激光遥感技术及其应用

地形测量中常用的测绘技术及其优缺点地形测量是一项重要的工作，它对于土地规划、建设工程以及地理研究等领域都有着重要的作用。

随着科技的发展，测绘技术也在不断创新和进步，本文将介绍几种地形测量中常用的测绘技术及其优缺点。

一、全站仪法全站仪法是一种使用全站仪进行测量的技术。

全站仪结合了电子测距仪、自动水平仪、自动角度仪等仪器的功能，能够实现角度、距离和高程的同时测量。

全站仪法具有测量速度快、精度高、适用范围广等特点，能够满足大部分地形测量需求。

然而，全站仪法需要在测量过程中放置控制点，存在场地限制，且价格较高，对于一些项目来说可能不太适用。

二、激光测距技术激光测距技术利用激光束测量目标物体的距离，广泛应用于地形测量中。

激光测距技术具有非接触性、高精度和高速测量等优点，尤其适用于测量大范围区域的地形。

通过将激光测距仪与全站仪等设备结合使用，不仅能够获取地形的形状和高程信息，还能够进行三维建模和分析。

然而，激光测距技术在测量过程中对天气条件和目标表面的材质有一定的要求，且设备较为昂贵，对于一些小型项目可能不太实用。

三、遥感技术遥感技术是利用卫星、航空器等携带的传感器对地表进行观测和测量的方法。

遥感技术具有高效、广域、及时的特点，能够获取大范围地表的形态、地貌等信息。

在地形测量中，遥感技术常用于获取地形图、数字高程模型和三维地理信息等数据。

遥感技术相对于传统的地面测量方法具有成本低、覆盖广等优势。

然而，由于遥感技术受到天气、云量等因素的限制，有时候可能无法获得准确的测量数据。

四、地面导航和定位系统地面导航和定位系统是一种基于全球导航卫星系统（GNSS）的定位技术。

通过接收卫星信号并计算位置坐标，地面导航和定位系统能够提供准确的位置信息。

地面导航和定位系统在地形测量中的应用主要体现在获取测量点的经纬度坐标和高程信息。

该技术具有定位精度高、操作简便等优点，适用于大区域的地形测量。

然而，由于卫星信号受到建筑物、树木等遮挡物的干扰，有时候可能无法实现准确的定位。

激光雷达技术及其应用（一）激光, 雷达, 分辨率, 技术, 能力20世纪60年代初出现了以测距为主要功能的激光雷达，它以高角分辨率、高速度分辨率、高距离分辨率、强抗干扰能力、良好的隐蔽性，以及出色的全天候工作能力在很多领域尤其是军事领域中得到了广泛的应用。

激光雷达技术也称机载激光雷达，它是一种安装在飞机上的机载激光系统，通过量测地面的三维坐标，生成激光雷达数据影像，经过相关软件处理后，可以生成地面的DEM模型、等值线图及DOM 正射影像图。

激光雷达系统通过扫描装置，沿航线采集地面点三维数据；系统可自动调节航带宽度，使其与航摄宽度精确匹配，在不同的实地条件下，平面精度可达0.1m，采样间隔为 2～12m。

激光雷达是集激光技术、光学技术和微弱信号技术于一体而发展起来的一种现代化光学遥感手段，它使用激光作为探测波段，波长较短而且是单色相干光，凶而呈现出极高的分辨本领和抗干扰能力，为其在各方面的应用奠定了重要基础。

激光雷达探测技术不仅可以获得目标地物表面的反射能量的大小，同时还可获取目标反射波谱的幅度、频率和相位等信息，用于测速和识别移动目标，在环境、生态、通信、航天等方面有着广泛的应用。

本文重点介绍激光雷达的技术现状和应用领域。

机载脉冲式激光雷达的发展简史激光雷达的研发早在上个世纪的七十年代就开始了(Jennifer and Jeff 1999)。

最初，是由美国的航天航空总署NASA研究出了一种非常笨重的基于激光测量的设备。

尽管它非常昂贵，也只能测量放在地面上的飞机的精确的高度。

在八十年代后期，随着GPS民用技术的提高，使得GPS对位置定位的精度达到了厘米的量级。

高精度的用于记录激光来回时间的计时器和高精度的惯导测量仪（Inertial Measurement Units，IMU）的相继问世，为激光雷达的商业化打下了基础。

