激光雷达和高光谱对地探测技术PPT课件
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（1）空间位置（姿态、距离），包括被探测目标的高程信息，由于获得了地面目 标每一像元的高程信息，因而可以直接用于构建地面目标的数字高程模型
（2）影像（反射率、强度），如果激光雷达的地面采样点充分密集并且同时获取 激光回波信息，就可以不需要被动光电成像，直接以激光雷达回波强度数据获得地面 数字扫描激光影像（目标表面特性），结合地面高程信息可进一步生成地面的实时三 维立体影像。
上海大学遥感与空间信息科学研究中心
二、激光雷达对地探测技术
一种典型的机载激光测深仪——SHOALS性能参数
上海大学遥感与空间信息科学研究中心
鹰眼II机载激光雷达系统
上海大学遥感与空间信息科学研究中心
鹰眼II系统技术参数
功能 深水探测 陆地测量 数码相机 高度 航向扫描宽度 飞行偏差补偿 弥补
定位系统 扫描仪模式 水中数据密度
上海大学遥感与空间信息科学研究中心
一、高光谱遥感技术
高光谱图像结构
上海大学遥感与空间信息科学研究中心
一、高光谱遥感技术
IKONOS
Landsat
上海大学遥感与空间信息科学研究中心
一、高光谱遥感技术
上海大学
上海大学遥感与空间信息科学研究中心
一、高光谱遥感技术
上海大学遥感与空间信息科学研究中心
一、高光谱遥感技术
同构成完整地球表面信息综合探测系统。
上海大学遥感与空间信息科学研究中心
二、激光雷达对地探测技术
20世纪60年代，人类就开始了利用激光作为遥感设备的探索。由于机 载激光雷达具有穿透大气和水体、精确测距定位的能力，能够直接获取真 实地面的高精度三维地形信息，因而引起了测绘界的浓厚兴趣。 20世纪70年代的美国阿波罗登月计划中就应用了激光测高技术。 20世纪80年代末，以机载激光雷达测高技术为代表的空间对地观测技 术在多等级三维空间信息的实时获取方面产生了重大突破，激光雷达探测 得到了迅速发展。美国NASA成功研制了大气海洋LIDAR系统(AOL)和机 载地形测量设备(ATM)等机载系统。 20世纪90年代，欧美等发达国家先后研制出多种机载激光雷达测高系 统,如TopScan、Optech、TopEye、Saab、Fli-map、TopoSys、 Hawk2Eye 等。 目前国际上机载激光雷达探测系统（硬件）已具备对地综合探测能力， 并已出现一些商用系统，成功地进行了火星、月球和地球形状的探测。美 国、加拿大、澳大利亚、瑞典等国为浅海地形测量发展的低空机载系统， 使用了机载激光测距设备、全球定位系统(GPS)、陀螺稳定平台等设备， 飞行高度500－600m，直接进行测距与定位，最终得到浅海地形(或 DEM)。
地形数据密度 水中测量精度
海底目标 深度范围 最小深度 地形精度 系统重量 数据存储 机器人界面
性能 4000点/秒
64000点/秒 1600*1200像素 ，每秒一个影像 200-450米 （0.6×高度）米 横向滚动 ±5 degrees 前后倾斜 ±7 degrees 航线偏离 ±20 degrees 速度±10%，高度±10%，侧滑±5%
上海市ETM假彩色合成图像
上海大学遥感与空间信息科学研究中心
二、激光雷达对地探测技术
代表最新空间技术、激光测距技术、 计算机技术、高精度动态载体姿态测量技 术和高精度动态差分定位技术发展和集成 水平的激光扫描探测系统是获取地球表面 信息，探测、研究地球、火星、月球等行 星真实形态的具有革命性意义的技术手段 。将激光扫描仪与数码相机、GPS结合， 快速、精确、低成本地获取现实世界的信 息（空间定位信息＋数码影像），二者共
水中数据与陆地数据无缝连接 取决于测量参数 （按照测量精度要求进行优化设置） 同上 可达70米 水中数据与陆地数据无缝结合
包括配线 便携式硬盘
上海大学遥感与空间信息科学研究中心
二、激光雷达对地探测技术
激光雷达数据：
目前国外已有机载激光扫描成像系统可以每点提供包括：姿态、距离、反射率、强 度等多维信息。
Applanix 410 均匀覆盖测量区域（除了航带限制）
