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1.概述 随着激光雷达技术的普及，得益于其精确的距离分辨率和高角度分辨率，可获取更丰富的轮廓信息，在测绘、自动化码头、矿场、工程车辆及机器人自动驾驶、交通监控、安防等诸多领域，已经成为环境感知及安全防护的不可或缺的技术手段。在实际应用场景的过程中，我们需要的是能全天候长时间可靠工作的产品，而大部分LiDAR设备能够在雨、雾、雪、粉尘、高低温、强光等恶劣环境下进行作业，弥补了可见光数据获取的缺陷，且其有一定的过滤优化作用，可有效过滤噪点，保证数据精度和数据效果。 我公司的D-LiDAR200机载激光雷达系统采用的是一款高性价比的测绘级激光扫描产品RIEGL mini VUX-1UAV。主要特点如下： (1)该产品基于 RIEGL 先进的波形处理技术，通过波形数字化和实时波形处理技术，进行高速的激光测距数据采集； (2)卓越的多目标探测能力使其即使在不利的大气条件下也能得到高精度的测量成果； (3)视场角为360°，能够采集全景扫描数据； (4)低发散度的窄测量光束实现高空间分辨率； (5)多目标探测功能——每束激光高达5个目标回波。 本篇重点介绍我公司D-LiDAR200机载激光雷达系统在树木穿透能力方面的一些测试结果、经验以及教训，便于大家在工程应用中借鉴与预判，辅助决策。首先简单介绍一下树木穿透涉及的多次回波（Multi－Echo）的相关知识： 典型的脉冲式TOF（飞行时间测距法）工作原理：激光雷达发出一束激光脉冲，当发射的激光被物体反射回接收器，通过发射和接收的时间差，即可计算出物体的距离。 ●单次回波：接收器只要收到强度达到触发阈值的回波信号，即认为检测到物体并计算输出距离值。该方式缺陷在于，如果在扫描器和被测物之间有其它部分透光的物质，比如在室外环境中常见的雨雪尘等，部分的激光能量就会提前反射回来，只要达到触发阈值就会被认为是被测物而导致测量的错误。 ●多次回波：在单次回波的基础上，激光接收单元对返回的激光波形利用内置的高速电路进行采样分析，外界干扰的回波和有效被测物回波在波形及时间分布上会有不同的特征，由此可准确识别出真正的被测物的信号。 多次回波技术的应用，使激光测量穿透玻璃、雨雾、粉尘等成为可能，从而保证了在恶劣的户外环境下可靠性。LiDAR的回波信息包括两个方面：回波次数和第几次回波。回波次数特征有单次回波及多次回波；第几次回波特征有首次回波、中间回波及末次回波。地面在无遮挡条件下通常只有一次反射回波，如果受树木的遮挡作用，则由于树木间隙的存在导致部分激光点的末次回波从地面反射回来，因此表现出多次回波的末次回波点一般对应地面点的特征；建筑物一般由钢筋混凝土等坚固材料组成，激光点打在上面不容易发生穿透，因此通常只具有单次回波，但是在建筑物边缘会发生多次反射；植被点由于间隙的存在导致激光点会发生多次反射，第1次回波出现在冠层表面，中间回波出现在树枝以及树叶上，而最后一次回波则一般透过间隙打在地面上。 2. 典型案例分享 D-LiDAR200机载激光雷达系统凭借多目标探测功能（每束激光高达5个目标回波）在树木穿透能力方面具有明显的优势，为植被覆盖下的地形的准确获取提供了技术保障。这里以几个典型的实际工程案例介绍不同植被覆盖类型下LiDAR的作业情况及点云的穿透情况，供大家作业参考。 2.1青岛（芦苇荡）：不受影响、可穿透。 现场照片 点云穿透情况 2.2 吉林（针叶林）：不受影响，可穿透。 现场照片 赋色后的点云穿透情况 2.3 南丹（桉树）：不受影响，（密集灌木丛）：影响较大，仍可局部穿透。 现场照片 点云穿透情况（桉树可穿透，灌木丛局部穿透） 2.4 广州（某树木茂密区）：可穿透，满足地形获取要求。 点云成果
正射影像图
点云穿透情况 2.5.哈尔滨——茂密针叶林（松柏）可穿透，几乎不受影响。
现场照片
点云穿透情况 |
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