激光雷達的發(fā)展歷史

激光雷達的發(fā)展歷史

自從1839年由Daguerre和Niepce拍攝第一張相片以來，利用像片制作相片平面圖(X、Y)技術一直沿用至今。到了1901年荷蘭人Fourcade發(fā)明了攝影測量的立體觀測技術，使得從二維像片可以獲取地面三維數據(X、Y、Z)成為可能。一百年以來，立體攝影測量仍然是獲取地面三維數據最精確和最可靠的技術，是國家基本比例尺地形圖測繪的重要技術。
　　隨著科學技術的發(fā)展和計算機及高新技術的廣泛應用，數字立體攝影測量也逐漸發(fā)展和成熟起來，并且相應的軟件和數字立體攝影測量工作站已在生產部門普及。但是攝影測量的工作流程基本上沒有太大的變化，如航空攝影-攝影處理-地面測量(空中三角測量)-立體測量-制圖(DLG、DTM、GIS及其他)的模式基本沒有大的變化。這種生產模式的周期太長，以致于不適應當前信息社會的需要，也不能滿足“數字地球”對測繪的要求校正器| 轉換器| 傳送器| 變送器| 傳感器| 記錄儀| 有紙記錄儀| 無紙記錄儀| 。
　　LIDAR測繪技術空載激光掃瞄技術的發(fā)展，源自1970年，美國航天局（NASA）的研發(fā)。因全球定位系統(tǒng)（Global PositioningSystem、GPS）及慣性導航系統(tǒng)（InertialInertiNavigation System、INS）的發(fā)展，使精確的即時定位及姿態(tài)付諸實現(xiàn)。德國Stuttgart大學于1988到1993年間將激光掃描技術與即時定位定姿系統(tǒng)結合，形成空載激光掃描儀（Ackermann-19）。之后，空載激光掃瞄儀隨即發(fā)展相當快速，約從1995年開始商業(yè)化，目前已有10多家廠商生產空載激光掃瞄儀，可選擇的型號超過30種（Baltsavias-1999）。研發(fā)空載激光掃瞄儀的原始目的是觀測多重反射（multiple echoes）的觀測值，測出地表及樹頂的高度模型。由于其高度自動化及精確的觀測成果用空載激光掃瞄儀為主要的DTM生產工具。
　　激光掃描方法不僅是軍內獲取三維地理信息的主要途徑，而且通過該途徑獲取的數據成果也被廣泛應用于資源勘探、城市規(guī)劃、農業(yè)開發(fā)、水利工程、土地利用、環(huán)境監(jiān)測、交通通訊、防震減災及國家重點建設項目等方面，為國民經濟、社會發(fā)展和科學研究提供了極為重要的原始資料，并取得了顯著的經濟效益，展示出良好的應用前景。低機載LIDAR地面三維數據獲取方法與傳統(tǒng)的測量方法相比，具有生產數據外業(yè)成本低及后處理成本的優(yōu)點。目前，廣大用戶急需低成本、高密集、快速度、高精度的數字高程數據或數字表面數據，機載LIDAR技術正好滿足這個需求，因而它成為各種測量應用中深受歡迎的一個高新技術。
　　快速獲取高精度的數字高程數據或數字表面數據是機載LIDAR技術在許多領域的廣泛應用的前提，因此，開展機載LIDAR數據精度的研究具有非常重要的理論價值和現(xiàn)實意義。在這一背景下，國內外學者對提高機載LIDAR數據精度做了大量研究。
　　由于飛行作業(yè)是激光雷達航測成圖的第一道工序，它為后續(xù)內業(yè)數據處理提供直接起算數據。按照測量誤差原理和制定“規(guī)范”的基本原則，都要求前一工序的成果所包含的誤差，對后一工序的影響應為最小。因此，通過研究機載激光雷達作業(yè)流程，優(yōu)化設計作業(yè)方案來提高數據質量，是非常有意義的。