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(lái)，利用像片制作相片平面圖(X、Y)技術(shù)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(guān)測技術(shù)，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(lái)，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(shù)，是國家基本比例尺地形圖測繪的重要技術(shù)。
　　隨著(zhù)科學(xué)技術(shù)的發(fā)展和計算機及高新技術(shù)的廣泛應用，數字立體攝影測量也逐漸發(fā)展和成熟起來(lái)，并且相應的軟件和數字立體攝影測量工作站已在生產(chǎn)部門(mén)普及。但是攝影測量的工作流程基本上沒(méi)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(méi)有大的變化。這種生產(chǎn)模式的周期太長(cháng)，以致于不適應當前信息社會(huì )的需要，也不能滿(mǎn)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(wú)紙記錄儀| 。
　　LIDAR測繪技術(shù)空載激光掃瞄技術(shù)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（Global PositioningSystem、GPS）及慣性導航系統（InertialInertiNavigation System、INS）的發(fā)展，使精確的即時(shí)定位及姿態(tài)付諸實(shí)現。德國Stuttgart大學(xué)于1988到1993年間將激光掃描技術(shù)與即時(shí)定位定姿系統結合，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(kāi)始商業(yè)化，目前已有10多家廠(chǎng)商生產(chǎn)空載激光掃瞄儀，可選擇的型號超過(guò)30種（Baltsavias-1999）。研發(fā)空載激光掃瞄儀的原始目的是觀(guān)測多重反射（multiple echoes）的觀(guān)測值，測出地表及樹(shù)頂的高度模型。由于其高度自動(dòng)化及精確的觀(guān)測成果用空載激光掃瞄儀為主要的DTM生產(chǎn)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(guò)該途徑獲取的數據成果也被廣泛應用于資源勘探、城市規劃、農業(yè)開(kāi)發(fā)、水利工程、土地利用、環(huán)境監測、交通通訊、防震減災及國家重點(diǎn)建設項目等方面，為國民經(jīng)濟、社會(huì )發(fā)展和科學(xué)研究提供了極為重要的原始資料，并取得了顯著(zhù)的經(jīng)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的測量方法相比，具有生產(chǎn)數據外業(yè)成本低及后處理成本的優(yōu)點(diǎn)。目前，廣大用戶(hù)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(shù)正好滿(mǎn)足這個(gè)需求，因而它成為各種測量應用中深受歡迎的一個(gè)高新技術(shù)。
　　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(shù)在許多領(lǐng)域的廣泛應用的前提，因此，開(kāi)展機載LIDAR數據精度的研究具有非常重要的理論價(jià)值和現實(shí)意義。在這一背景下，國內外學(xué)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(guò)研究機載激光雷達作業(yè)流程，優(yōu)化設計作業(yè)方案來(lái)提高數據質(zhì)量，是非常有意義的。