激光雷达(激光探测及测距系统，LiDAR)是一种光学遥感技术，其基本工作原理与无线电雷达技术类似，即通过激光脉冲发送和反射信号接收的时间间隔来测量与目标的距离。目前，激光雷达技术已广泛应用于测绘、考古、地理、地质、林业、遥感和大气物理等许多个学科领域。

　　激光雷达制图已成为许多项目的基本要求。除激光雷达数据外，用户通常还需要正射校正后的图片以及地理信息数据。某些用户还会需要分类点云;然而，随着一种能够显示完整点云数据并产生矢量信息的工具的出现，许多用户已不再使用这种数据了。

　　另一个常见的影响终端数据质量的发展趋势则是多波段数据信息的融合。来自激光雷达和其它传感器的融合数据正在成为标准化数据。这样不仅能够充分发挥每个传感器的优势，而且可以避免来自其它传感器的可能干扰。点云已具有一定的内在几何形状，与其他数据资源的融合将会极大地增强其信息价值。

　　从硬件角度来看，激光雷达制造商在保证数据覆盖范围的前提下，一直都在努力提高单位面积获取的点云数目，以获得更好的量测分辨率。

　　主要组成部分

　　以机载激光雷达设备为例，LiDAR系统大致包括以下几个部分：

　　扫描仪及光学系统——激光扫描仪是系统的核心部分，主要用来测量地物地貌的三维空间坐标信息，其扫描的速度将决定影像数据生成的速度。利用多种光学系统来扫描方位角和高程，其精度将影响角分辨率和测距。此外，还可用孔镜或者电子束分裂器来收集回波信号。

　　全球定位系统(GPS)——搭载在飞机或者卫星等移动平台上的激光雷达传感器都需要确定其绝对位置。GPS接收器采用差分定位技术来确定平台的坐标。为了获取更准确的数据，还要在数据处理过程中进行后处理动态定位。

　　惯性导航系统(IMU)——测量航飞平台的姿态，如飞机倾斜、翻滚和偏航的程度。这些数据可用于进行发射激光束角度校正和地面图像纠正。

　　数码相机——数码相机拍摄的航片宽度应该与激光扫描宽度一致，经过后期校校正、拼接的航片可生成彩色正射数字影像。

　　数据处理软件——激光扫描系统所获取的数据量非常庞大，一个典型项目的数据量可达数百万兆字节。必须经过特定的专业软件来处理才能满足具体需求。

　　需求增长的原因

　　近年来，激光雷达已成为地理空间数据采集的主要工具之一，点云数据及其产生的许多附件数据和信息产品越来越得到业内人士的认可。导致出现这种趋势的因素有很多，包括激光雷达系统采集效率高、采集量大、高精度点云数据的生产相对便捷、数据获取周期短等。而恰巧这些正是用户所急需的，他们对准确及时的地理信息数据的需求已经日益急迫。可将激光雷达的优势概述如下：

　　·快速的数据采集和处理能力

　　·对天气的依赖程度较低

　　·在植被覆盖区，有着比摄影测量技术更好的测量效果

　　·输出数据种类多样，内容完善

　　·为进行内业数据挖掘提供了可能，这就意味着用户可以利用丰富的数据资源来提取其它细节信息

　　·可以节省某些项目的开支。就狭长地带测图而言，激光雷达技术比传统测量方法更具有优势，可以极大地节约时间和开支。

　　纸质地理信息的时代正在逐渐瓦解，数字信息已成为当今的主角。与纸质数据相比，数字系统可以匹配不同来源的数据，并同步坐标系统。数字时代对准确的地理信息的需求也日益增多，急需精确的地理同步方法的出现，特别是在具有多层数据(建筑物、道路、通信线路、供水系统和能源系统)的市区。

　三维应用

　　现在政府部门以及地理空间相关企业都在大量使用GIS数据。同时，新技术的出现也使得城市范围内的真三维地理可视化迅速发展。以前我们在二维矢量地图中使用导航功能。而现在，我们已经可以实现真三维场景中的导航操作，显著增强了用户的体验效果。以前我们使用二维地图中管理车队。而现在，我们可以通过三维可视化表达来实现这一操作，管理者和司机之间便可以使用共同语言来描述具体的位置信息。因此，许多二维应用就变成了可以为同一工作环境中的人们提供通用“地理语言”的三维应用。

　　这一创新改变了许多领域的发展，如导航、广告、规划和国土安全等。同时，它也改善了未来城市规划的公开透明度，降低了规划对市民所造成的影响。如果想要复制世界，我们首先需要非常准确地了解它，然后才能对其进行开发利用。从最早的地图到复杂的三维模型，我们一直在尝试使用更具技术含量的复杂方法来可视化我们的世界。无论现在还是未来，地理空间技术(包括激光雷达)都会为我们更加高效地完成工作提供帮助。

　　数据维护

　　全国准确的城市地理信息很难生成，而且更新过程复杂，费用昂贵。要想很好地保证这些数据的完整性和准确性，将面临诸多挑战：

　　·缺乏单独付费的用户。更新费用将来自于多个用户，没有哪一个用户能够支付得起全部的测绘成果。

　　·需要将准确度增加到厘米级，同时将生产和更新时间压缩至几个星期，从而保证数据的准确性、可用性和现势性。

　　·需要通过自动化手段来降低成本，从而可以为更多的用户所用。

　　存在的误区

　　许多人对激光雷达的认识还不够全面，存在着许多误区：

　　系统都一个样的——这是不正确的。每个传感器的配置都不同，每个具体项目所要进行的校准也不同，传感器输出的条件也不同。

　　点越多越好——事实并非如此。你在数据的详细程度上耗费大量精力，而最终项目可能并不需要最佳的分辨率，这样就会增加很多不必要的开支。

　　激光雷达可在任何天气情况下工作——虽然激光雷达比航空摄影受到的限制要少得多，但也并非可在任何情况下采集数据。如果设备被积雪覆盖的话，结果会相当糟糕。它可以在雨、雾和小雪中运行，但在这些情况下数据质量并不能够得到保障。