一、了解激光雷达

Lidar(Light Detection And Ranging):激光探测及测距,是一种光学遥感技术,使用激光对地球表面的密集采样,产生高精度X、Y、Z测量值。

激光雷达系统的主要硬件组成部分包括一组车辆(飞机、直升机、车辆以及三脚架)、激光扫描系统、GPS(全球定位系统)和 INS(惯性导航系统)。INS 系统测量激光雷达系统的滚动角、俯仰角与前进方向。

激光雷达是一个主动光学传感器,它在沿着特定的测量路径移动时向一个目标发射激光束。激光雷达传感器中的接收器会对从目标反射回来的激光进行检测和分析。这些接收器会记录激光脉冲从离开系统到返回系统的精确时间,以此计算传感器与目标之间的范围距离。这些距离测量值会与位置信息(GPS 和 INS)一起转换为对象空间中反射目标实际三维点的测量值。完成激光雷达数据采集测量之后,将通过分析激光的时间范围、激光的扫描角度、GPS 位置和 INS 信息将点数据后处理成高度精确的地理配准 x,y,z 坐标。

采集到的激光雷达点的附加信息与 x、y 和 z 位置值存储在一起。为每个记录的激光脉冲保留以下激光雷达点属性:强度、回波编号、回波数、点分类值、在飞行航线边缘的点、RGB(红、绿和蓝)值、GPS 时间、扫描角度和扫描方向。


二、激光雷达的类型:

i   机载激光雷达(Airborne)

A)地形探测激光雷达(Topographic lidar)

应用如如林业、水文、地貌、城市计划、景观生态、海岸工程、调查评估和体积计算等。

B)深海探测激光雷达(Bathymetric lidar)


ii  陆地激光雷达(Terrestrial lidar)

A)移动(Mobile): 可安装在车辆、火车甚至轮船上。

B) 固定(Static): 三脚架等。


三、激光雷达的存储:

LAS 是美国摄影测量与遥感协会 (ASPRS) 所创建和维护的行业格式。每个 LAS 文件都在页眉块中包含激光雷达测量的元数据,然后是所记录的每个激光雷达脉冲的所有记录。每个 LAS 文件的页眉部分都保留有激光雷达测量本身的属性信息:数据范围、飞行日期、飞行时间、点记录数、返回的点数、使用的所有数据偏移以及使用的所有比例因子。为 LAS 文件的每个激光雷达脉冲保留以下激光雷达点属性:x,y,z 位置信息、GPS 时间戳、强度、回波编号、回波数目、点分类值、扫描角度、附加 RGB 值、扫描方向、飞行航线的边缘、用户数据、点源 ID 和波形信息。

最初,激光雷达数据以 ASCII 格式交付。由于激光雷达数据集合非常庞大,所以不久之后,开始采用一种称为 LAS 的二进制格式来管理和标准化激光雷达数据的组织和传播方式。现在,以 LAS 表示的激光雷达数据十分常见。LAS 是一种可接受性更强的文件格式,因为 LAS 文件包含的信息更多,而且由于采用二进制,所以导入程序可以更高效地读取。

ArcGIS 支持以 ASCII 或 LAS 文件格式提供的激光雷达数据。ArcGIS支持LAS版本1.0,1.1,1.2和1.3。使用 LAS 版本 1.3 时可用的波形信息不受支持。此外,支持与 1.3 版兼容的 1.4 版 LAS 文件,包含 0-5 的点记录格式。不支持包含 6-10 点记录格式的 1.4 版 LAS 文件。


四、激光雷达点分类:

每个激光雷达点都可分配一种分类,用于定义反射激光雷达脉冲的对象的类型。可将激光雷达点分成很多个类别,包括地面、裸露地表、冠层顶部和水域。使用 LAS 文件中数字整数代码可定义不同的类。对于 LAS 格式 1.1、1.2 或 1.3,分类代码由美国摄影测量与遥感协会 (ASPRS) 定义。