地形测绘激光成像雷达技术研究

激光雷达作为一种低成本、高效率的获取空问数据的方法,已成为测绘遥感技术的重要发展方向.结合地形测绘领域的应用要求,对激光雷达在该领域的国外发展状况进行了评述,简要介绍了激光成像雷达的工作原理,对指标和关键技术进行了分析.     

从全球激光点云到三维数字地球空间框架：全球精确测绘进阶之路

激光点云数据具有测量精度高、处理效率快、三维视觉强、应用领域广等特点,将是新一代国家全球测绘数据库核心数据集之一。星载激光对地观测技术快速发展,为获取全球三维点云数据提供了可能,为构建高精度三维数字地球空间信息框架提供了一条快速有效的技术途径。首先分析了当前全球高精度三维测绘现状及面临的问题,然后给出了基于全球激光点云的三维数字地球空间信息框架快速构建的技术体系,主要包括星载光子计数体制激光点云数据探测、处理、应用等技术流程。最后分析了基于点云快速构建的三维数字地球框架的特点和优势,指出了下一步发展需要关注的主要问题和发展方向。     

无人机测绘遥感

本文阐述了无人机发展历程和我国无人机应用技术现状,论述无人机在遥感测绘领域的应用优势,描述无人机遥感在移动通信和电力行业的应用.无人机数据处理方法及其传感器的搭载是无人机遥感测绘技术的未来研究热点与研究方向,提出了无人机技术在测绘遥感领域的应用问题.     

无人机测绘数据处理中的关键技术及应用探讨

无人机测绘技术作为当前最先进的测绘技术之一,可以与计算机系统结合,为灾情救援、环境监测等领域的优化管控提供技术保障。引入航测数据预处理技术、实景三维模型技术等,可实现可视化测绘。为展现出无人机测绘技术的价值、提升无人机测绘数据的处理效率,文中详细分析了无人机测绘技术的内涵及其中的关键技术,扩大了无人机测绘数据处理关键技术的应用途径。     

星间激光链路数据中继技术研究进展

基于高性能激光链路构建高速安全的数据中继卫星系统可为不同轨道、不同功能的对地观测卫星和用户航天器提供大容量、无缝隙的数据中继服务,在军事和民用领域均具有广泛的应用前景。以欧洲为代表的发达国家相继开展了星间激光链路数据中继技术的理论研究和星上演示验证,并启动了相应的工程验证计划。综述了国内外星间激光链路数据中继技术的研究现状,对几种典型激光链路数据中继卫星系统,着重研究了系统结构、激光终端及模拟验证实验。最后,分析了数据中继卫星激光链路组网中着重关注的几个方向。     

测绘地理信息大数据背景下的国土空间规划应用

随着空间信息技术和数据处理技术的不断发展,国土空间规划需要依赖各类数据来支撑其划定和实施,从而让测绘地理信息大数据成为社会经济发展和国土空间规划的重要手段。文章将从测绘地理信息大数据的背景出发,深入分析国土空间规划在此背景下的应用情况,探讨其应用价值与影响,并对未来发展趋势进行展望。     

北斗卫星导航系统在测绘中的应用探讨

北斗卫星导航系统（BDS）作为我国自主研发和设计的高科技成果,在国防、水利、测绘等行业中的应用比较广泛。其改变了我国定位系统以GPS系统为主的发展格局。在测绘工程中应用北斗卫星导航系统,不但能促进我国测绘方式的改革与优化,也能获得准确的地理信息,并对这些信息进行整合与利用,提高信息使用水平。文中以北斗卫星导航系统为探究对象,通过其和GPS导航系统的比较,进一步探讨了北斗卫星导航系统在测绘工程中的应用。     

现代测绘新技术在水利工程中的应用

随着我国科学技术不断快速发展,出现了激光技术、卫星定位技术等新兴技术,有效推动了我国测绘技术的进一步发展,现代测绘新技术变得越来越数字化、自动化。在水利工程建设中,通过利用现代测绘新技术,能够获取更为精准的测绘精度,有效提高测绘工作的质量与效率。基于此,本文首先论述了现代测绘新技术的历史背景、定义等,然后详细阐述了现代...     

