激光雷达在海洋遥感方面的应用

合集下载

遥感技术在海洋环境监测中的应用

遥感技术在海洋环境监测中的应用

遥感技术在海洋环境监测中的应用在当今时代,随着人类活动对海洋环境的影响日益加剧,保护和监测海洋环境的重要性愈发凸显。

而遥感技术作为一种强大的工具,为海洋环境监测提供了高效、全面且精确的手段。

遥感技术,简单来说,就是通过非直接接触的方式获取目标物体的信息。

在海洋环境监测中,它能够大范围、快速地收集海洋的各种数据,为我们深入了解海洋的状况提供了有力的支持。

首先,遥感技术在监测海洋水质方面发挥着重要作用。

通过对海洋光谱的分析,我们可以了解到海水的透明度、叶绿素浓度以及悬浮颗粒物的分布等情况。

叶绿素浓度是衡量海洋浮游植物生物量的重要指标,而浮游植物对于海洋生态系统的平衡和物质循环起着关键作用。

遥感技术能够大面积、同步地监测叶绿素浓度的分布,从而帮助我们了解海洋初级生产力的状况,这对于评估海洋生态系统的健康和稳定性具有重要意义。

悬浮颗粒物的监测也是海洋环境研究中的一个重要方面。

这些颗粒物可能来自河流输入、海洋底部的再悬浮或者生物活动等。

它们的浓度和分布会影响海水的光学性质和透明度,进而影响海洋中的光照条件和生态过程。

遥感技术可以有效地监测悬浮颗粒物的浓度和分布,为研究海洋的物理、化学和生物过程提供基础数据。

其次,在海洋温度和海流的监测中,遥感技术同样表现出色。

海洋表面温度是反映海洋热状况的重要参数,它对海洋环流、天气和气候有着重要的影响。

利用红外遥感技术,我们能够快速获取大面积的海洋表面温度分布,这对于研究海洋环流模式、厄尔尼诺和拉尼娜等气候现象以及预测海洋灾害都具有重要的价值。

海流是海洋中水体大规模的流动,对于海洋物质和能量的输运起着关键作用。

通过合成孔径雷达等遥感手段,我们可以监测到海流的流速和流向,从而更好地理解海洋中的物质循环和能量传递过程。

这对于渔业资源的管理、海上航行安全以及海洋工程的规划和设计都具有重要的指导意义。

此外,遥感技术在监测海洋污染方面也具有不可替代的优势。

石油泄漏、污水排放以及垃圾倾倒等海洋污染事件对海洋生态环境造成了严重的破坏。

海底管道巡检船中的遥感技术和无人机应用

海底管道巡检船中的遥感技术和无人机应用

海底管道巡检船中的遥感技术和无人机应用近年来,随着海洋工程的不断发展和海底能源资源的日益开发利用,海底管道的巡检工作变得尤为重要。

海底管道巡检船作为一种重要的巡检工具,为海洋工程的安全运行提供了可靠的保障。

而在海底管道巡检船中,遥感技术和无人机应用的出现更是提升了巡检效率和准确性。

本文将从以下几个方面对海底管道巡检船中的遥感技术和无人机应用进行探讨。

一、遥感技术在海底管道巡检船中的应用1. 概述遥感技术是通过遥感器获取地物信息的技术手段,利用多光谱、高分辨率影像等手段获取海底管道巡检所需的数据。

与传统巡检手段相比,遥感技术具有高效、全面、远程等特点,可以大幅提升管道巡检的效率和准确性。

2. 海底管道监测通过遥感技术获取的高分辨率影像,可以对海底管道的表面进行监测。

遥感技术可以识别出管道表面的破损、腐蚀等问题,并及时进行修复,以确保海底管道的运行安全。

3. 海底地形测绘遥感技术还可以利用激光雷达、多波束测深等手段对海底地形进行测绘。

