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激光雷達英文簡稱：Laser Radar/LADAR/LIDAR(Light Detection and Ranging)，其實現基本原理與傳統的毫米波雷達類似，通過向目標發射激光脈沖，并測量激光脈沖從發射到接收的時間差，從而計算出目標的距離。根據掃描方式的不同，激光雷達可以分為機械式、半固態式、固態式。目前從車載領域到測量測繪領域，最常接觸和應用落地最多的激光雷達往往都是機械掃描式，原因在于機械激光雷達技術相對成熟，各類測試認證流程相對簡單，然而其也存在結構復雜，可靠性較差等缺點。

作為最新的激光雷達技術路線，全固態Flash激光雷達結構最簡單，集成度最高。Flash激光雷達通過高密度的激光源陣列，像手電筒一樣，能在短時間內發射出覆蓋一片區域的激光，并用高靈敏度的接收器來構建三維圖像，從而可以創建用于各種應用領域的高分辨率數字表面、地形和高程模型。

圖1 【圖源網絡，侵刪】

在過去十年中，無人機作為小型化的無人設備，在環境測繪監測應用領域發展迅速。通過在無人機上增加Flash全固態激光雷達系統，可以在測繪監測領域實現高精度、實時化檢測。

激光雷達系統收集和映射探測對象的詳細信息，生成精確的3D點云信息，而后通過后端建立各類物理模型例如房屋、植物、樹木、建筑物、堤防等基礎設施，實現對物理世界的數據孿生。

圖2 【圖源網絡，侵刪】

激光雷達搭載無人機的應用領域

1.緊急救援現場

激光雷達是一種主動光源系統，使用紫外光、近紅外光不需要外部光源，就可以對物體進行成像的有效映射，因此即使在無光條件下仍然可以實現檢測。例如，在夜間監測洲際堆積時，可以輕松部署配備激光雷達的無人機單次通過現場。

作為基于無人機的解決方案，可以即時返回具有可見細節的準確信息，作為現場決策的信息來源。通過高精度的3D模型數據，工作人員可以通過非物理接觸實現對現場的立體監控，從而大大提高救援的效率。

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2. 農林日常監控

傳統的農林檢測，更多依靠2D相機實現照片比對，但實際上森林規模龐大，評估森林清單的傳統方法既耗時又低效，有時僅僅是大面積的粗略估計。使用配備激光雷達的無人機，林務員可以測量樹冠高度、覆蓋范圍、樹木密度，甚至可以測量單個樹木的位置和高度。這就消除了傳統方法的不準確性和低效率。配備激光雷達的另外一大優點是，在人眼不能進行這些測量的范圍也能進行這些測量，如測量樹冠高度和樹木密度等，實現對危險樹木的剪枝提供可靠技術保障。

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3. 地形建模與監控

與傳統地面測量方法相比，激光雷達通過使用檢測遠處物體（例如樹葉、灌木、樹木甚至草）的方法，借助分析從物體表面反射的脈沖激光來確定它們的位置、速度和其他特征，為地面操作人員提供可以作業參考的地形輪廓3D模型。例如通過對國道危險山體的監控，在減輕維護人員攀爬等危險工作的同時，也能實現山體滑坡預防監控等效果。

圖5 【圖源網絡，侵刪】

4.電力線檢查

激光雷達具有較高的分辨率，且不受常規氣象條件的影響，通過數據分析就可以從點云中提取有關電力線和極間距離的詳細信息。這使得測量員能夠分析電力線走廊的詳細結構，包括植被、道路和房屋等信息，從而識別潛在風險。在對應的在電網施工中，通過電纜線的識別與預警，可以避免工作人員觸電的危險。

圖6. ABAX-CZ-30模組實拍

5. 地形和水深測量

地形和水深測量通常覆蓋大面積地形，通常使用飛機和直升機進行。地形激光雷達使用近紅外激光繪制陸地地圖，而測深激光雷達則使用透水綠光來測量海底和河床。

圖7 【圖源網絡，侵刪】

6. 隧道類形變測量

傳統的隧道形變測量方法需要數天才能完成整個隧道建模，而借助flash激光雷達技術，整個城市可以在幾分鐘內以3D方式繪制出來，從而實現對隧道/地下管道形變的檢測。

圖8. ABAX-CZ-80模組隧道場景實拍灰度圖

7. 礦山測量

由于礦山地形復雜，采用全站儀和GPS等傳統的測量手段進行高精度測繪工作往往費時費力。近年來快速發展的三維激光掃描技術為解決復雜的礦山地形測量和數字礦山建設提供了新的技術手段。激光雷達技術具有高分辨率、高采樣率以及非接觸測量的優勢，非常適合用于獲取礦山的復雜表面和高危區域的空間三維信息。

圖9 【圖源網絡，侵刪】

綜合以上應用場景介紹，無人機配備全固態flash激光雷達可以提供高分辨率的地形數據，用于建立精確的地圖模型。相比傳統的地面測量方法需要人工測量，費時費力且精度較差，而采用全固態Flash激光雷達可以快速準確地獲取地形數據，為城市規劃、自然資源管理、災難監測等領域提供數據支撐。未來基于全固態Flash激光雷達+無人機將在測量領域大顯神威，成為測量人手中的神兵利器。