车载激光测绘技术

三维激光测绘技术广泛应用于工程建设与物体三维测量等相关领域,具有高效率、高精度的独特优势.首先描述了车栽激光测绘技术的应用方向,研究了国外技术发展现状,结合国外相似技术的研究成果,提出了利用三维激光扫描技术和定位定姿技术实现道路测绘的技术途径,阐述了工作过程及测量原理,给出了系统基本构成,并分析了关键技术及解决途径,在工程样机的基础上提出了具体的试验方法,结合样机的测试试验情况给出了试验结果.最后对试验结果进行了误差分析.结果表明:采用车栽激光测绘技术可以得到高精度的物体三维信息,能够满足道路测绘需要.     

智能新技术在地质测绘工程中的应用

阐述地质测绘中测绘新技术的特点和应用,包括全球导航卫星系统、GIS地理信息系统、RS遥感技术、无人机航测、智能化成图、三维激光扫描技术。     

发展三极观测激光测高卫星的探讨

南极、北极和青藏高原素有地球三极之称, 正经历着巨大变化的“三极”区域既是影响研究全球气候变化的关键区,又是保障国家安全利益的重要战略特殊区。激光测高卫星具有快速获取全球地表高精度三维信息的特点,在极地区域相比其他类卫星其优势更加明显。为满足新形势下“三极”区域遥感观测研究的需求,立足于激光测高卫星,总结了国内外已有激光测高卫星在极地观测方面的现状,分析了激光测高卫星在极地区域的观测需求,探讨了激光测高卫星在极地区域的可观测要素,提出了我国发展极地观测激光测高卫星的相关建议,并对未来极地遥感卫星体系建设给出了初步设想及展望。     

资源三号03星激光测高数据处理与复合测绘应用

资源三号03星是自然资源部主持建造的用于1∶50 000立体测图的陆地遥感业务卫星,该星装备了业务化的激光测高仪,主要用于获取高精度高程控制点。论文针对资源三号03星激光测高数据,研究了标准化测绘处理流程和高程控制点提取方法,在内蒙古苏尼特右旗和江苏苏州开展了精度验证,并选择黑龙江和河北两个实验区开展了复合测绘应用验证。精度验证结果表明,资源三号03星激光点在内蒙古苏尼特右旗平坦区域高程精度为(0.051±0.232) m,在江苏苏州城市建成区的激光点总体精度为(0.414±6.213) m,经高程控制点提取和质量标记后的激光点高程误差为(?0.526±0.624) m,能满足1∶50 000测图高程控制需求。复合测绘应用表明,利用资源三号03星激光高程控制点,立体影像高程精度在黑龙江平坦地区能从5.27 m提高到2.58 m,河北太行山区能从11.25 m提高到4.45 m;无论是平地还是山区,资源三号03星激光高程控制点均能有效提高立体影像的高程精度并满足1∶50 000测图需求。     

激光测高卫星大气散射延迟改正现状及展望

激光测高卫星可以在大范围内获得亚米甚至厘米级的地表高程信息,但不可避免受云、气溶胶等粒子引起的散射影响,其中前向散射引起的激光测距和最终测高误差不容忽视。文中系统梳理激光测高卫星大气散射误差改正技术,介绍了国内外卫星激光测高系统参数、大气探测及散射改正算法,有别于已有的蒙特卡洛模拟改正方法,提出了一种基于指数函数模型的大气散射改正算法,选择青海湖等区域的ICESat/GLAS开展试验,结果表明,光学厚度小于2时能有效提升受大气散射影响的数据精度,同时提升数据可利用率约9%,该算法更易于实现业务化应用。最后针对大气参数同步探测的必要性,结合星载大气参数探测设备对后续国产激光测高卫星大气散射改正提出了若干建议。     

基于地形相关和最小二乘曲线拟合的单光子激光数据处理技术

单光子激光测高已然成为激光测高领域的发展趋势。面对高重频、剖面式单光子激光数据,在参考国内外激光点云数据处理算法和对单光子激光数据特点精确分析的基础上,提出了一种基于地形相关和最小二乘曲线拟合的单光子激光数据处理方法。使用NASA（National Aeronautics and Space Administration）的机载激光雷达MABEL（Multiple Altimeter Beam Experimental LiDAR）的实际飞行数据进行了实验,并通过模拟仿真的方法对实验结果做了验证。结果表明,此方法能有效地剔除噪声,试验区的整体精度能达到97.8%。     

星载激光测高仪固体激光器技术研究与发展

空间固体激光器是星载激光测高系统的重要载荷,也是先进激光器的典型代表。星载激光测高的应用需求和星载应用环境决定了空间激光器的技术特点和规律,使得空间固体激光器成为了先进性、可靠性、成熟性和小型轻量化的技术与工艺统一。分析了星载激光测高应用的空间固体激光器高可靠激光谐振腔技术、高重频窄脉宽微脉冲多光束激光器技术、LD/光纤/固体相融合技术等方面的发展现状,介绍了单光子阵列推扫式激光雷达用空间固体激光器的技术突破,并对卫星激光测高固体激光器技术发展进行了展望。     

