近年来，机载激光雷达技术已成为一种新的探测手段， 可直接获得目标三维坐标， 它具有主动性强、探测精度高、工作周期短等优点，将在数字中国和各行业的数字化发展中发挥重要作用它将对电网、水利、交通、规划、土地、矿山、海洋、气象、农业、林业等领域产生深远的影响。
一、机载激光雷达 机载LiDAR(Light Laser Detection and Ranging)，又称机载雷达(如图2.1所示) 所示)，是激光探测和测距系统的缩写，集现代激光扫描技术、计算机技术、高动态载体姿态测量技术和高精度动态GPS于一体 空间测量系统集成了差分定位技术，系统的高度集成使得击中被照射目标的光斑足迹位置信息能够准确可靠地获取，并能提供比航空摄影等其他测量方法更详细、更详细的地理模型。
图1 机载LiDAR系统示意图定位系统GNSS系统是典型的机载激光雷达系统(如图2所示)、IMU惯性导航系统、激光扫描仪(Laser Scanner)、数码相机(Digital Camera)和中央控制单元(Center Control Unit)等组成。
定位系统用于快速准确地记录信号收发点的空间位置信息数据，可以提供及时可靠的起点间距、水平偏差、水平偏差等飞行平台状态数据；惯性测量单元IMU 用于记录测量平台的三个空间姿态参数，如拍摄中心的瞬时俯仰角，侧倾角和方向角；激光测距单元测量从发生器中心到目标点的距离；在激光扫描器的作用下，不同的脉冲激光束沿垂直于飞行方向的方向移动，形成地面的扫描线。
随着飞机的飞行，形成了形成面扫描，以获取整个照射区域的数据作为测量系统的核心单元，激光扫描部分每秒可以向照射目标发射数百个 数码相机主要用于记录地面纹理信息，为后续处理提供参考，数码相机像素可达1亿像素甚至更高，并能很好地匹配激光扫描宽度；中央控制单元用于协调GPS接收器、惯性测量单元和激光扫描仪，保持高精度时间同步，确保按计划设计轨迹采集数据；机载激光测量系统可获得的数据量非常大，因此必须使用特殊的专业软件进行数据处理。
图2 机载LiDAR系统组成系统简图 二、数据采集 1、准备工作 在数据采集之前，需要进行多方面的详细准备，主要包括校园检查、设计路线、申请空间和地面基站的布置 2、空域办理 根据《中华人民共和国飞行基本规则》，在执行航空摄影任务之前，应当向有关飞行管制部门提出申请。
在批准期间选择适航天气飞行 3、航线设计 在设计航空路线时，要遵循经济、周密、安全、高效的原则，选择专门的航空设计软件来设计航空路线通常在路线设计中，参考小比例尺地形图，综合考虑测量区域的地貌、地形、机载激光雷达设备参数（扫描角、相机镜头焦距、扫描频率等）。
天气条件（雾、云、烟雾、降雨等）考虑到航带重叠、航带宽度和用户要求的点云密度，设计符合项目精度要求的航线优秀的路线设计既能满足精度要求，又能降低成本，节省飞行时间 3、布置地面基站 在测量区域设置一定数量的GPS基准站，定位动态GPS。
一般来说，基站间距为30～50km将基站构建成SmarBase网络来解决GPS数据，可以减少大气误差、电离层延迟误差、卫星钟差、轨道差、对流层延迟误差等一系列误差如果要用这种方法解决GPS数据，布置的GPS基准站需要包围整个测量区域，间距设置在70公里。
还应在测区内布置1～两个基准站用于在数据处理后快速检测被测点云和已知点的绝对误差 校园检查的选择：在数据采集前后，应检查设备通常，通过处理校园数据、采集和安装轴之间的精确偏心角，计算仪器之间的精确偏心重量，然后纠正整个测量区域的数据误差，提高精度。
IMU的三个角是俯视角、侧滚角和航片角地形需要一定的坡度，但坡度不能太大同时，地形范围应较大，以确保路线有足够的长度通常选择有山坡、平地和房屋的区域作为检查校场在飞行检查校场时，通常飞行“田”或“井”。
4、采集数据 飞机起飞前30分钟，打开地面基准站GPS接收机，飞行前打开POS系统，静止一段时间，然后按“8”形飞行，飞行后进行 直飞五分钟，确保POS系统处于最佳工作状态，然后开始数据采集在采集数据时，飞机可以根据设计路线自动飞行，相机、扫描仪和POS系统可以根据设定的参数采集数据。
收集数据后，依次直飞5分钟 在飞机关闭POS系统后的30分钟内，“8”字形飞行，静止几分钟，关闭POS系统，然后关闭地面GPS接收器 如果机场远离测试区域，则不需要在收集测试区域数据前后飞下“8”字形。
总之，POS系统应确保在数据收集前处于良好的工作状态 三、数据处理 Lidar数据包含多种类型，如植被、房屋建筑、表面等如果要提取DTM(数字地形模型)，必须将表面点和非表面类型点分开，即数据分类目前Lidar数据点滤波的力法很大一部分是基于三维激光数据脚点中的高程突变信息进行的。
综上所述，主要是基于地形坡度滤波迭代线性最小二乘内插法、移动窗法和移动曲面拟合法等 首先，Lidar数据通常消除噪声点，包括折射和其他会导致高程异常点，然后使用专业软件设置合适的参数TeraScan软件是处理地面激光雷达数据或机载的通用软件包，根据窗口移动方法提取地面点。
坐标转换激光点坐标是WGS84坐标系统，大部分测量区域采用本地坐标系统，因此通过坐标转换获得最终结果坐标转换包括两个方面：正常的高转换和平面坐标系统的转换平面坐标系统的转换通常通过联合测试地方坐标和七参数法进行转换。
正常的高转换是根据测量区域的高程控制点拟合的，这是由地面水平面计算得到的四、技术优势 与传统航测技术相比，机载激光雷达技术具有较大的综合经济优势和技术优势 1、整体精度较高 (1)直接用激光测量三维激光点云数据，传统的航测本质上是根据有限的几个像控点根据航测理论拟合测量的。
（2）三维激光雷达系统采集的原始点密度高于传统的航空测试，平均每平方米可达到一个或十几个原始数据点传统的三维航空测试图像无法与模拟技术采集相比 （3）高程测量精度高于其他测绘方法，特别是在传统测量方法中树木覆盖困难的地区，激光具有较强的穿透能力，可以获得更高精度的地形表面数据。
2、生产效率高，工期短 （1）飞行高度相对较低，因为它是积极发射激光脉冲测量的在飞行过程中，天气的影响远小于传统的航空测量，更适合飞行 (2)机载Lidar测量技术只需少量人工进行野外测量，自动化、智能化生产水平较高。
（3）综合利用三维激光点云数据和二维航空图像数据，可以清楚地区分大部分土地，大大降低了传统航空测试的外部绘画工作量 (4)DSM/DEM等结果可以根据三维激光点云数据直接获得 3、成果质量更有保障。
三维激光雷达系统同时收集数字图像、激光点云等原始数据，可以相互验证，而传统的航空测试只收集单图像的原始数据。
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