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激光雷达工作原理与应用领域概览
激光雷达（Lidar）是一种光学遥感技术，它通过发射一束激光脉冲，并测量光波从目标反射回来所需的时间，以此计算目标与雷达之间的距离。与雷达（Radar）类似，它们的工作原理相似，区别在于使用的信号类型：Lidar采用激光，而Radar采用无线电波。激光雷达在自动驾驶、机器人、自然资源、地图测绘、建筑工程等领域广泛应用。
激光雷达在自动驾驶中作为“感知世界”的关键传感器之一，结合摄像头、毫米波雷达，提供周围环境的感知与物体检测。相较于Radar，Lidar在方位分辨率上更具优势，能精确检测到与周围障碍物的距离和位置，还能实时检测出具有低无线电波反射率的物体，如标志、树木等。然而，Radar的无线电波较Lidar的激光波长更长，其返回的物体图像不如Lidar精确，但它覆盖远距离，具有强穿透性，能在恶劣环境中提供信息，尤其在夜间和阴天时更为准确。
Lidar点云数据的获取过程：激光雷达主动发射激光束，测量光线打到物体或表面并反射回雷达接收器所需的时间，快速重复过程中收集数百万个数据点，构建出复杂空间表面的“地图”，即“点云”。在经过预处理、聚类、提取组织后，点云数据可构建出易于人类视觉分辨的数字三维空间，实现“数字孪生”。
Lidar在自然资源调查、林业调查、河流和土壤调查中发挥重要作用，通过与遥感影像配合，构建高精度、多维度的自然资源“数字孪生时空”，实现对自然资源的动态监测。在自动驾驶领域，Lidar作为“眼睛”，提供高精度空间数据，支持构建高精度地图，用于车辆定位、路径规划、障碍物检测，提升自动驾驶安全性和效率。
摘要
本文基于飞马D200S无人机搭载RIEGLmini210激光雷达，成功获取46.7平方公里的点云数据，制作出比例尺为1:500的数字高程模型（DEM）。通过优化航线规划减少航摄分区，统一航线方向以减少数据冗余，制定对比实验确定激光雷达性能下的航摄高度和旁向重叠度，确保数据总量的合理与内外业生产的高效。项目采用无人机机载激光雷达获取的高精度点云数据，成功制作出满足规范要求的1:500DEM成果。
项目外业与内业共投入人力20人/天，历时7天完成，作业效率高，技术成熟可靠，具备推广应用价值。新版本的图新地球桌面端（LSV4.3.1）发布，新增点云大师功能，可处理无人机航测点云成果，自动完成地面点提取，生成高精度地形和CAD格式等高线，详情请查看官网。
关键词
1:500DEM；飞马D200S无人机；RIEGLmini210激光雷达；
1.引言
数字高程模型（DEM）是描述地面高程信息的重要工具，通过连续函数表示地形曲面，是基础空间数据的重要组成部分。传统制作DEM的方式耗时耗力，受地貌特征、植被覆盖等自然条件影响，精度难以保证均匀性。随着无人机技术的发展，无人机在航空摄影测量领域广泛应用，机载激光雷达设备的轻量化、小型化使得在无人机上搭载成为可能。机载激光雷达直接获取地物点的三维坐标数据，尤其在测量茂密植被下地面高程方面具有独特优势，同时后处理算法的更新为高精度DEM数据的生成提供了技术支持。
本文结合上合示范区1:500DEM生产项目，根据具体作业环境和设备参数条件，分析作业难点，制定作业计划，确保获取点云数据制作的DEM成果精度可靠。
2.项目概述
2.1项目背景
为响应国家政策，上合示范区管委决定建立城市信息模型（CIM）基础平台，全面推广CIM平台在智慧城市及规划建设管理领域的应用，以提升精细化、智慧化管理水平，推动高标准建设与智能化运营。数字高程模型是CIM基础平台的重要组成部分。
2.2测区情况
测区位于胶州上合示范区，面积46.7平方公里，南北长11公里，东西最宽约8公里。测区地势平坦，包含工业厂房、少量高层建筑、密集芦苇荡及一突起山头，国道贯穿其中，车流量大，两个湖泊东西向连通测区。综合条件具有代表性。
2.3成果要求
项目成果为1:500比例尺的DEM，需满足相关技术规范，包括机载激光雷达数据获取、点云数据质量评价、数据处理等标准。
2.4设备选用
结合现有资源，选用飞马D200S无人机与RIEGLmini210机载激光雷达。
飞马D200S无人机具备高性能飞行平台，传感器采用冗余设计，确保作业安全。RIEGLmini210激光雷达具有穿透性，适用于复杂植被环境。
3.技术难点与解决方案
项目面对的难点包括测区面积大、飞行器续航限制、高层建筑影响等。解决方案包括优化航线规划、提高各航摄分区航线相关性，合理设定航摄高度和旁向重叠度，确保数据质量和效率。
4.数据获取与处理
通过夜间飞行减少干扰，采集点云数据。点云数据处理包括轨迹解算、点云分类和DEM制作，确保数据的精度和一致性。
4.1航飞作业和控制点测设
合理布设控制点，利用夜间连续飞行提高效率，确保数据质量。
4.2数据处理流程
遵循特定的处理流程，包括点云解算、分类、DEM制作等，确保数据的准确性和完整性。
5.精度分析
从点云密度、高程中误差等角度分析，确保成果满足规范要求。
6.总结
车控快讯（文/每日一CHEK）
高阶智能驾驶技术逐步向15万元级别车型下沉，激光雷达再次成为焦点。由于成本控制压力，部分车企计划取消激光雷达，但多数城区智驾方案仍依赖它。激光雷达在复杂城市场景中具备显著优势，尤其在光线复杂、人车混杂的情况下，能提供更精确的感知能力。激光雷达在智驾中的重要性受到特斯拉纯视觉路线的挑战。尽管特斯拉依赖于其强大的数据和算力支持纯视觉方案，但在国内环境下，激光雷达依然是提升智驾感知系统鲁棒性的关键，尤其能降低摄像头二维信息转化为三维信息的难度。随着技术进步，激光雷达成本显著下降，使其在20万元以内的车型中普及。例如埃安霸王龙激光雷达版售价仅16.98万元。此外，激光雷达在安全性上的冗余作用无可替代，能提升AEB等功能的关键性能指标。行业对纯视觉路线的质疑仍存在，尤其在光线不佳等场景中，纯视觉方案的缺陷明显。激光雷达能有效补足这些短板。瑞士再保险的研究表明，配备激光雷达的车辆能有效减少碰撞事故发生。埃安等国内车企在普及高阶智驾中发挥了重要作用，尤其在激光雷达的推广和自研自动驾驶技术上，奠定了行业领先地位。埃安选择不计成本地搭载激光雷达与高端芯片，致力于提供更安全、更可靠的智驾体验，并推进L3、L4自动驾驶的商业化落地。
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