基于地面红外探测器的星载激光测高仪在轨几何定标

高精度在轨几何定标是星载激光测高仪有效应用的基础,在参考国外冰、云和陆地高程卫星（Ice,cloud and land Elevation Satellite,ICESat）卫星搭载的地球科学激光测高系统（Geo-science Laser Altimeter System,GLAS）几何定标的基础上,提出了一种基于地面红外探测器的星载激光测高仪几何定标方法。采用资源三号02星上搭载的国内首台试验性对地观测激光测高仪的真实数据开展了实验验证。实验结果表明:地面红外探测器能有效捕捉到激光测高仪对地发射的激光信号,几何定标方法能有效消除指向角的系统误差项,标定后平面绝对精度可提高到15.0 m左右,而华北某地高精度地形数据验证表明其绝对高程精度可提高到1.09 m,少量点高程误差小于0.5 m。虽然精度水平离国外GLAS还有一定差距,但相关结论能为后续国产激光测高卫星的优化设计、数据处理与应用提供参考。     

对地观测星载激光测高系统高程误差分析

星载激光测高系统通过接收卫星平台激光器发出的激光脉冲经地表反射的微弱回波,计算卫星与地表的距离;结合卫星轨道和姿态数据,生成激光脚点精确地理位置和高程结果.其高程误差主要受器件、环境和目标参数影响,目前还没有完整描述对地观测星载激光测高系统平面和高程误差的数学模型.简化并完善了针对固体地表的激光测距误差模型,建立了完整的激光脚点平面和高程误差模型.利用高程精度和空间分辨率更高的机载Lidar数据评估了星载激光测高系统GLAS实测数据的高程偏差,评估结果符合所建误差模型.在较平坦的冰盖表面,GLAS系统高程精度可以达到设计值约15 cm.研究内容对测高系统高程误差评估和系统参数设计具有参考意义.     

卫星激光测距数据处理方法研究进展

数据处理技术的发展与进步是实现毫米级卫星激光测距（Satellite Laser Ranging,SLR）的重要保障。文中简要回顾了SLR技术的发展历程,阐述了数据处理技术在SLR的实际应用,着重介绍了国内外典型的数据处理算法及其发展脉络。同时,针对大地测量产品的应用需求,分析了目前SLR数据处理算法的适用性、稳定性及存在的问题。最后,针对激光测距的未来发展态势,提出了新一代SLR数据处理方法面临的挑战及可能的解决方案,并对其发展趋势做出展望。     

高分七号卫星多源遥感数据精度优化与评估

高分七号卫星是国内首个亚米级双线阵立体成像卫星,同时配有两套激光测高仪和激光足印相机,可同期获取多源遥感数据。文中采用高分七号卫星获取的多源遥感数据进行平面和高程精度优化,利用激光测高数据对立体影像密集匹配的DSM进行偏度、中值、线性和二阶多项式模型和高程优化评估,利用足印影像对DOM进行一阶仿射变换方法和平面优化评估,并利用外业控制点对无控平面高程、激光高程优化、足印-激光平面高程优化、外业-激光平面高程优化等不同优化模型的结果进行精度评估。实验结果表明,利用激光测高数据可明显优化DSM高程精度,无控DSM高程误差平均值为?4.268 m,中误差为4.518 m,经过中值模型优化后的DSM高程误差平均值提升为?0.272 m,中误差提升为1.508 m,经过线性模型优化后的DSM高程误差平均值提升为?0.320 m,中误差提升为1.351 m;利用足印影像可改善DOM的平面精度,平面误差平均值从13.606 m提升到5.341 m,中误差从13.626 m提升到5.495 m。     

空间激光测高技术发展及展望

空间激光测高技术通过在天基平台搭载脉冲激光测距仪,实现行星表面形貌信息获取,是开展对地和深空探测的重要手段。系统梳理了空间激光测高技术的发展历史和现状,提出应向多波束观测、近海及岛礁水下地形探测、激光主动多光谱探测这三个方向发展,建议开展近红外波段单光子探测、超窄带光学滤波、多光子分辨探测、单光子数据星上预处理、高转换效率激光及非线性光频变换关键技术研究,促进我国空间激光测高技术的进一步发展。