可设置为0.5-3米 一般1.5 ×1.5米 8点/平方米
平面位置：X/Y=±2.5米 高程： Z=±0.25米 达到或高于国际航道测量组织1级标准 一般 secchi深度的3倍 0米 水平位置X/Y=±0.5米，高程Z=±0.15米 <180公斤
激光扫描强度数据还具备进行：城市大气环境和大气污染、海洋、湖泊和河流的水 深、水下地形、水体泥沙含量等信息的潜在探测能力。
机载激光扫描探测不受日照和天气条件限制，能全天候地对地观测，又可以同 其他技术手段集成使用，在灾害监测、大气和水体环境污染监测、水深和水下地形探 测、资源勘察、森林调查、测绘和军事等方面的应用具有独特的优势，有着其它对地 探测系统不可替代的优势。
激光雷达获得的DSM
三维重建的城市
上海大学遥感与空间信息科学研究中心
二、激光雷达对地探测技术
水底地形探测
上海大学遥感与空间信息科学研究中心
二、激光雷达对地探测技术
地面景观的三维数字重建
上海大学遥感与空间信息科学研究中心
二、激光雷达对地探测技术
激光雷达应用：
激光雷达具 有大气和水体的 穿透能力及高精 度的测距与定位 能力，空（天） 基激光雷达可广 泛应用于陆地、 大气和水体的探 测。
大气探测
陆地探测
水体探测
上海大学遥感与空间信息科学研究中心
二、激光雷达对地探测技术
陆地探测激光雷达
> 4 hours 实时显示覆盖区域，深度，高度
注释 水陆同步测量 水陆同步测量 可选：10MPixel相机 按照测量精度要求优化设定 根据测量的最好效果设定（同上） 通过控制扫描仪棱镜的双轴伺服系统 进行补偿。 根据导航系统建立参考点
可选：美国Applanix 510或欧洲IMU
按照测量精度要求优化设定
激光雷达与高光谱遥 感对地立体探测研究
上海大学遥感与空间信息科学研究中心Biblioteka Baidu
主要内容
一、高光谱遥感技术 二、激光雷达对地探测技术 三、激光雷达和高光谱对地探测系统 四、展望
上海大学遥感与空间信息科学研究中心
一、高光谱遥感技术
高光谱成像技术
上海大学遥感与空间信息科学研究中心
一、高光谱遥感技术
高光谱遥感的三个空间层次
（2）影像（反射率、强度），如果激光雷达的地面采样点充分密集并且同时获取 激光回波信息，就可以不需要被动光电成像，直接以激光雷达回波强度数据获得地面 数字扫描激光影像（目标表面特性），结合地面高程信息可进一步生成地面的实时三 维立体影像。
上海大学遥感与空间信息科学研究中心
二、激光雷达对地探测技术
一种典型的机载激光测深仪——SHOALS性能参数
上海大学遥感与空间信息科学研究中心
鹰眼II机载激光雷达系统
上海大学遥感与空间信息科学研究中心
鹰眼II系统技术参数
功能 深水探测 陆地测量 数码相机 高度 航向扫描宽度 飞行偏差补偿 弥补
定位系统 扫描仪模式 水中数据密度
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一、高光谱遥感技术
高光谱图像结构
上海大学遥感与空间信息科学研究中心
一、高光谱遥感技术
IKONOS
Landsat
上海大学遥感与空间信息科学研究中心
一、高光谱遥感技术
上海大学
上海大学遥感与空间信息科学研究中心
一、高光谱遥感技术
上海大学遥感与空间信息科学研究中心
一、高光谱遥感技术
同构成完整地球表面信息综合探测系统。
上海大学遥感与空间信息科学研究中心
二、激光雷达对地探测技术
20世纪60年代，人类就开始了利用激光作为遥感设备的探索。由于机 载激光雷达具有穿透大气和水体、精确测距定位的能力，能够直接获取真 实地面的高精度三维地形信息，因而引起了测绘界的浓厚兴趣。 20世纪70年代的美国阿波罗登月计划中就应用了激光测高技术。 20世纪80年代末，以机载激光雷达测高技术为代表的空间对地观测技 术在多等级三维空间信息的实时获取方面产生了重大突破，激光雷达探测 得到了迅速发展。美国NASA成功研制了大气海洋LIDAR系统(AOL)和机 载地形测量设备(ATM)等机载系统。 20世纪90年代，欧美等发达国家先后研制出多种机载激光雷达测高系 统,如TopScan、Optech、TopEye、Saab、Fli-map、TopoSys、 Hawk2Eye 等。 目前国际上机载激光雷达探测系统（硬件）已具备对地综合探测能力， 并已出现一些商用系统，成功地进行了火星、月球和地球形状的探测。美 国、加拿大、澳大利亚、瑞典等国为浅海地形测量发展的低空机载系统， 使用了机载激光测距设备、全球定位系统(GPS)、陀螺稳定平台等设备， 飞行高度500－600m，直接进行测距与定位，最终得到浅海地形(或 DEM)。