激光雷达工作原理激光雷达的工作原理与雷达非常相近。

由激光器发射出的脉冲激光由空中入射到地面上，打到树木上，道路上，桥梁上，房子上，引起散射。

无人机遥感技术在测绘工程的应用
无人机遥感技术在测绘工程中有广泛的应用。

以下是其中一些主要应用领域：
1. 地形测绘：无人机可以配备激光扫描仪（LiDAR）或多光谱相机，通过飞行收集地表数据，包括地形高程、地表覆盖物等，以生成高精度的地形模型。

2. 建筑测量与监测：通过无人机飞行收集建筑物的三维信息，可以用于建筑物及其周围环境的建模和监测，如建筑物的体积测量、结构变形监测等。

3. 城市规划：无人机遥感技术可以用于收集城市的大量空间数据，如道路、建筑物、绿地等，用于城市规划、土地利用规划等。

4. 管线巡检与监测：使用无人机配备热红外相机，可以对油气管线、电力线等进行巡检和监测，以发现潜在的漏洞、故障等问题。

5. 环境监测：通过无人机收集多光谱影像数据，可以用于监测环境污染情况、植被覆盖情况等，以辅助环境保护和生态研究。

6. 工程施工监理：无人机可以用于定期拍摄施工现场，以进行工程进度监测、施工质量检查等，提高施工监理效率。

无人机遥感技术在测绘工程中的应用可以提高测绘效率和准确性，同时减少人力资源的投入，因此被广泛应用于各种测绘工程项目中。

考古学中的科技手段与应用考古学是研究古代人类文化和历史的学科，它通过考古发掘和研究古代人类遗址、文物等遗存，以了解和揭示人类文明发展的历史过程。

在这个数字化时代，科技手段在考古学中发挥着越来越重要的作用。

本文将介绍考古学中常见的科技手段及其应用。

一、遥感技术遥感技术是利用人造卫星、航空器等遥感设备获取地球表面信息的一种手段。

在考古学中，遥感技术可以通过对地球表面的影像进行解译，发现和识别潜在的考古遗迹。

例如，通过红外遥感技术，可以检测到地下墓葬中存在的不同温度，从而帮助研究人员确定墓葬的位置和规模。

此外，遥感技术还可用于发现地下城市、遗址遗迹等，为考古工作提供重要的线索和信息。

二、地球物理勘探地球物理勘探是利用地球物理学原理和方法进行地下信息探测的技术手段。

在考古学中，地球物理勘探可以帮助确定和探测地下遗存的位置和构造。

地球物理勘探的常用方法包括电阻率法、磁法、重力法和地震法等。

通过对地下的电阻率、磁力等物理特性进行测量和分析，考古人员可以推测地下潜在的建筑遗迹、城市布局等信息，从而指导考古发掘和研究工作。

三、三维扫描技术三维扫描技术是一种利用激光等高精度测量工具对物体进行三维数据采集和建模的技术。

在考古学中，三维扫描技术可以用于对文物进行精确的测量和记录，包括建筑遗址、石刻、器物、动物骨骼等。

通过将实物扫描成数字模型，可以实现对文物进行虚拟展示、还原和保存，同时也为后续的研究和保护工作提供了便利和准确性。

四、碳14测年技术碳14测年技术是一种根据有机物中含有的碳14同位素的衰变来推测物质年代的方法。

在考古学中，碳14测年技术被广泛应用于对有机材料（如骨骼、木材、纤维等）的年代测定。

通过测定样品中碳14的含量，结合碳14的半衰期，可以推算出物质存在的年代，从而为考古学家提供时间线索和年代确认。

五、地理信息系统（GIS）地理信息系统（GIS）是一种用于地理空间数据采集、管理、分析和展示的技术工具和环境。

高中地理第三章地理信息技术应用第二节遥感（RS）技术及其应用教案湘教版必修1突破思路森林大火、特大洪灾的监测，如果单靠人工进行，不仅要花费大量的人力和财力，而且要经过很长的时间才能获得全面的资料；而用遥感技术，则能在很短的时间内获得全面的资料，以便于及时安排防灾、救灾工作。

