激光原理考试复习资料

《激光原理考试复习资料》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在学术论文-天天文库。

1、1•激光原理（概念，产生）：激光的意想、是“光的受激辐射放大”或“受激发射光放人”，它包含了激光产生的由来。刺激、激发，散发、发射，辐射2•激光特性：（1）方向性好（2）亮度高（3）单色性好（4）相干性好：3•激光雷达：激光雷达，是激光探测及测距系统的简称。丄作在红外和町见光波段的雷达称为激光雷达。4.激光的回波机制：激光雷达的探测对象分为两大类，即软目标与硕目标。软目标是指大气和水体（包括其中所包含的气溶胶等物质）等探测对象，而硕FI标则是指陆地、地物以及空间飞行物等宏观实体探测对象。软目标的回波机制：（1）Mie散射是一种散射粒

2、了的氏径与入射激光波长相当或比之更人的一种散射机制。Mie散射的散射光波长与入射光波氏相当，散射时光与物质Z间没冇能量交换发生。因此是一种弹性散射。（2）Rayleigh散射（瑞利散射）：指散射光波长等于入射光波长，而散射粒了远远小于入射光波长，没有频率位移（无能量变化，波长相同）的弹性光散射。（3）Raman散射（拉曼散射）：拉曼散射是激光与大气和水体中各种分子之间的一种非弹性相互作用过程，英最大特点是散射光的波长和入射光不同，产生了向长波或煎波方向的移动。而且散射光波长移动的数值与散射分子的种类密切相关。（4）共振荧光：原子、分

3、子在吸收入射光后再发射的光称为荧光.当入射激光的波长与原子或分子内能级Z间的能量差相等时，激光与原子或分子的相互作用过程变为共振荧光。（5）吸收：吸收是指当入射激光的波长被调整到与原了分了的基态与某个激发态之间的能量差相等时，该原子、分子对入射激光产生明显吸收的现象。硬冃标的冋波机制：激光与由宏观实体构成的硕冃标作用机制反射、吸收和透射。当一束激光射向硬目标物体时，一部分激光能量从物体表面反射、一•部分激光能量被物体吸收、而剩下的激光能量则将穿透该物体。硕冃标对激光能量的反射机制最为重耍。硬目标冋波机制包括：镜面反射、漫反射，方向反

4、射1•机载激光雷达系统组成：机载LiDAR系统由测量激光发射点到被测点间距离的激光扫描仪、测量扫描装置主光轴的空I'可姿态参数的高精度惯性导航系统（IMU）、用丁•确定扫描投影中心的空间位置的动态差分全球导航定位系统（DGPS）、确保所冇部分Z间的时间同步的同步控制装置、搭载平台等部分纽成。另外，还配备有数据记录设备及数据处理软件等2•机载激光雷达定位原理：机载LiDAR系统采用极坐标定位原理，其确定地而点三维处标的数学本质是：对一空间向虽，已知其模和其在物方坐标空间中的方向，如果知道向虽起点的空间坐标，则该向量的另一端点的坐标可唯

5、一确定3•机载激光雷达测量作业生产流程：主要包括航摄准备、航摄数据采集、数据预处理、数据后处理等环节。4.机载LiDAR技术相关术语：点云:LiDAR获取的是离散的三维坐标数据，数虽多在空间分布毫无规律，人们形象称Z为点云。瞬时视场角：机载LiDAR系统通过发射和接收激光脉冲的信号实现测距，每朿激光脉冲与发射器法线方向都不一致，因而视场角大小不同；瞬时视场角指的是每次激光脉冲的视场角。多次冋波：同一激光脉冲可以有多次反射信号。脉冲频率：激光脉冲的频率（每秒出现的次数）扫描频率：以线扫描系统为例，指扫描镜从一端旋转到另一端所用吋间的倒

6、数。激光脚点：单个激光脉冲在地面的反射区域。滤波分类（Classification）：对点云数据屮不同类型的点的属性按一定的规则进行划分，形成不同的点集（如地面点集、建筑物点集、植被点集等）裸地或地表：指的是在滤波分类基础上形成的地面点集合。最小飞行高度：飞行位置和对基准面的最短距离，它的大小収决于飞行平台的类型、探测区域的地形、激光对人眼的安全距离和飞行的安全距离等扫描带宽：系统扫描时形成的带状扫描区域的宽度旁向激光脚点间距：在同一扫描线小，垂直于航线方向的激光脚点Z间的距离。航向激光脚点间距：相邻打描线中，平行于航线方向的激光脚

7、点的中心距离。4.机载LiDAR数据组成及数据格式：组成：包含了激光测距数据、GPS数据、INS数据、同步时间数据、多波段传感器的数据等。这其屮有些是过程数据，例如：INS数据、GPS数据等；有些是结果数据，女口：坐标数据、高程数据、回波强度数据等。根据冃前的硬件情况，机LiDAR系统提供的皋木信息是三维点云数据和强度信息数据，依据具体搭载和配置的传感器的不同，很多机载激光雷达设备还能够捉供全波形数据、中等幅面的数码影像数据，甚至还冇多光谱数据等。数据格式：口前国际上常用的LiDAR数据存储格式包KASCII文本、栅格以及自定义二进

8、制格式及LAS格式等。5.机载LiDAR数据特点：1•激光雷达数据是不连续的。2.激光雷达获得的数据不仅是一次

9、叫波而是多次回波3.强度数据：机载LiDAR系统除了能获得多重回波数据之外，还能同时获得回波信号的强度。4、激光脚点密度不