激光雷达的历史可以追溯到1960年代初。1969年，安装在阿波罗11号飞船的激光测距仪来测量从地球到月球的距离。在近四十年后的今天，激光雷达已成为地理空间行业的基础技术。 GIM International 提出了一个包括8个具有创造性的LiDAR项目汇总，这7个项目展示了激光雷达为地理信息提供了无限的可能性。

　　采集热带雨林的数据

　　

 

　　例如在法属圭亚那的实验森林站点Paracou，通过机载激光雷达收集搜索范围内的数据，使得短期可以对热带雨林树冠层有更好地理解和量化。此站点使用机载激光扫描来获取3D冠层结构的高空间分辨率数据。这些数据可以用来建立一个冠层高度的模型，并提供了有关枝叶密度的信息。基于上述数据的感测系统还可以安装在无人驾驶飞行器(UAV)中。

　　通过点云技术探寻室内空间

　　

 

　　室内点云有许多应用。尤其是室内环境的多次变化，而且通常不遵循建筑设计进行空间标识的情况下，就需要使用快速的执行方法进行室内空间探寻。

　　2015年，代尔夫特理工大学做硕士测绘项目的学生已经开发出一种方法来有效地识别和连接空间结构的点云技术。此项室内点云技术旨在探究点云处理，专注于室内点云，构建了一个可适用于室内、陆地和空中的应用程序;其生成的室内空间模型，可识别空间和关注室内探寻对象的边界问题。项目在酒吧实验进行点云架构，使用了ZEB1移动激光扫描仪对空间进行了9mx15mx5m的测量。此次的彩色点云结合了徕卡C10激光扫描仪，目前仅用于视觉显示。

　　点云技术包含了大量的潜在信息，它可以扫描对象及其表面，但也可以穿越探寻空间。点云技术可以在空间的探寻中得到有益的应用，例如3 D寻路，因为它能够将注意力集中在可用空间探寻中，而不是被边界点或其他对象干扰;它也可以用于其他应用程序中进行整个范围的探寻，如可用存储空间的评估、计算和量化大型对象通过狭窄空间的线路方案。相信点云将会在室内导航方面得到进一步的发展。

　  监测南极冰桥消融情况

 

　　南极冰桥行动旨在测量和洞察南极冰盖不可逆转的消逝。自2014年10月16日开始的六个星期时间里，NASA的dc - 8空中实验室就收集了大量有关气候变化的数据，为气候变化和南极冰盖提供了可用于分析的数据依据。

　　通过卫星、传感器、雷达、国家冰雪数据中心的大数据对南极冰盖的长期变化程度、厚度、覆盖面、温度变化、岩石冰层的形状和成分等这些数据进行收集和存储。

　　雷达可以测绘高海拔情况。冰桥使用了四个雷达传感器集成在一起，传感器是微波电磁光谱的一部分。高频率可以看到更多的细节，深入的深度是有限的，低频可以穿透几公里到雪和冰。四个频段的雷达是不同的，彼此之间配合对整个雪/冰板从表面到基岩或海面进行探测。

　　建立一个全球的3D地图

　　

 

　　HERE地图公司通过由奥迪、宝马和戴姆勒提供的超过200辆汽车进行数据收集，这些数据是有关世界各地的道路密集的点云数据。通过对这些移动测绘车辆数据进行处理，生成了确保隐私的、详细的线路图。这个数据有各种应用，从传统的汽车导航到有陡度斜面的分析;其中，最引人注目的应用程序就是在自动驾驶汽车方面的应用。

　　在移动制图方面，每辆车配备了拥有激光扫描仪、照相机和GNSS / IMU系统的高台。该扫描仪是一个小型的旋转扫描仪Velodyne HDL-32E，扫描器收集可高达每秒700000个点，扫描仪的测距精度2厘米左右，为数字街道地图提供了十分重要的信息。