实际上遥感技术的应用领域很广，例如：资源普查、灾害监测、环境监测、工程建设及规划、军事侦察、海上交通和海洋渔业等。

为便于学生理解本节内容，教材以1998年长江流域特大洪水淹没区估算为例，介绍遥感技术及其应用。

另外，我们可以组织学生搜集一些遥感图像，同学之间交流一下，并尝试判读、分析。

RS技术的应用遥感技术包括传感器技术，信息传输技术，信息处理、提取和应用技术，目标信息特征的分析与测量技术等。

遥感技术依其遥感仪器所选用的波谱性质可分为：电磁波遥感技术、声纳遥感技术、物理场（如重力和磁力场）遥感技术。

电磁波遥感技术是利用各种物体／物质反射或发射出不同特性的电磁波进行遥感的。

其可分为可见光、红外、微波等遥感技术。

按照感测目标的能源作用可分为：主动式遥感技术和被动式遥感技术。

按照记录信息的表现形式可分为：图像方式和非图像方式。

按照遥感器使用的平台可分为：航天遥感技术、航空遥感技术、地面遥感技术。

按照遥感的应用领域可分为：地球资源遥感技术、环境遥感技术、气象遥感技术、海洋遥感技术等。

常用的传感器：航空摄影机（航摄仪）、全景摄影机、多光谱摄影机、多光谱扫描仪（Multi Spectral Scanner，MSS）、专题制图仪（Thematic Mapper，TM）、反束光导摄像管（RBV）、HRV（High Resolution Visible range instru—ments）扫描仪、合成孔径侧视雷达（Side—Looking Airborne Radar，SLAR）。

常用的遥感数据有：美国陆地卫星（Landsat）TM和MSS遥感数据、法国SPOT卫星遥感数据、加拿大Radarsat雷达遥感数据。

遥感与测绘技术在矿产资源勘探中的优势与应用近年来，随着科技的迅速发展，遥感与测绘技术在矿产资源勘探中发挥着越来越重要的作用。

遥感技术通过获取地表及其周边区域的光、电、热等信息，能够对地表进行全面、高效、准确的观测，而测绘技术则通过测量和绘制地球表面各种地理现象和空间数据，为矿产资源勘探提供了重要的基础数据。

下面我们将重点介绍遥感与测绘技术在矿产资源勘探中的优势与应用。

首先，遥感技术在矿产资源勘探中具有优势。

遥感技术能够利用遥感卫星、航空、无人机等载体，实现对地球表面进行连续、广泛、多光谱的观测，获得大量的区域性、实时性的数据。

这些数据可以通过图像处理和数字计算等手段进行遥感解译，从而有效提取出地表特征信息。

对于矿产资源勘探而言，遥感技术能够实时监测矿产地区的地表变化，发现潜在的矿产资源迹象，评估矿区的开采潜力。

另外，遥感技术还能够通过遥感卫星的热红外遥感技术，探测地表的热量分布情况，进一步揭示潜在矿产资源的存在。

其次，测绘技术在矿产资源勘探中具有优势。

测绘技术能够以高精度、高分辨率的方式获取地球表面各种地理现象和空间数据，为矿产资源勘探提供基础信息。

通过测绘技术，可以对矿区进行详细的地表测量，获得地形、地貌、地下水位等空间信息，为矿床赋存、分布以及开采方式的选择提供基础数据。

同时，测绘技术还能够通过激光雷达技术进行三维测量，获取地表和地下的精细数据，为矿产资源勘探提供更准确的空间信息。

最后，遥感与测绘技术在矿产资源勘探中的应用也日益广泛。

在矿产勘探中，遥感技术可以应用于矿区的地质构造解译、矿物识别、探矿目标提取等方面。

通过遥感图像的显示和解译，可以对矿区的地质构造进行分析，快速揭示地下矿体的形态和分布。

同时，遥感技术还可以通过矿区的光谱特征信息，进行矿物识别和分析，帮助勘探人员确定矿物的成分和含量。

而测绘技术则可以应用于矿区的地形测绘、矿区环境监测、矿产资源调查等方面。

通过测绘技术获取的地形数据，可以帮助勘探人员确定矿区的地貌、海拔等信息，以及地下的地形、断层等数据，为矿产资源的勘探和开采提供重要的依据。

浅析激光技术在航空领域的应用及发展摘要：当今社会及经济发展中，信息容量越来越大，而高容量的信息发展逐渐显露出电子学的局限性，这时候光作为一种更为理想的信息载体，使得信息技术的发展有了新的突破口。