通过对海底地形的精确测绘,可以为海底管道的铺设提供准确的地理环境数据,避免管道被障碍物所破坏。

二、无人机在海底管道巡检船中的应用1. 概述无人机作为一种灵活、高效的巡检工具,已经广泛应用于各个领域。

在海底管道巡检船中,无人机的应用可以大幅提高巡检效率,并减少人员的工作强度。

2. 海底管道巡视无人机可以搭载高分辨率摄像机,对海底管道进行巡视。

相比于传统的人工巡视,无人机可以实现全方位无死角的巡视,并且可以对海底管道进行实时监测,及时发现问题。

3. 水下检测某些无人机还可以配备水下探测设备,可以对水下环境进行监测。

通过无人机进行水下检测,可以发现海底管道下的障碍物、泄漏等问题,并及时采取措施进行修复。

三、遥感技术和无人机应用的优势1. 提高效率遥感技术和无人机应用可以减少人力投入,实现对海底管道的快速巡检,大幅提升巡检效率。

遥感技术可以提供大面积的海底管道信息,而无人机可以实现灵活的巡视和水下检测,进一步缩短巡检时间。

光学仪器在海洋能源中的应用案例

光学仪器在海洋能源中的应用案例

光学仪器在海洋能源中的应用案例随着全球对可再生能源的需求不断增长,海洋能源的开发和利用受到了广泛关注。

光学仪器作为海洋能源领域中不可或缺的技术手段,其应用案例广泛且具有显著的效果。

本文将重点介绍几种光学仪器在海洋能源中的应用案例。

1. 光纤传感器在海洋能发电中的应用光纤传感器是一种基于光学原理的传感设备,能够实时监测和测量物理量、化学量和生物量等。

在海洋能发电领域,光纤传感器可以应用于波浪能、潮汐能和海流能的发电装置中,实现对海洋能源的实时监测和评估。

例如,波浪能发电装置中,光纤传感器可以布置在波浪发电机的叶片和浮标上,实时监测叶片的运动和受力情况,以及波浪的波高、周期等信息。

通过这些数据,可以对波浪能发电的效率和稳定性进行评估,为优化设计提供参考。

2. 激光测距仪在海洋能资源调查中的应用激光测距仪是一种高精度的光学测量仪器,可以用于测量距离和高度等参数。

在海洋能资源调查中,激光测距仪可以应用于测量海洋能源的分布特征和变化规律。

例如,在潮汐能资源的调查中,激光测距仪可以用来测量潮汐通道的水位变化和流速分布,从而评估潮汐能的开发潜力。

通过对海洋能资源的准确测量和评估,可以为海洋能的开发和利用提供科学依据。

3. 光纤光谱仪在海洋能利用过程中的监测光纤光谱仪是一种基于光谱原理的光学仪器,能够对物质的组成和性质进行分析和识别。

在海洋能的利用过程中,光纤光谱仪可以应用于监测海洋能源的转换效率和环境变化。

例如,在海洋温差能的利用过程中,光纤光谱仪可以用来监测热交换器中流体的温度和流量,以及温差能发电系统的效率。

通过对关键参数的实时监测,可以优化海洋能的利用过程,提高能源利用效率。

4. 激光雷达在海洋能勘探中的应用激光雷达是一种基于激光原理的遥感技术,能够通过激光脉冲的传播和反射,获取目标的距离、速度和形状等信息。

在海洋能勘探中,激光雷达可以应用于对海洋能源的分布和特性进行快速测量和评估。

例如,在海洋油气资源的勘探中,激光雷达可以用来测量海底的地形和地貌,以及海底沉积物的性质。

海洋遥感知识点总结

海洋遥感知识点总结

海洋遥感知识点总结本文将从海洋遥感技术的基本原理、常用遥感技术和海洋遥感的应用领域等方面进行详细的介绍,并结合一些实际案例,希望可以为读者对海洋遥感技术有一个更全面的了解。

