几乎囊括了经济建设的各个方面。

机载LiDAR技术在城市3D数字产品中的应用

机载LiDAR技术在城市3D数字产品中的应用

机载LiDAR技术在城市3D数字产品中的应用

摘要本文介绍了机载LiDAR测地技术的主要原理与方法，并结合某地城市3D数字产品的制作过程，详细阐述了该技术在3D产品生产中的运用及主要特点。

关键词机载雷达；3D产品；数字城市

0 引言

机载激光雷达.. (AirborneLightDetectionAnd Ranging，简记为LiDAR)，是集激光扫描、全球定位系统(GPS)和惯性导航系统(INS)三种技术于一体的空间测量技术，能够快速、精确地获取地表信息。与传统航测相比，机载LiDAR具有速度快、精度高、能提供丰富的三维信息等优点。机载激光雷达系统与数字航摄仪、机载GPS及惯性导航系统相结合，使用大容量高速计算机，经过专用软件处理，可快速完成数字高程模型(DEM)、数字正射影像图(DOM)及数字表面模型（DSM）的大规模生产。LiDAR数据的平面精度可以达到0.2m，高程精度可达到0.1m。

近10年以来，LiDAR硬件设备已经成熟和稳定，并且性能越来越优化；针对LiDAR数据的处理软件已基本成熟；并已投入商业应用。LiDAR的应用领域在不断的扩展和深化，已经成功的应用于大比例尺DEM、DSM、DOM制图、电力和公路选线、城市规划、森林调查、灾害灾情监测、三维数字城市建设等行业领域。

1 LiDAR系统构成、定位原理及应用

1.1 LiDAR系统构成

LiDAR系统主要如下几部分构成：

⑴GPS：根据地面基站及机载GPS快速确定空中飞机的三维坐标；

⑵INS：惯性测量系统，用于确定飞机的空中姿态；

⑶激光扫描测距系统：测量空中点至地面的距离

⑷成像装置（CCD数码相机）：获取所经地面的影像，用于制作地面正射数字影像；

⑸工作平台：可携带上述装置的飞行器。

1.2 LiDAR定位原理

机载LiDAR定位原理：设空间有一向量S，其模为S，方向为（φ，ω，κ），若能测出该向量起点Os的坐标（Xs，Ys，Zs），则此向量的另一端点Ps的坐标（Xs，Ys，Zs）便可唯一确定。对机载系统而言，起点Os为遥感器光学系统的投影中心，其坐标可利用动态差分GPS求出，向量S的模S是由激光测距系统测定的机载激光测距仪测理投影中心到地面激光脚点之间的距离，姿态参数（φ，ω，κ）可以利用高精度的姿态测量装置进测量获取。其中一些系统参数，主要包括激光测距光学投影中心相对于天线相位中心的偏差；激光扫描器的安装角，即倾斜角、仰俯角和航偏角；IMU（惯性测量单元）相对于GPS的位置偏差及IMU机体同载体坐标轴系之间的不平行等项参数，需要通过一定的检校方法确定。

无人机机载LiDAR航测技术道路测绘应用效果分析

无人机机载LiDAR航测技术道路测绘应用效果分析

无人机机载LiDAR航测技术道路测绘应用效果分析

摘要：随着无人机空中航测设备的不断完善，无人机航测技术也将广泛应用于各行各业。目前的无人机航测主要包括使用配备高清镜头的无人机从多个角度生成高清图像，使用高清点云投影算法生成实景3D模型，用实景3D模型标记地形，设计布局计划，并进行实景模型测量。这种传统的无人机航测技术通过高清镜头进行数据采集,对于测绘精度的要求,测绘面积相对较小,植被率较低,在技术应用领域相对较好,但对于相对较高的植被覆盖率,测绘精度满足线性工程师的要求,传统航测很难达到项目的精度要求。因此,研究激光雷达技术如何以更高的航测精度,以完成测绘任务成为研究的重点。

关键词:无人机;机载雷达;道路测绘

LIDAR技术是近二十年来摄影测量与遥感领域具有革命性的成就，随着空间数据的使用越来越多，对准确可靠的空间数据的需求也在增加。由于生产周期长，成本高，数据采集密度低，传统的摄影测量无法满足现代信息社会的要求，LIDAR是一种快速准确的地面3D数据技术。

一、LIDAR系统概述

激光雷达(LIDAR)是LIGHR DETECTION AND RANGING的缩写,即激光探测与测量系统。它使用单个激光脉冲来测量从激光源到目标和返回激光接收器的时间,同时结合飞机传感器的定位和方位数据来精确测量(目标)的三维坐标。

1.系统工作原理。机载LIDAR是一个激光测距，测量传感器到位置的距离，而高精度星座观测系统(IMU)测量主扫描轴的正空间参数。全球定位系统(GPS)是一种高分辨率的数码相机，它捕获与地面相对应的彩色数字图像，以确定扫描中心的空间位置，从而产生正射影像。 2.测量原理。包括单束窄带激光器和接收系统，它产生光脉冲，向物体发送，最终反射接收器接收的物体。光接收器精确测量光脉冲和反射之间的时间。由于光脉冲以光速传播，因此接收器始终接收先前反射的脉冲，直到下一次脉冲调整发生。由于光速是已知的，因此运动时间可以转换为距离测量。通过结合激光的高度，激光扫描角度，从GPS得到的激光器的位置和从INS得到的激光发射方向，可以准确地计算出与地球上当前的光束(x，y，z)相对应的光斑。普通激光的频率可以达到每秒数万个脉冲。许多激光雷达系统还可以记录同一脉冲的多次反射，激光束可能先打在树冠的顶端，不断击中多个叶片或树枝，甚至击中地面被返回，显示一系列具有x，y，z坐标的点，该功能允许通过分类和过滤来搜索信息，如地面高度，树高和建筑物。