今天，我們將列舉15種LiDAR的用途和應(yīng)用，并重點回答以下幾個問題：

• 我們今天如何使用LiDAR技術(shù)？
• 激光雷達有哪些用途和應(yīng)用？
• 它與其他類型的傳感器有何不同？

　　讓我們直接進入正題。

　　1.地形測繪

　　激光雷達通過揭示地面細微的高程變化來展示地貌。它最大的優(yōu)勢在于它是一個高速“采樣工具”，激光雷達每秒從空中向地面發(fā)出數(shù)十萬甚至上百萬個脈沖，正是這種密集的點云使我們能夠獲取真實地貌。

　　2.建筑質(zhì)量控制

　　使用LiDAR進行建筑掃描可以確保建筑與建筑信息模型(BIM)相匹配。

　　將來自地面掃描的點云與BIM設(shè)計對比可保證施工質(zhì)量并按計劃進行，LiDAR最大的優(yōu)勢是實時掃描，能在項目早期發(fā)現(xiàn)缺陷，否則，任何有缺陷的結(jié)構(gòu)返工都會浪費時間和金錢。

　　3.水下地形測量

　　我們通常使用測深探測（或聲納）進行水下調(diào)查。聲納發(fā)出砰砰聲并接收回聲。與LiDAR類似，它通過測量回波經(jīng)過的時間來計算距離。

　　測深激光雷達與機載激光雷達不同，它使用綠色波長，通過使用這種波長，水下測繪可以一直測量到水底。

　　同樣，河流和測深調(diào)查能夠繪制陸地和水生系統(tǒng)的地圖。

　　4.精準農(nóng)業(yè)

　　農(nóng)民選擇精準農(nóng)業(yè)的方式是因為這樣做可以減少田間施肥量，這也只是農(nóng)業(yè)領(lǐng)域眾多GIS應(yīng)用之一。

　　由于噴灑是針對特定地點的，農(nóng)民可以節(jié)省投入成本，那么，農(nóng)民如何才能看到他們在精準農(nóng)業(yè)方面的成果呢？可以通過將LiDAR連接到拖拉機，借此可以準確地測量生物量、高度和體積。

　　5.林業(yè)調(diào)繪

　　森林中的樹木結(jié)構(gòu)和高度的可視化是LiDAR應(yīng)用真正成功的領(lǐng)域。但激光雷達真的能“穿透”樹木嗎？

　　想象一下，你站在森林中間，抬頭看。你能看到陽光嗎？如果您可以看到光線透過，那么LiDAR也可以。

　　當你知道樹的高度和地面的高度時，你就會得到一個真正的垂直剖面，如果你真的想要一個3D植被結(jié)構(gòu)，地面LiDAR也可以生成逼真的3D模型。

　　其實，地球科學(xué)激光高度計系統(tǒng)(GLAS)是第一個從太空繪制森林地圖的激光測距(LiDAR)儀器。

　　6.無人駕駛汽車

　　自動駕駛汽車使用安裝在車輛上的360°LiDAR傳感器來全面了解周圍環(huán)境。對于汽車定位自身的每一個動作，它都會不斷掃描障礙物提高安全性。

　　7.洪水預(yù)警

　　通過使用LiDAR測量地表，水文學(xué)家可以建立數(shù)字高程模型。從這里，使用者可以在洪水發(fā)生之前繪制出容易被淹沒的區(qū)域。

　　在這方面，激光雷達可以提供洪水預(yù)警系統(tǒng)，保障居民生命財產(chǎn)安全。保險公司也可以使用這些數(shù)據(jù)收取更高的保費，這只是保險業(yè)中用于評估風險的眾多GIS應(yīng)用程序之一。

　　8.確定土地用途

　　激光雷達分類代碼包括地面、植被（低，中，高）、建筑、架空導(dǎo)線、公路、鐵路和水等等，每個分類定義都來自反射的激光脈沖。甚至通過多期數(shù)據(jù)監(jiān)測可以穩(wěn)定地了解我們星球的動態(tài)變化，包括氣候變化。

