什么是激光雷达数据？

激光雷达（激光探测及测距）是一项光学遥感技术，它利用激光对地球表面进行密集采样，以产生高精度的 x,y,z 测量值。 激光雷达主要用于机载激光制图应用程序中，是替代传统测量技术（如摄影测量）的具有成本效益的技术。 激光雷达能生成可通过 ArcGIS Pro 进行管理、显示、分析以及共享的离散多点云数据集。

激光雷达系统的主要硬件组件包括采集工具（飞机、直升机、车辆和三脚架）、激光扫描仪系统、GPS（全球定位系统）和 INS（惯性导航系统）。 INS 系统测量激光雷达系统的滚动角、俯仰角与前进方向。

激光雷达是一种主动光学传感器，可在沿特定测量路径移动时向目标发射激光束。 激光雷达传感器中的接收器将检测并分析目标反射的激光。 这些接收器会记录从激光脉冲离开系统到返回的精确时间，以计算传感器与目标之间的范围距离。 这些距离测量值会与位置信息（GPS 和 INS）一起转换为对象空间中反射目标实际三维点的测量值。

完成激光雷达数据采集测量之后，将通过分析激光的时间范围、激光的扫描角度、GPS 位置和 INS 信息将点数据后处理成高度精确的地理配准 x,y,z 坐标。

激光雷达回波

从激光雷达系统发射的激光脉冲会从地表和地表上的物体反射（植被、建筑物以及桥梁等等）。 发射出的一个激光脉冲可能向激光雷达传感器返回一个或多个回波。 任何发射出的激光脉冲在向地面传播时，如果遇到多个反射表面则会被分割成与反射表面一样多的回波。

第一个返回的激光脉冲是最重要的回波，此脉冲将与景观中最高的要素关联，例如树顶或建筑物顶部。 第一个回波也可能表示地面，在这种情况下，激光雷达系统仅会检测到一个回波。 多个回波能够检测输出激光脉冲的激光覆盖区内多个对象的高度。 通常情况下，中间的回波用于表示植被结构，而最后一个回波用于表示裸露地表的地形模型。 最后一个回波并非一定从地面返回。 比如，考虑这样一种情况，一个脉冲在向地面发射的过程中撞到粗壮的树枝，根本没有到达地面。 在这种情况下，最后的回波不是从地面返回，而是从反射了整个激光脉冲的树枝返回。

激光雷达点属性

附加信息会随每个 x、y 和 z 位置值一同存储。 为记录的每个激光脉冲保留以下激光雷达点属性：强度、回波编号、回波数、点分类值、在飞行航线边缘的点、RGB（红、绿和蓝）值、GPS 时间、扫描角度和扫描方向。 下表介绍了可以随每个激光雷达点提供的属性。

注：

不是所有最终输出的激光雷达文件均包含下方列出的激光雷达属性。 使用 LAS 数据集来查看属性以及与激光雷达数据相关联的分类。

激光雷达属性	描述
强度	生成激光雷达点的激光脉冲的回波强度。
回波编号	发射的激光脉冲最多可返回 5 个回波，具体取决于它所反射的要素以及用于收集数据的激光扫描仪的功能。 将为返回的第一个激光脉冲标记返回编号 1，为返回的第二个标记返回编号 2，依此类推。
回波数	回波数是一个给定脉冲的总回波数。 例如，某个激光数据点可能是总共五个回波中的二号回波（回波编号）。
点分类	每个经过后处理的激光雷达点都可以拥有这样的分类：用于定义反射激光雷达脉冲的对象的类型。 可将激光雷达点分成很多个类别，包括地面、裸露地表、冠层顶部和水域。 使用 LAS 文件中数字整数代码可定义不同的类。
飞行航线的边缘	将基于值 0 或 1 对点进行符号化。 将对在飞行航线边缘标记的点赋值 1，而对其他所有点赋值 0。
RGB	可以将 RGB（红色、绿色和蓝色）波段作为激光雷达数据的属性。 此属性通常来自在激光雷达测量时采集的影像。
GPS 时间	从飞机发射激光点的 GPS 时间戳。 此时间以 GPS 一周的秒数表示。
扫描角度	扫描角度的值介于 -90 度到 +90 度之间。 在 0 度时，激光脉冲位于飞机正下方的最低点。 在 -90 度时，激光脉冲在飞机的左侧，而在 +90 度时，激光脉冲在飞机飞行方向的右侧。 当前多数激光雷达系统都小于 ±30 度。
扫描方向	扫描方向是激光扫描镜在输出激光脉冲时行进的方向。 值 1 为正扫描方向，值 0 为负扫描方向。 正值表示扫描仪正从轨迹飞行方向的左侧移动到右侧，而负值正相反。