在光电子技术更优于微电子技术的形势下，我国对电子光电技术给予高度重视以及大量的投入，目前我国激光技术已经达到了世界前列水平。

以中国激光产业市场规模为例：2018年至2019年，中国激光产业市场规模连年以超20%的增速增长，相关数据预测2021年中国激光设备市场规模将达近988亿元。

在如今军事设备及航空技术的高速发展形势下，激光技术在航空领域的应用范围越来越广。

并且光电子器件环境适应能力强，不论是在实验室、工业环境还是太空环境，光电子器件都能承受住严苛的环境考验。

光源激光化是光电子技术的主要特征之一，激光技术也是当前航空领域应用范围较为广泛的一种极其重要的技术。

本论文主要从激光雷达技术、激光测距技术、激光加工技术三个方面来探讨现代激光技术在中国航空领域的应用及发展，并研究激光技术的局限性以及对航空领域的推动作用。

关键词：激光技术、激光雷达、激光测距、激光加工随着现代光电子技术的高速发展，激光技术被认为是人类在智能化社会生存和发展的必不可少的工具之一。

由于激光具有单色波长、方向性强、能量集中等特点，所以激光技术在军民领域都具有广泛的适用性，在航空领域也是有着举足轻重的地位。

在航空技术高速发展的潮流下，激光技术必然会起到极大的助推作用。

1机载激光雷达技术1.1、机载激光雷达在航空领域的应用激光雷达是用激光器作为辐射源的雷达系统，且其体积小、重量轻、抗干扰能力强，在机载平台具有良好的适用性。

近年来，随着军事及民用航空领域的需求的剧增，并且激光雷达在军民航空领域有着广泛的潜力，激光雷达也成为了一大研究热点。

在飞机和直升机飞行中，低空障碍物以及夜间飞行都会构成严重的安全威胁，肉眼以及传统雷达已经无法满足如今的航空飞行条件。

绪论第一章遥感物理基础Chapter 1 Physical basis of remote sensing电磁波：在真空或物质中通过传播电磁场的振动而传输电磁能量的波。

（在真空或介质中传播的交变电磁场）电磁波是通过电场和磁场之间相互联系和转化传播的，是物质运动能量的一种特殊传递形式。

原子光谱、分子光谱和晶体光谱波粒二象性：1 波动性：表现出干涉、衍射、偏振等现象。

一般成像只记录了电磁波的振幅，只有全息成像时才同时记录振幅和相位，在遥感成像时，只有雷达成像是如此。

干涉的影响：利—利用能量增大的趋势使图像清晰，方向性强；弊—造成同一物质所表现的性质不同SAR成像时，斑点的产生就是由于电磁波的干涉引起的。

衍射的影响：(1)使电磁辐射通量的数量、质量和方向都发生变化，结果测量不准确，对目标物的解译也带来困难。

(2)缩小阴影区域。

(3)影响遥感仪器的分辨能力。

光的偏振现象说明光波是横波，在微波技术中称为“极化”。

多普勒效应：电磁辐射因辐射源或观察者相对于传播介质的移动，而使观察者接受到的频率发生变化的现象。

2 粒子性的基本特点是能量分布的量子化光电效应应用：扫描成像、电视摄像等，把光像变成电子像，把对人眼无作用的电磁辐射变成人们可以看见的影像。

3、波粒二象性的关系电磁波的波动性与粒子性是对立统一的，E（能量）、P（动量）是粒子的属性，υ（频率），λ（波长）是波动的属性，二者通过h联系起来。

光的波动性和粒子性是光在不同条件下的不同表现：从数量上看：少量光子的运动表现出粒子性；大量光子的运动表现出波动性。

从频率上看：频率高的光子粒子性强，频率低的光子波动性强。

当光和其它物质发生相互作用时表现为粒子性，当在传播时表现为波动性。

为什么说遥感的物理基础是电磁波理论？➢不同地物电磁波特性不同（表现为不同颜色，不同温度）➢传感器接收的是电磁波➢数据传输是电磁波➢数据处理的是地物电磁波信息➢应用的是地物电磁波特性电磁波谱：将电磁波在真空中按照波长或频率的依大小顺序划分成波段，排列成谱。

