激光雷達是以發射激光束探測目標的位置、速度等特征量的雷達系統。從工作原理上講，與微波雷達沒有根本的區別: 向目標發射探測信號(激光束), 然后將接收到的從目標反射回來的信號 (目標回波) 與發射信號進行比較, 作適當處理后,就可獲得目標的有關信息, 如目標距離、方位、高度、速度、姿態、甚至形狀等參數, 從而對飛機、導彈等目標進行探測、跟蹤和識別。
激光雷達代表光探測和測距，是一種發展中的遙感形式，不需要電磁輻射，它是記錄擊中物體并返回傳感器的激光脈沖。激光雷達通過確定從發射激光脈沖到接收反射脈沖之間的時間來測量傳感器到物體的距離；如今，激光雷達被廣泛應用在工作和生活的各個方面，接下來就讓我們從文中的25個重要應用來了解一下。
1.DEM(數字高程模型)
數字高程模型(Digital Elevation Model),簡稱 DEM。它是用一組有序數值陣列形式表示地面高程的一種實體地面模型，是數字地形模型(Digital Terrain Model，簡稱DTM) 的一個分支，其它各種地形特征值均可由此派生。一般認為，DTM 是描述包括高程在內的各種地貌因子，如坡度、坡向、坡度變化率等因子在內的線性和非線性組合的空間分布，其中 DEM 是零階單純的單項數字地貌模型，其他如坡度、坡向及坡度變化率等地貌特性可在 DEM 的基礎上派生。
建立 DEM 的 *** 有多種。目前常用的算法是 TIN，然后在 TIN 基礎上通過線性和雙線性內插建 DEM。用規則方格網高程數據記錄地表起伏的優缺點：優點：（X，Y）位置信息可隱含，無需全部作為原始數據存儲由于是規則網高程數據，以后在數據處理方面比較容易。缺點：數據采集較麻煩，因為網格點不是特征點，一些微地形可能沒有記錄。
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2.微地形
微地形指一般在園林景觀中依照天然地貌或人為造出的如微小的丘陵狀的地形，一般高度不大，仿自然界中的起伏變化地勢。
激光雷達是非常準確和精確的技術，常規攝影測量或其他測量技術可能會錯過被植被或森林冠層隱藏的表面高程值。但激光雷達可以穿透物體并檢測表面值。
3.農業
激光雷達能夠幫助農民找到使用昂貴肥料的種植區域，還可以用來創建農田的高程圖，該高程圖可以轉換為創建坡度和陽光照射區域地圖。這兩個圖層信息都可用于創建高、中、低作物生產區域，其中提取的信息將幫助農民節省昂貴的肥料。
4.森林規劃管理
激光雷達廣泛應用于林業的規劃與管理。它用于測量森林冠層的垂直結構，也用于測量和了解冠層容重和林冠底部高度。激光雷達在林業中的其他用途是測量山峰高度，以估計其根部擴展情況。
5.森林火災管理
激光雷達在森林火災管理中的應用正變得越來越普遍，消防部門正在從被動消防管理向主動消防管理轉變。激光雷達圖像有助于監測可能發生的火災區域。
6.精準林業
精準林業是指規劃和經營特定地點的林區，以提高木材質量的生產率，以降低成本和增加利潤的方式，保持環境質量。利用激光雷達和航拍照片進行精準林業的勘探。
7.旅游和公園管理
利用激光雷達 DEM 對公園和旅游區進行規劃。高精度的地表模型有助于找到最適合游樂場、樹木和步行道的區域。公園管理是一個規劃較大的項目，激光雷達技術的運用對其管理起著至關重要的作用。利用激光雷達技術生成的公園 3D 圖像有助于公園未來的發展。
8.環境評價
利用激光雷達數據生成的微地形數據可用于環境評價。環境評估是為了保護植物和環境而進行的。遙感與地表信息 (LIDAR) 可用于尋找受人類活動影響的區域。
9.鳥類的生物多樣性
激光雷達技術是以尋找森林的詳細信息方式發展起來的。森林是各種鳥類、動物和昆蟲的家園。科學家們正在使用激光雷達數據來分析森林(以及它的垂直結構) 是否適合他們生存。樹木、灌木和其他植物的垂直結構告訴我們，哪些物種比較適合，可以在該地區生活和繁衍。
10.洪水模型
激光雷達被用來建立高分辨率、高精度的河流表面模型。這些提取的激光雷達信息可以用于三維模擬，以便更好地規劃河岸上的建筑物。
11.流域和河流的劃定
