今天，我們將列舉15種LiDAR的用途和應(yīng)用，并重點(diǎn)回答以下幾個(gè)問(wèn)題：

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

　　讓我們直接進(jìn)入正題。

　　1.地形測(cè)繪

　　激光雷達(dá)通過(guò)揭示地面細(xì)微的高程變化來(lái)展示地貌。它最大的優(yōu)勢(shì)在于它是一個(gè)高速“采樣工具”，激光雷達(dá)每秒從空中向地面發(fā)出數(shù)十萬(wàn)甚至上百萬(wàn)個(gè)脈沖，正是這種密集的點(diǎn)云使我們能夠獲取真實(shí)地貌。

　　2.建筑質(zhì)量控制

　　使用LiDAR進(jìn)行建筑掃描可以確保建筑與建筑信息模型(BIM)相匹配。

　　將來(lái)自地面掃描的點(diǎn)云與BIM設(shè)計(jì)對(duì)比可保證施工質(zhì)量并按計(jì)劃進(jìn)行，LiDAR最大的優(yōu)勢(shì)是實(shí)時(shí)掃描，能在項(xiàng)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(huì)浪費(fèi)時(shí)間和金錢(qián)。

　　3.水下地形測(cè)量

　　我們通常使用測(cè)深探測(cè)（或聲納）進(jìn)行水下調(diào)查。聲納發(fā)出砰砰聲并接收回聲。與LiDAR類(lèi)似，它通過(guò)測(cè)量回波經(jīng)過(guò)的時(shí)間來(lái)計(jì)算距離。

　　測(cè)深激光雷達(dá)與機(jī)載激光雷達(dá)不同，它使用綠色波長(zhǎng)，通過(guò)使用這種波長(zhǎng)，水下測(cè)繪可以一直測(cè)量到水底。

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

　　4.精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)

　　農(nóng)民選擇精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)的方式是因?yàn)檫@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(duì)特定地點(diǎn)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?cè)诰珳?zhǔn)農(nóng)業(yè)方面的成果呢？可以通過(guò)將LiDAR連接到拖拉機(jī)，借此可以準(zhǔn)確地測(cè)量生物量、高度和體積。

　　5.林業(yè)調(diào)繪

　　森林中的樹(shù)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(dá)真的能“穿透”樹(shù)木嗎？

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

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

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

　　6.無(wú)人駕駛汽車(chē)

　　自動(dòng)駕駛汽車(chē)使用安裝在車(chē)輛上的360°LiDAR傳感器來(lái)全面了解周?chē)h(huán)境。對(duì)于汽車(chē)定位自身的每一個(gè)動(dòng)作，它都會(huì)不斷掃描障礙物提高安全性。

　　7.洪水預(yù)警

　　通過(guò)使用LiDAR測(cè)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(méi)的區(qū)域。

　　在這方面，激光雷達(dá)可以提供洪水預(yù)警系統(tǒng)，保障居民生命財(cái)產(chǎn)安全。保險(xiǎn)公司也可以使用這些數(shù)據(jù)收取更高的保費(fèi)，這只是保險(xiǎn)業(yè)中用于評(píng)估風(fēng)險(xiǎn)的眾多GIS應(yīng)用程序之一。

　　8.確定土地用途

　　激光雷達(dá)分類(lèi)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(gè)分類(lèi)定義都來(lái)自反射的激光脈沖。甚至通過(guò)多期數(shù)據(jù)監(jiān)測(cè)可以穩(wěn)定地了解我們星球的動(dòng)態(tài)變化，包括氣候變化。

　　9.事故現(xiàn)場(chǎng)還原

　　在刑事案件中，激光雷達(dá)縮小了對(duì)失蹤或無(wú)標(biāo)記墳?zāi)沟乃阉鞣秶Ｅc考古學(xué)類(lèi)似，激光雷達(dá)可以定位地面上細(xì)微的地形異常。LiDAR還被用到犯罪現(xiàn)場(chǎng)重建中，用于掃描犯罪或車(chē)禍區(qū)域。

　　10.邊坡監(jiān)測(cè)

　　對(duì)于滑坡，激光雷達(dá)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(shí)別出滑坡常見(jiàn)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(diǎn)清單，它可以預(yù)測(cè)滑坡事件并更好地評(píng)估安全風(fēng)險(xiǎn)。

　　11.大氣測(cè)量

　　對(duì)于大氣研究，有幾種已開(kāi)發(fā)的技術(shù)：

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

　　對(duì)于本地和全球環(huán)境問(wèn)題，環(huán)境遙感正在解決大氣中發(fā)生的這些類(lèi)型的變化。

　　12.管理資產(chǎn)

　　城市管理方面正在利用移動(dòng)LiDAR來(lái)管理資產(chǎn)并確保安全和標(biāo)準(zhǔn)。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(kù)中。通過(guò)這種方式，可以存儲(chǔ)、分析和可視化每個(gè)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(cè)繪

　　隨著LiDAR將其范圍擴(kuò)大到各個(gè)研究領(lǐng)域，測(cè)量冰凍區(qū)中的積雪深度已成為一個(gè)重點(diǎn)領(lǐng)域。

　　因?yàn)檠┚哂酗@著的體積散射，所以不同波長(zhǎng)的光可以以不同程度的成功穿透深度。

　　一旦改進(jìn)了這種類(lèi)型的LiDAR的建模，它在水文和雪崩預(yù)測(cè)方面可能很有價(jià)值。

　　14.增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)

　　隨著LiDAR在智能手機(jī)中變得越來(lái)越普遍，集成到游戲中現(xiàn)在已成為現(xiàn)實(shí)。例如增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)技術(shù)，可讓您通過(guò)使用智能手機(jī)的顯示屏與外界互動(dòng)。

　　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(fēng)力渦輪機(jī)和太陽(yáng)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(shù)木侵占，通過(guò)使用激光雷達(dá)數(shù)據(jù)的密集點(diǎn)云分類(lèi)，它可以區(qū)分架空線路和植被。它還可以幫助降低樹(shù)木落入附近公用事業(yè)管線的風(fēng)險(xiǎn)。

　　更多LiDAR用途和應(yīng)用

　　軍事——軍方使用機(jī)載LiDAR繪制戰(zhàn)場(chǎng)地形圖并構(gòu)建視域。

　　月球地形——人們?cè)缭?971年就使用激光雷達(dá)來(lái)估計(jì)月球表面的高度。

　　地質(zhì)學(xué)——地質(zhì)學(xué)家用它來(lái)測(cè)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(shí)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(duì)生態(tài)學(xué)家來(lái)說(shuō)至關(guān)重要，他們將這項(xiàng)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(dá)來(lái)監(jiān)測(cè)開(kāi)采過(guò)程和礦產(chǎn)勘探。

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

　　水文學(xué)——通過(guò)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(dòng)駕駛汽車(chē)。它發(fā)展得如此之快，以至于您的智能手機(jī)都配備了LiDAR傳感器。

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