实用的大地测量技术及其应用案例随着科技的快速发展，大地测量技术在现代社会中发挥着越来越重要的作用。

大地测量技术可以帮助我们测量地球表面的各种参数，为不同领域的研究和应用提供准确的数据和信息。

本文将介绍几种实用的大地测量技术，并以应用案例来展示其重要性和效果。

一、全球定位系统（GPS）全球定位系统（GPS）是一种基于卫星导航的测量技术，可以准确测量地球上任何一个位置的经度、纬度和海拔。

GPS技术的应用范围非常广泛，例如导航、航空航天、地理信息系统等。

以地理信息系统为例，通过使用GPS技术可以测量地物位置的精度、时空变化等信息，为城市规划、农业生产、环境管理等领域提供数据支持。

案例：在城市规划中，通过GPS技术可以准确测量城市中不同建筑物的位置和高度，为城市规划师提供准确的地理信息。

例如，利用GPS技术可以测量建筑物的高度和位置，进而进行三维地图的建模和分析，为城市规划师提供更准确的数据和决策依据。

二、激光测距技术激光测距技术是一种利用激光束测量目标与测量仪器之间距离的技术。

激光测距技术具有高精度、高速度和非接触性的特点，广泛应用于工程测量、地质测量等领域。

案例：在工程测量中，激光测距技术可以用于测量建筑物的高度、桥梁的跨度等。

例如，当进行大桥测量时，传统的测量方法需要在高空或深水中进行，既危险又困难。

而激光测距技术可以通过发送激光束并测量返回的时间来计算出目标与测量仪器之间的距离，从而更安全、高效地测量桥梁的跨度。

三、航空摄影测量技术航空摄影测量技术是一种利用航空器（如飞机、无人机等）进行摄影测量的技术。

通过航空摄影测量技术可以获得航空照片和数字高程模型，为地理信息系统、资源管理、环境监测等提供数据支持。

案例：在资源管理方面，航空摄影测量技术可以帮助测量、监测植被覆盖度、土地利用等信息，为森林资源管理、农业生产等提供数据支持。

例如，通过航空摄影测量技术可以获得高分辨率的植被覆盖度图像，进而对森林资源进行监测和管理。

学年论文：遥感技术在海洋研究中的应用学院：海洋学院姓名：***学号：********遥感技术在海洋研究中的应用陈瑞瑞（天津科技大学海洋学院海洋技术专业天津 300457）摘要：在分析遥感技术特点的基础上，从其在海洋应用的基础研究和在海洋与海岸带资源环境监测，海洋资源研究等方面，论述了遥感技术在海洋的应用和研究进展，说明了遥感技术在海洋研究中不可替代的作用，最后本文提出了遥感技术在海洋研究中着重发展的几个建议。

关键词：遥感技术；海洋；海洋研究。

Abstract: in the analysis based on the characteristics of the remote sensing technologyand its application in the ocean from the basic research and in the coastal ocean and resource environmental monitoring, Marine resources research, the paper discusses the application of remote sensing technology in the ocean and research progress, and that the remote sensing technology in Marine research the role that cannot be replaced and, in the end, this paper puts forward the remote sensing technology in the ocean in the development of research on several Suggestions.Key word s: remote sensing technology; Marine; Marine research.引言随着我国经济实力的增强，各国之间竞争日益加剧，能源，土地，海洋太空各方面的竞争。