一、海洋遥感技术的基本原理海洋遥感技术是通过传感器对海洋进行观测和测量,然后将获取到的数据传输到地面处理系统进行分析,从而得到关于海洋的信息。

传感器可以是搭载在卫星上的遥感仪器,也可以是在飞机、船只等平台上安装的探测设备。

遥感技术主要依靠电磁波在大气和海洋中的传播和反射特性来获取海洋信息。

具体而言,通过用不同波段的电磁波对目标进行监测和探测,再利用电磁波与目标反射或散射作用时的特性来获取目标物体的信息。

遥感技术主要包括被动遥感和主动遥感两种方式。

被动遥感是指通过接收目标物体所发出的自然辐射或反射的电磁波,比较常用的是太阳辐射。

而主动遥感是指通过发送特定频率的电磁波到目标物体上,然后将目标物体发射的辐射或反射返回的信号进行分析。

被动遥感和主动遥感一般配合使用,可以获取更加全面的目标物体信息。

二、常用的海洋遥感技术1. 被动微波遥感被动微波遥感是通过接收海洋表面微波辐射来获取海洋信息的一种遥感技术。

微波辐射可以在大气中穿透,因此即使在云层遮挡的情况下,也可以对海洋进行探测。

被动微波遥感技术可以用来测量海洋表面温度、海洋表面风速、盐度等信息,对海洋动力学和大气海洋相互作用研究有着重要的意义。

2. 被动光学遥感被动光学遥感是通过接收海洋表面反射的太阳光来获取海洋信息的一种遥感技术。

光学遥感可以测量海洋表面的叶绿素浓度、海水透明度、沉积物含量等信息,可以用于海洋生态系统监测和海洋污染监测等方面。

3. 合成孔径雷达遥感合成孔径雷达(SAR)是一种主动遥感技术,通过发送微波信号到海洋表面,然后接收被海洋表面物体反射的信号,来获取海洋表面的信息。

SAR可以用来监测海洋表面风场、海洋表面粗糙度、海洋污染等信息,对海上风暴预警、海洋污染监测等具有重要的应用价值。

激光雷达在遥感技术中的重要应用

激光雷达在遥感技术中的重要应用

激光雷达在遥感技术中的重要应用随着科技的不断发展,遥感技术在各个领域中扮演着越来越重要的角色。

而其中,激光雷达作为一项重要的遥感技术手段,在地质勘测、测绘制图、环境监测等方面都有着广泛的应用。

首先,在地质勘测中,激光雷达可以通过发射脉冲电磁波,并接收其反射信号,从而获取地表地貌、地形地貌等数据。

通过对数据的分析处理,我们可以精确测量地质构造的高程、坡度、倾斜度等信息,为地质工作者提供重要的依据。

特别是在地震灾害预警领域,通过激光雷达获取的数据可以帮助科学家及时掌握地震活动的情况,从而更好地预防和减少地震灾害的发生。

其次,在测绘制图领域,激光雷达也发挥着重要的作用。

传统的测绘方法需要使用三角测量等手段,耗时耗力且精度有限。

而激光雷达可以通过其高精度的测量仪器,快速准确地获取地表的三维坐标数据。

这不仅为地图绘制提供了更加精细的数据,也为城市规划、工程设计等提供了重要的参考依据。

特别是在城市更新和复兴项目中,激光雷达可以通过对旧建筑进行三维扫描,快速获取其尺寸和形状的精确数据,为保护文化遗产以及城市更新提供了有力的支持。

此外,在环境监测中,激光雷达也发挥着重要的作用。

通过激光雷达扫描地表,可以准确获取植被覆盖、水资源分布等信息,从而帮助我们更好地了解和保护自然环境。

例如,在森林火灾预警中,激光雷达可以快速扫描植被覆盖的密度,检测并预测火灾的潜在风险,为森林管理者提供了快速响应的机会。

此外,激光雷达还可以用于海洋生态环境的监测,通过对海洋生物的三维扫描,帮助科学家更好地了解海洋生物分布和生态系统的变化,为海洋保护和管理提供数据支持。

总之,激光雷达作为遥感技术中的重要一环,在地质勘测、测绘制图、环境监测等方面都发挥着关键作用。

其高精度、高效率的特点,为各行各业提供了更广阔的应用领域。

然而,也应该注意激光雷达数据的准确性和隐私保护等问题,并确保在使用中遵守相关的法律法规,确保其应用能够更好地造福人类社会的发展。

海洋测绘服务中的卫星激光雷达技术在海底地形测量中的应用

海洋测绘服务中的卫星激光雷达技术在海底地形测量中的应用

海洋测绘服务中的卫星激光雷达技术在海底地形测量中的应用随着科技的不断进步和人类对海洋资源的不断追求,海洋测绘服务的重要性越来越凸显。