　　9.事故現(xiàn)場還原

　　在刑事案件中，激光雷達縮小了對失蹤或無標記墳?zāi)沟乃阉鞣秶Ｅc考古學(xué)類似，激光雷達可以定位地面上細微的地形異常。LiDAR還被用到犯罪現(xiàn)場重建中，用于掃描犯罪或車禍區(qū)域。

　　10.邊坡監(jiān)測

　　對于滑坡，激光雷達掃描可以更好地表示植被區(qū)域的表面。從陰影地貌、坡度和地形等高線，可以識別出滑坡常見的形態(tài)特征。

　　在這些植被茂密的丘陵地區(qū)，地形學(xué)家可以創(chuàng)建易滑坡地點清單，它可以預(yù)測滑坡事件并更好地評估安全風險。

　　11.大氣測量

　　對于大氣研究，有幾種已開發(fā)的技術(shù)：

• 多普勒激光雷達–使用光測量風速的技術(shù)代替了多普勒雷達。
• 拉曼激光雷達–測量水蒸氣和氣溶膠。
• 差分吸收激光雷達(DIAL)–臭氧和水蒸氣的測量。

　　對于本地和全球環(huán)境問題，環(huán)境遙感正在解決大氣中發(fā)生的這些類型的變化。

　　12.管理資產(chǎn)

　　城市管理方面正在利用移動LiDAR來管理資產(chǎn)并確保安全和標準。例如，道路狀況、橋梁損壞、公用事業(yè)、廣告牌和路牌等所有內(nèi)容。

　　數(shù)據(jù)采集后，掃描成果將被送到地理空間數(shù)據(jù)庫中。通過這種方式，可以存儲、分析和可視化每個基礎(chǔ)設(shè)施資產(chǎn)——這是地理信息系統(tǒng)(GIS)的主要功能。

　　13.冰凍區(qū)測繪

　　隨著LiDAR將其范圍擴大到各個研究領(lǐng)域，測量冰凍區(qū)中的積雪深度已成為一個重點領(lǐng)域。

　　因為雪具有顯著的體積散射，所以不同波長的光可以以不同程度的成功穿透深度。

　　一旦改進了這種類型的LiDAR的建模，它在水文和雪崩預(yù)測方面可能很有價值。

　　14.增強現(xiàn)實

　　隨著LiDAR在智能手機中變得越來越普遍，集成到游戲中現(xiàn)在已成為現(xiàn)實。例如增強現(xiàn)實技術(shù)，可讓您通過使用智能手機的顯示屏與外界互動。

　　LiDAR增加了深度感應(yīng)，但這不僅適用于游戲。也可用于輸電塔、風力渦輪機和太陽能電池板的位置搭建。

　　15.電力巡檢

　　LiDAR可以發(fā)現(xiàn)可能導(dǎo)致輸電線路系統(tǒng)中斷的樹木侵占，通過使用激光雷達數(shù)據(jù)的密集點云分類，它可以區(qū)分架空線路和植被。它還可以幫助降低樹木落入附近公用事業(yè)管線的風險。

　　更多LiDAR用途和應(yīng)用

　　軍事——軍方使用機載LiDAR繪制戰(zhàn)場地形圖并構(gòu)建視域。

　　月球地形——人們早在1971年就使用激光雷達來估計月球表面的高度。

　　地質(zhì)學(xué)——地質(zhì)學(xué)家用它來測量和繪制坡度、坡向和高程的變化并研究地形。

　　海岸線侵蝕——沿海岸線的時間研究可以量化泛濫平原的侵蝕量。

　　生態(tài)學(xué)——由于棲息地和環(huán)境對生態(tài)學(xué)家來說至關(guān)重要，他們將這項技術(shù)用于土地覆蓋和植被結(jié)構(gòu)。

　　采礦——采礦業(yè)使用激光雷達來監(jiān)測開采過程和礦產(chǎn)勘探。

　　土壤——土壤科學(xué)家使用激光雷達進行表面粗糙度、侵蝕控制和土壤管理。

　　水文學(xué)——通過使用裸地高程，水文學(xué)家可以模擬流向和堆積。

　　現(xiàn)在，LiDAR不僅僅用于自動駕駛汽車。它發(fā)展得如此之快，以至于您的智能手機都配備了LiDAR傳感器。

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