利用激光雷達生成的數字高程模型 (DEM) 可應用于流域和河流的劃定。高精度的 DEM 是創建該模型的主要輸入來源，并使用了地理信息系統軟件來創建該模型。 這種 *** 可以計算特定水道的分水嶺，找出陸上洪水的分水嶺。
12.ELC
ELC 是生態與土地分類的簡稱。它能夠提供景觀的生物和物理信息，為可持續管理提供幫助。ELC 在土地利用規劃、環境評估、森林管理、棲息地管理等領域提供幫助。在土地分類過程中，高分辨率的激光雷達數據有助于了解土地的性質和類型，并有助于土地分類過程。
13.河流測量
利用激光雷達的透水綠光 (532 納米) 在水下進行測量。水下信息需要了解深度、水流強度、河流寬度等。對于河流工程，從激光雷達數據 (DEM) 中提取其斷面數據，建立河流模型，生成洪水航道和洪水條紋圖。海洋工程師也可以使用激光雷達數據老探索海底世界。
14.污染模型
激光雷達波長較短，工作在紫外線、可見光或近紅外區域。這有助于對大小相同或大于波長的對象成像。因此，激光雷達可以探測到二氧化碳、二氧化硫和甲烷的污染物顆粒。這些信息有助于研究建立該地區的污染物濃度圖，以便更好地進行城市規劃。
15.制圖
從激光雷達創建的表面模型可用于為地圖增加圖形價值。DEM (來自 LIDAR )將添加到顯示土地三維視圖的所有圖層下方，特別是在航片上增加了激光雷達數據 (DEM)，使道路、建筑物、橋梁和河流的規劃更加方便。
16.海岸線管理
研究人員可以結合海岸線表面和水面下的激光雷達數據，分析海岸線的波浪行為和覆蓋的面積。如果這些數據被定期捕獲，那么海洋科學家就可以了解海岸線侵蝕的發生。
17.交通規劃
激光雷達數據可以幫助工程師，為其提供路線圖。激光雷達是高度精確的技術，它有助于了解現有道路的寬度、高程和長度。道路工程師還可將激光雷達數據用于以下情況：
- 計算挖方和填方、涵洞大小、植被移除、坡度計算等；
- 高度間隙；
- 通行權和路面狀況；
- 油氣勘探；
18.油氣勘探
激光雷達波長較短，利用這一特點，它可用于探測波長相同或更大的大氣中的分子含量。一種名為 DIAL (差分吸收激光雷達)的新技術，可用于追蹤碳氫化合物區域上方的氣體數量。這種追蹤有助于找到石油和天然氣礦藏。
19.采礦
激光雷達也用于采礦業務的各種任務，通過拍攝一系列回采空間照片來測量礦體體積。這些間隔照片則被用來計算體積。
20.考古學
激光雷達在考古學家了解地表方面發揮了重要作用。由于激光雷達可以探測到植被隱藏的微地形，這有助于考古學家了解地表。激光雷達生成的 DEM 被送入到 GIS 系統中，并與其他層結合起來進行分析和解釋。
21.探索采石場和礦產地
對于考古學者來說，通過尋找采石場和礦場來了解人類文明是非常重要的。
22.視域分析
視域分析是地理信息系統中常用的名稱，它使用數字高程模型 (DEM) 來創建視域地圖，通過單個單元格來確定在所有其他剩余單元格中是否可見。分析的準確性取決于輸入的 DEM 值。因此，利用激光雷達生成的高精度 DEM 被用于這些類型的分析。
23.太陽能計劃
太陽能在取暖和發電方面越來越受人們的歡迎。太陽能電池板被用來吸收來自太陽的熱能，并將其轉化為熱能或電能。對于太陽能電池板的安裝，有一些基本要求，這些要求是通過激光雷達數據確定的。像太陽能板一樣，應該保持在屋頂的南面，應該具備最小的面積等等。
24.采光的權利
每個房主都想擁有采光條件好的房屋，由于激光雷達數據可以捕捉建筑物的3D 模型，因此可以使用地理信息系統分析生成陰影圖，通過該圖顯示一天中特定時間的光照區域。進而選擇自己心儀的房屋。
25.冰川體積變化
激光雷達用于計算冰川在這段時間內的變化。激光雷達圖像是按時間序列拍攝的，方便觀察發生的變化。例如，激光雷達圖像是從2007-2009年拍攝的冰島，該項目于2012年完成。這些捕獲的數據將幫助科學家了解體積變化量。
來源：開源地理空間基金會中文分會
來源鏈接：https://www.osgeo.cn/post/15c9b
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