海底地形测量是海洋测绘服务的重要组成部分,它对于海洋科研、海洋开发、航海安全等方面都具有重要的意义。

而卫星激光雷达技术作为一种先进的测绘技术,正在被广泛应用于海底地形测量中。

卫星激光雷达技术,又称为LIDAR(光遥感与激光雷达)技术,是一种基于激光扫描和测距原理的遥感技术。

通过激光器向目标发射激光束,并通过接收器接收返回的激光信号,从而获取目标的位置、形状、高度等相关信息。

相对于传统的测绘方法,卫星激光雷达技术具有非接触、高精度、大范围等优势,因此在海底地形测量中具有很大的应用潜力。

首先,卫星激光雷达技术在海底地形测量中能够提供精确的深度数据。

传统的海底地形测量方法主要依靠声纳测量,但声纳受水深和海底地形的影响较大,测量精度受限。

而卫星激光雷达技术能够直接测量水面到海底的距离,可以有效避免水深和海底地形对测量结果的影响,从而提供更加准确的深度数据。

其次,卫星激光雷达技术还可以获取海底地形的三维形状信息。

通过激光扫描和测距原理,卫星激光雷达技术可以获取海底地形的高程数据,进而构建出海底地形的三维模型。

这对于研究海底地质结构、海底地形变化等方面具有重要意义。

同时,三维地形模型还能够为海洋工程设计、沉船搜救等提供重要的参考数据。

此外,卫星激光雷达技术在海底地形测量中还具有较高的测量速度和覆盖范围。

传统的海底地形测量需要借助船舶或无人潜水器等设备进行,测量范围有限且速度较慢。

而卫星激光雷达技术可以通过卫星遥感技术实现对海洋广域的测量,能够实现对大面积海洋地形的快速获取,提高测量效率和覆盖范围。

然而,卫星激光雷达技术在海底地形测量中也面临一些挑战。

首先,海洋环境复杂多变,海浪、悬浮物、云层等因素都会对激光信号的传播和接收造成干扰。

其次,卫星激光雷达技术的应用成本较高,需要投入大量的人力、物力和财力。

海洋测绘技术在能源海洋领域的应用与发展

海洋测绘技术在能源海洋领域的应用与发展

海洋测绘技术在能源海洋领域的应用与发展随着全球能源需求的不断增长,海洋成为了人们寻求新能源的热点领域。

而在能源海洋领域的开发与利用中,海洋测绘技术起到了至关重要的作用。

本文将讨论海洋测绘技术在能源海洋领域的应用与发展,并探讨其未来的发展前景。

首先,海洋测绘技术在能源海洋领域的应用主要体现在能源资源勘探与开采过程中。

通过利用声纳等测量技术,人们可以在海底地形中发现潜在的天然气和石油资源。

海洋测绘技术可以提供精确的海底地形图和海底地质情况,为石油和天然气公司提供有力的决策依据。

例如,深水平台的布放、油井的钻探、海底管道的铺设等作业在没有精确的海底地形测绘数据支持下将无法进行。

此外,海洋测绘技术在能源海洋领域的应用还体现在风力和潮汐能源的开发上。

通过利用卫星遥感和激光雷达等技术,科学家可以观测并预测海洋中的风力和潮汐能源资源,并在合适的地点建设风力发电和潮汐发电设施。

这些设施使用海上高度测量技术来确定最佳的建设位置,以确保能源的最大化利用和能源设施的可靠性。

海洋测绘技术的发展也为能源海洋领域带来了新的机遇。

例如,近年来激光雷达测绘技术的快速发展为海洋测绘提供了更高效、更精确的方法。

激光雷达可以通过发送激光脉冲并测量其返回时间来获取海底地形的数据。

这种技术具有高分辨率和高精度的优势,可以有效提高海洋测绘的效率,并为能源海洋领域的开发提供更准确的数据支持。

此外,海洋测绘技术的发展也为能源海洋领域带来了新的挑战。

例如,如何应对复杂的海洋环境和海底地质条件,是目前海洋测绘技术面临的一个重要问题。

为了解决这个问题,科学家们正在积极研究和开发新的测绘技术和设备,以适应不同环境下的能源海洋开发需求。

同时,随着海洋测绘技术的不断发展,数据处理和分析的能力也面临着巨大压力。

海洋测绘技术产生的大量数据需要高效的处理和分析,以便为决策者提供及时准确的信息。

未来,随着能源海洋领域的不断发展和技术的进步,海洋测绘技术将发挥更加重要的作用。

激光雷达在海上搜救中的应用方案

激光雷达在海上搜救中的应用方案

激光雷达在海上搜救中的应用方案随着科技的不断进步,海上搜救工作也在不断改进和完善。