　　数字街道地图是车载导航和可视化的关键。现在越来越多的地图是富含3D信息。这种3D数据用于智慧城市管理或无人驾驶汽车。在此项目中，用激光雷达采集三维数据的同时，还会时刻精确记录采集的位置。

　　对山地遗迹进行测量和科研

　　

 

　　在遗迹项目中，朱诺神庙下方的斜率的三维重建有三个不同的分辨率，可具体根据块、山脊和地形等来进行计算，并从不同方向的任何部分进行岩石块脱落的动力学解释和评估上部山脊的原始体积等。进一步的研究和调查，可以在互动模式中，度量信息将被直接连接到各种显示尺度中，并且可以与相关联的单个元素的最大分辨率来进行应用。这种多尺度、多分辨率的方法可以成为广泛的应用于其它情况中的关键因素。

　　该项目是对危岩山谷进行全波形地面激光扫描，形成高精度的3D地形建模;这为各种地貌的研究提供了新的应用方法价值。

　　经过试验，三维建模的远距离地面激光扫描(TLS)是最有效、最迅速的技术。它促进了岩石结构、尺寸精确和元素位置的识别。通过GIS平台支持和共享数据，它也成为了对滑坡和崩塌进行监测的关键。

　　经过实验应用，全波形TLS的高采集能力、高精度的三维地形模型是特别有效的，尤其是全波形TLS在点分类方面，所获得的结果及其质量，必须使用激光测量尺寸等，这取决于仪器的角分辨率。事实上，对生产有效的高分辨率3D模型来说，点对对象分类确定性是至关重要的。

　　在公路养护中担当重任

　　

 

　　移动测量系统(MMS)是从一辆面包车或其它移动平台上收集激光数据和相关的道路及其附近的图像。目前此项应用已经在很多国家爱进行试验精度评估。目前已经证明，复杂的软件处理MMS数据非常适合于许多参数，它能够协助3D模型精确地计算道路的维护精度评估。

　　MMS在很短的时间周期内，可以对道路和直接接触的环境进行较高的精度和详细的测绘，同时最大限度上协助减少了滋扰的交通和事故的风险。

　　应用于城市街景

　　

 

　　使用移动激光雷达技术探测这个繁忙的街道，显著缩短数据采集时间，并及时提供了测量数据交付给城市规划者;此外，详细的点云数据集也为城市规划者提供了三维规划和可视化的解决方案依据。

　　移动激光雷达是一种创新的绘图解决方案。它结合了最先进的雷达传感器、摄像头和定位设备能够快速、准确地收集调查的点数据。移动激光雷达技术非常适用于细节性超常的项目要求，如街景设计。准确点云数据集提供项目现场的“全貌”，并能交付三维可视化和模拟等项目需要，无需额外成本。

　　在建筑领域的应用

　　

 

　　LiDAR同样可以应用在建筑方面，比如地面雷达与无人机摄像合一的统一合作模型，应用于历史建筑重建和维修工作。在这方面，建筑界需要详细和准确的数据信息，面对有效数据获取的高昂费用，地面雷达和无人机摄影的结合为建筑界提供了收集相关数据的解决方式。这个结合提供的数据能够使建筑规划师对所得到的点云图像，尤其是对图像中重叠区域进行比较准确的分析和评估。

　　能快速测量是大多建筑师和规划师的需求，激光雷达数据为当前建筑物在重建和维护方面的状态评估奠定了基础。在上面提到的项目中，地面雷达和无人机摄影的结合是一个更加合乎逻辑的解决方式，因为它解决了精度、位置、图像及其他点云数据方面的困扰，它能够在密度和精准度上为整个建筑物生成更加精确的3D模型;另一方面，从经济角度来看，这种结合更加有利的节省了成本。

　　上述的8个具有创造性的LiDAR项目的实践应用，展示了激光雷达为地理信息提供了无限的可能性。（文|泰伯网 王双阳）