地形数据密度 水中测量精度
海底目标 深度范围 最小深度 地形精度 系统重量 数据存储 机器人界面
性能 4000点/秒
64000点/秒 1600*1200像素 ，每秒一个影像 200-450米 （0.6×高度）米 横向滚动 ±5 degrees 前后倾斜 ±7 degrees 航线偏离 ±20 degrees 速度±10%，高度±10%，侧滑±5%
上海市ETM假彩色合成图像
上海大学遥感与空间信息科学研究中心
二、激光雷达对地探测技术
代表最新空间技术、激光测距技术、 计算机技术、高精度动态载体姿态测量技 术和高精度动态差分定位技术发展和集成 水平的激光扫描探测系统是获取地球表面 信息，探测、研究地球、火星、月球等行 星真实形态的具有革命性意义的技术手段 。将激光扫描仪与数码相机、GPS结合， 快速、精确、低成本地获取现实世界的信 息（空间定位信息＋数码影像），二者共
水中数据与陆地数据无缝连接 取决于测量参数 （按照测量精度要求进行优化设置） 同上 可达70米 水中数据与陆地数据无缝结合
包括配线 便携式硬盘
上海大学遥感与空间信息科学研究中心
二、激光雷达对地探测技术
激光雷达数据：
目前国外已有机载激光扫描成像系统可以每点提供包括：姿态、距离、反射率、强 度等多维信息。
Applanix 410 均匀覆盖测量区域（除了航带限制）
可设置为0.5-3米 一般1.5 ×1.5米 8点/平方米
平面位置：X/Y=±2.5米 高程： Z=±0.25米 达到或高于国际航道测量组织1级标准 一般 secchi深度的3倍 0米 水平位置X/Y=±0.5米，高程Z=±0.15米 <180公斤
激光扫描强度数据还具备进行：城市大气环境和大气污染、海洋、湖泊和河流的水 深、水下地形、水体泥沙含量等信息的潜在探测能力。
机载激光扫描探测不受日照和天气条件限制，能全天候地对地观测，又可以同 其他技术手段集成使用，在灾害监测、大气和水体环境污染监测、水深和水下地形探 测、资源勘察、森林调查、测绘和军事等方面的应用具有独特的优势，有着其它对地 探测系统不可替代的优势。
激光雷达获得的DSM
三维重建的城市
上海大学遥感与空间信息科学研究中心
二、激光雷达对地探测技术
水底地形探测
上海大学遥感与空间信息科学研究中心
二、激光雷达对地探测技术
地面景观的三维数字重建
上海大学遥感与空间信息科学研究中心
二、激光雷达对地探测技术
激光雷达应用：
激光雷达具 有大气和水体的 穿透能力及高精 度的测距与定位 能力，空（天） 基激光雷达可广 泛应用于陆地、 大气和水体的探 测。
大气探测
陆地探测
水体探测
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二、激光雷达对地探测技术
陆地探测激光雷达
> 4 hours 实时显示覆盖区域，深度，高度
注释 水陆同步测量 水陆同步测量 可选：10MPixel相机 按照测量精度要求优化设定 根据测量的最好效果设定（同上） 通过控制扫描仪棱镜的双轴伺服系统 进行补偿。 根据导航系统建立参考点
可选：美国Applanix 510或欧洲IMU
按照测量精度要求优化设定
激光雷达与高光谱遥 感对地立体探测研究
上海大学遥感与空间信息科学研究中心Biblioteka Baidu
主要内容
一、高光谱遥感技术 二、激光雷达对地探测技术 三、激光雷达和高光谱对地探测系统 四、展望
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一、高光谱遥感技术
高光谱成像技术
上海大学遥感与空间信息科学研究中心
一、高光谱遥感技术
高光谱遥感的三个空间层次