激光雷达作为一种新兴的探测技术,为海上搜救提供了全新的应用方案。

本文将从激光雷达的原理、海上搜救的需求以及激光雷达在海上搜救中的应用等方面进行论述。

激光雷达是一种利用激光束来探测目标的仪器。

其原理是通过发射激光束对目标进行扫描,然后根据激光束的反射信号来确定目标的位置和距离。

相比传统的雷达技术,激光雷达具有高分辨率、高精度和低功耗等特点,能够提供更准确、更详细的目标信息。

海上搜救是一项十分重要的任务,涉及到人身安全和生命救援。

在海上环境中,常常会遇到浓雾、大浪和夜晚等复杂的气象条件,使得搜救任务变得异常困难。

在这种情况下,传统的雷达技术往往无法提供足够的信息,因而激光雷达的应用成为一种解决方案。

激光雷达在海上搜救中具有广泛的应用。

首先,激光雷达可以实时获取目标的位置信息,帮助搜救人员迅速锁定目标的位置。

其次,激光雷达还可以提供目标的形状和大小信息,从而帮助判断目标的类型以及是否有危险因素。

此外,激光雷达还可以通过对目标的反射信号进行分析,提供目标的速度和运动轨迹等相关信息,为搜救人员提供更全面、更准确的情报。

除了常规的海上搜救任务,激光雷达在海上灾害应急中也有广泛的应用。

例如,当船只遭遇火灾、沉没或意外爆炸等情况时,激光雷达可以通过探测火焰或爆炸物的气体等特征,提供准确的目标信息,帮助救援人员进行快速、有效的救援工作。

然而,激光雷达在海上搜救中也存在一些挑战和限制。

首先,激光雷达在强阳光照射下的性能会受到影响,因此在骄阳下的海上搜救中,可能需要采取一些遮挡和滤光的措施。

其次,海上环境中存在大量水汽、海雾和尘沙等干扰物,会降低激光雷达的探测距离和精度。

因此,在实际应用中,需要针对海上环境的特点进行改进和优化,以提高激光雷达的性能和可靠性。

总之,激光雷达作为一种新兴的探测技术,为海上搜救提供了全新的解决方案。

其高分辨率、高精度和低功耗等特点使其成为海上搜救的有力工具。

  1. 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性,平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
  2. 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
  3. 3、如文档侵犯您的权益,请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间:9:00-18:30)。

机载激光雷达在海洋研究方面的应用
0 引言
机载激光雷达测量技术的发展为获取高时空分辨率的地球空间信息提供了一种全新的技术手段,使人们从传统的人工单点数据获取变为连续自动数据获取,提高了观测的精度和速度,使数据的获取和处理朝智能化和自动化方向发展。

机载海洋激光雷达是利用机载的蓝绿激光发射和接收设备,通过发射大功率窄脉冲激光,探测海洋水下目标的一种先进技术。

主要解决海洋调查中的如下问题:①水下地形地貌测量;
⑦河口、港口泥沙淤积变化;③水下地质灾害;④水下资源勘查;⑤海岸带工程建设。

[1]
1 机载海洋激光雷达概述
自1968年第一个激光海水测深系统研制成功以来,国内外近十个国家,先后开展了机载海洋激光雷达的研究工作,研制或生产了十余个机载海洋激光雷达系统。

特别是90年代以来,半导体泵浦大功率、高脉冲重复频率Nd:YAG激光器技术的进步和实用化,导致了世界范围内机载海洋激光雷达系统研究的又一个新的高潮,各国争相研制新一代实用化的雷达系统,应用范围也逐渐扩大,同时一些新的国家(包括中国、法国等)也加入到机载海洋激光雷达的研制行列中来,使得这一技术成为了海洋探测研究方面的一大热点。

与声纳技术相比,尽管机载海洋激光雷达的探测距离小,但是其搜索效率和探测电点密度都远远高于声纳,此外,它还具有很强的机动性、运行成本低和易于操作等许多优点。

由于具有这些优点,机载海洋激光雷达可以广泛用于海水水文勘测(包括浅海水深、海底地貌测绘、海水光学参数的遥测等)、水下潜艇探测、水雷探测、鱼群探测、海洋环境污染监测等众多领域。