（1）基于激光雷达的移动机器人位姿估计方法综述位姿估计方法是移动机器人研究的一个核心问题，精确地位姿估计对于机器人的定位、自动地图生成、路径规划等具有重要意义。

传统的位姿估计方法在不同程度上都有位移误差较大、成本较高的缺点。

而激光雷达刚好解决了这个问题。

目前常用的激光雷达为2维脉冲式激光雷达，这种方法有两个重要的步骤：距离数据的表示和距离数据的对应。

数据的表示。

利用一对脉冲近红外发射器和接收器，通过测量发射到接受的时间差，即可计算出目标的距离，从而得到关于环境的水平剖面图。

对于静态环境的表示方法目前比较好的方法是Gonzalez提出的混合式表达方法，这种方法综合了基于特征的表示方法和占据网格的表示方法而提出的一种同时具有两者各自优点的方法。

距离数据的对应。

目前已有的对应方法有特征—特征、点—特征和点—点等。

以下主要介绍三类。

特征—特征对应方法首先从参考扫描和当前扫描中分别抽取出一组特征，然后是用特征的属性和特征间相对关系对两组特征进行匹配，得到一组特征对，最后使用迭代的方法求解机器人的位姿，使特征对之间的误差最小。

点—特征与特征—特征方法的不同主要在于它直接使用当前的原始数据与参考扫描的特征进行匹配，匹配的依据是点到线段的距离。

由于这种方法在匹配中直接使用了原始的距离数据，避免了中间的特征抽取过程，因此这种方法的精度略高于特征—特征方法。

点对点的方法是利用一个合适的规则直接匹配2个扫描中的数据，从而得到相对位姿的关系，目前这个常用的规则是最近点规则。

（2）激光雷达技术在城市三维建筑模型中的应用“数字城市”是数字地球技术系统的重要组成部分，而表达城市主要物体的三维模型包括三维地形，三维建筑模型、三维管线模型。

这些三维建筑模型是数字城市重要的基础信息之一。

而激光雷达技术可以快速完成三维空间数据采集，它的优点使它有很广阔的应用前景。

机载雷达系统的组成包括：激光扫描器、高精度惯性导航仪、应用查分技术的全球定位系统、高分辨率数码相机。

摘要世界上第一台激光器诞生于1960年，我国于1961年研制出第一台激光器，它一问世，即获得超乎寻常的飞快发展，不仅使古老的光学及其技术焕发青春，也生发了许多新兴的学科。

40多年来，激光技术与应用发展迅猛，已与多个学科相结合形成多个应用技术领域，比如光电技术，激光医疗与光子生物学，激光加工技术，激光检测与计量技术，激光全息技术，激光光谱分析技术，非线性光学，超快激光学，激光化学，量子光学，激光雷达，激光制导，激光分离同位素，激光可控核聚变，激光武器等等。

这些交叉技术与新的学科的出现，大大地推动了传统产业和新兴产业的发展。

激光正以特殊的方式深刻影响着人们生活。

本文通过对激光特性的认识，展示了激光在军事上给人类社会带来巨大变化以及其快速的发展历程，同时也展望激光未来发展的趋向与前景关键词：激光军事未来激光武器的分类：不同功率密度，不同输出波形，不同波长的激光，在与不同目标材料相互作用时，会产生不同的杀伤破坏效应。

激光器的种类繁多，名称各异。

按工作介质区分，目前有固体激光器、液体激光器和分子型、离子型、准分子型的气体激光器等。

按其发射位置可分为天基、陆基、舰载、车载和机载等类型，按其用途还可分为战术型和战略型两类，即战术激光武器和战略激光武器任何物体都能辐射和反射电磁波，并具有不同的辐射和反射特性。

利用不同的光学遥感器，从空中或远距离探测目标和环境的光学波段电磁波信息，经光学、电子技术处理后，为军事应用、科学研究和经济建设服务。

光学遥感技术的发展可追溯到19世纪， 1858年在巴黎上空的气球上拍摄了第一张空中照片。

20世纪初发明飞机后，航空摄影广泛用于军事侦察，黑白、彩色的可见光和近红外波段照相技术得到实际应用。

60年代初，美国研制成功红外扫描仪和多光谱扫描仪，提供了新的遥感手段。

1957年人造地球卫星发射成功后，航天遥感技术得到迅速发展，照相侦察卫星、预警卫星、测地卫星、气象卫星和载人飞船等多种航天器上，广泛采用可见光、红外和多光谱遥感设备。