目前,声纳在深水探测方面仍然是唯一的主要技术,而在浅水探测方面,机载海洋激光雷达已经显示出比声纳更强的竞争力,是一种极具诱惑力的新技术。

[2]
2 机载海洋激光雷达对赤潮监测方面的应用[3]
近年来,赤潮发生规模呈现不断扩大的趋势。

1998~2003年,在渤海、东海都发生了面积达到几千平方公里的特大赤潮,这在国际上都非常罕见.由于赤潮形成机理复杂,目前尚无十分有效地方法防治赤潮的发生,只能通过监测和预报的手段来减少赤潮造成的损失.常用的方法是基于船载的水质监测和浮标站定点连续自动监测等方法。

船载光学仪器测量方法需要定点采样、化学分析和人工处理,存在测量速度慢、效率很低和成本高等问题,不能满足要求快速获得大面积水域水质参量的场合,同时也严重影响了对灾害预测的反应时间.近年来,监测赤潮的工作平台由传统的船载平台测量,转变为越来越多地利用航空、卫星来进行探测.采用卫星平台测量,需要的设备较复杂、花费较高,同时卫星可见光遥感也有其自身的不足,例如不能全天候、全天时工作,阴雨天气和晚上就无法监测赤潮,此外,由于空间分辨率较低,对小尺度赤潮的监测十分困难
目前,基于机载的航空海洋遥感探测等新技术在赤潮监测和预报领域的应用引起了越来
越多国家的重视.我国从1986年起开展赤潮航空巡航监视、应急、跟踪监视工作,以中国海监飞机(Y一12型)为航空工作平台,利用红外光谱区(0.7~0.9um)和紫外光谱区(0.3~0.4um),实时探测海水温度及其变化,并根据赤潮海区的温度要高于正常海水温度的特点,来对赤潮进行监测和预报。

采用机载海洋激光雷达,针对海洋赤潮的消长过程中所呈现出的光学物理现象,引入赤潮藻散射系数的概念,通过检测激光后向散射信号,针对赤潮藻在赤潮消长过程中密度变化的监测,实现对赤潮消长过程的预报和检测,该方法为基于机载的海洋赤潮监测增加了一种方法。

根据赤潮发生期间藻类变化的特点,可将其分为四个阶段:起始阶段、发展阶段、维持阶段和消亡阶段。

在这几个阶段中,藻类的密度有正常状态到急剧增加,到最高峰再到大量死亡,使得海水的颜色由正常颜色变成黄褐色、粉红色或褐红色,再逐渐恢复正常。

根据海水成分的变化,海水的散射情况也会发生改变,由此可以建立赤潮散射系数的模型,以此进行仿真计算,从而对赤潮进行有效的监测。

3 机载海洋激光雷达在海洋测深方面的应用[4]
自本世纪30年代以来,船载声学方法一直是占统治地位的海洋测深手段.回声测声仪是断面测量方法,遗漏了许多海底地形、地貌信息,特别是微地貌不能真实描述出来.为解决这一问题,人们发展了多波速测深系统及侧扫声纳系统。

但测量速率低、成本高的问题仍然得不到解决.后来发展的立体摄影测量方法,仅适用于较浅水域的测深,其最大探测深度只有10m左右。

近年来随着遥感技术的发展,由多光谱成像得到的数据可推算出海洋水深,但是人们希望海洋水深是直接测量得到的,而不是推算出来的.多光谱成像测深手段存在的主要问题是:由于是被动式方法,因此受环境影响比较大;深度测量需要标定;探测深度有限;测深误差较大。

70年代发展起来的机载蓝绿激光海洋测深方法弥补了船载声学、立体摄影测量及多光谱成像测深手段的不足,是一种主动式、大覆盖面积、高速率、低成本的海洋测深手段。

如果机载激光测深系统使用重复频率200Hz的的调Q倍频Nd:YAG激光器,飞机飞行高度500m。

飞行速度70m/s,很容易达到50km2/h的覆盖速度.美国海军的研究表明,一架飞机一年飞200小时完成的测量任务,一艘常规测量船需用13年才能完成,而机载与测量船的费用之比是1:5(包括数据处理的费用)。

国际海道测量协会要求30m以内水深测深误差不超过0.3m,大于30m水深相对误差不超过1%,机载激光测深方法可以满足这一要求。

机载蓝绿激光海洋测深并不取代传统的声学及多光谱成像方法,在深海区域仍要使用声纳技术;多光谱成像技术则作为普查方法使用.但是机载蓝绿激光无疑是大陆架最有效的测深手段。

70年代以来世界各海洋大国投入大量人力、物力发展机载激光海洋测深方法,澳大利亚、美国、加拿大、瑞典等国代表了世界先进水平。

4 海洋激光雷达在海岸带三维景观仿真模拟方面的应用[5]
海岸带是海洋系统与陆地系统相连接、复合和交叉的地弹单元,既是地球表而最为活跃的自然区域,也是资源环境条件最为优越的人文活动区域,与人类生存和发展的关系最为密切。

另外,海岸带又是对全球变化最为敏感的地带,受到强烈的海陆作用,成为海陆过渡的
生脆弱带和环境变化敏感区。

;近年来随着海洋经济的发展,对海岸带进行的各种各样的开发活动也越来越多,使得海岸带面临的压力越来越大,资源和环境发生了前所未有的变化,出现了许多有碍可持续发展的问题。

对海岸带地区进行综合管理和监测是实现海洋经济和海洋生态环境可持续发展非常关键的一环,已经引起了国家的高度重视和关注。

“数宁海洋”中明确提出,在高性能计算机和先进的可视化设备支持下,利用科学视算、3s(遥感、地理信息系统、全球定位系统3种技术的统称)、三维可视化、虚拟现实、仿真、互操作等技术,基于“数字海洋”空间数据框架、功能强大的模型支持和三维可视化信息表达,实现全信息化的海底、水体、海而及海岸的数字再现和预测,建立包括自然景观、人文要素、自然环境、海上设施等的三维数字海面、海岸景观模型,建立反映海洋资源与环境要素变化过程的可视化表达模型,实现海洋动态变化的可视化。

采用传统航空摄影技术进行海岸带三维可视化时,外业控制点的测量和DEM(digital elevation model)编辑加工耗时大、成本高、工期长;利用卫星遥感的立体像对获取DEM并结合影像也可生成三维景观,但又会受到光学传感器的诸多限制,精度也不高。

利用激光雷达(1ight detection and ranging,简称Lidar)技术进行空中激光扫捕,可以快速获取目标高密度、高精度的三维点坐标。

在软件支持下对点云数据进行模型构建、纹理映射和正射纠正,可以方便地建讧大面积的三维模型。

目前,航空摄影测量和机载Lidar已成为地表三维数据获取的主要手段之一。

改进激光点云的滤波方法,提高激光点云与影像、地物模型的融合效果是Lidar可视化领域研究的热点和难点。

通过对海洋及海岸带激光雷达数据的处理,实现三维景观的重构,可以较好地展示海岸带各类地物的空间分布,为海洋及海岸带的综合管理及其开发活动的动态监测提供技术支持。

5 机载激光雷达发展趋势展望[2]
(1)进一步提高水下目标的定位精度和测深精度;
(2)提高系统的测深能力,特别是在晴朗的白天系统的测深能力;
(3)提高水下目标识别能力;
(4)进一步减小系统的体积、重量和功耗,完善自动导航仪与系统的接口,提供简便的任务航线编制软件界面,改善系统的操作性能,使系统真正实用化。

参考文献
[1]李志忠.机载激光雷达系统及其在海洋调查中的应用前景[J].地质前缘(中国地质大学,北京).1998
[2]陈文革,黄铁侠,卢益民.机载海洋激光雷达发展综述[J].激光技术.1998
[3]马泳,林宏,冀航等.基于机载激光雷达监测海洋赤潮模型研究[J].光子学报.2007
[4]李庆辉,陈良益,陈烽等.机载蓝绿激光海洋测深[J].光子学报.1996
[5]张晓皓,娄全胜,张春雨.基于机载激光雷达的海岸带三维景观仿真模拟[J].热带海洋学报.2010。

相关文档
最新文档