李佳俊， 鐘若飛

(1.首都師范大學(xué)資源環(huán)境與旅游學(xué)院,北京 100048； 2.首都師范大學(xué)三維信息獲取與應(yīng)用教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室,北京 100048)

輕小型機(jī)載LiDAR的航線設(shè)計(jì)

李佳俊1,2， 鐘若飛1,2

(1.首都師范大學(xué)資源環(huán)境與旅游學(xué)院,北京 100048； 2.首都師范大學(xué)三維信息獲取與應(yīng)用教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室,北京 100048)

為研究輕小型機(jī)載LiDAR的航線設(shè)計(jì)，以VUX-1型激光掃描儀為例，計(jì)算多周期回波(multi time around,MTA)對(duì)飛機(jī)作業(yè)高度的限制； 根據(jù)要求的點(diǎn)云密度、掃描頻率、掃描線速度等指標(biāo)，依照航空攝影測(cè)量原理以及機(jī)載LiDAR數(shù)據(jù)獲取規(guī)范，從中區(qū)別機(jī)載LiDAR與傳統(tǒng)攝影測(cè)量學(xué)的不同，并借鑒機(jī)載LiDAR的數(shù)據(jù)采集方式與傳統(tǒng)掛載專業(yè)相機(jī)的攝影測(cè)量的相似之處，判定在不同情形下激光的測(cè)距變化(例如測(cè)區(qū)內(nèi)不同類型的目標(biāo)反射率不同或大氣能見(jiàn)度不同導(dǎo)致的最遠(yuǎn)測(cè)距能力的變化等)； 在考慮以上問(wèn)題基礎(chǔ)上，對(duì)機(jī)載LiDAR系統(tǒng)進(jìn)行航線設(shè)計(jì)； 最后分別對(duì)比旁向點(diǎn)間距和航向點(diǎn)間距的誤差，分析其原因并判定該航線設(shè)計(jì)方案的可行性。

機(jī)載LiDAR； 點(diǎn)云； 重疊率； 多周期回波(MTA)； 航線設(shè)計(jì)； 測(cè)距范圍

0 引言

帶有同步影像數(shù)據(jù)采集的機(jī)載激光雷達(dá)(airborne LiDAR)系統(tǒng)能夠有效地獲取地表的色彩、紋理以及三維信息。合理的飛行計(jì)劃能夠確保數(shù)據(jù)質(zhì)量達(dá)到預(yù)期的效果。然而，預(yù)期的數(shù)據(jù)質(zhì)量會(huì)因飛行參數(shù)(飛行高度、飛行速度、飛行方向等)和掃描儀參數(shù)[1](掃描角度、掃描頻率等)的變化而改變。隨著我國(guó)《機(jī)載激光雷達(dá)數(shù)據(jù)獲取規(guī)范》的頒布以及國(guó)內(nèi)外激光掃描儀生產(chǎn)工藝水平的不斷提高，如何設(shè)計(jì)好飛行方案以獲取符合要求的數(shù)據(jù)，已經(jīng)成為亟待解決的問(wèn)題。

目前，國(guó)內(nèi)外地面站(ground control station)的控制軟件有很多，例如我國(guó)的成都縱橫自動(dòng)化技術(shù)有限公司JAC AP-100無(wú)人機(jī)飛控與導(dǎo)航系統(tǒng)是一款超小型、低功耗、高度集成、全功能的無(wú)人機(jī)飛行控制與導(dǎo)航系統(tǒng)。該軟件提供了豐富的菜單用于數(shù)據(jù)顯示、系統(tǒng)設(shè)置、操作控制和地圖操作等。類似的還有桂林飛宇電子科技有限公司的地面站軟件FYGCS3.0。最近興起的大疆公司與零度公司也推出了自己的地面控制站系統(tǒng)，大疆公司的PC Ground Station的界面設(shè)計(jì)更加人性化，而且具備谷歌3D地圖視角等； 零度公司也推出了自己的地面控制站YS-GCS，與大疆公司一樣也將谷歌地圖融入進(jìn)來(lái)，并且還有基于安卓系統(tǒng)和蘋(píng)果系統(tǒng)的手機(jī)控制端。美國(guó)UAV Flight System公司的產(chǎn)品AP40和AP50自動(dòng)駕駛儀地面控制站軟件Ground Pilot是基于Windows開(kāi)發(fā)的、適用于AP40和AP50自動(dòng)駕駛儀的一款軟件產(chǎn)品，該軟件能將無(wú)人機(jī)圖形化顯示，在地圖區(qū)域能集成顯示無(wú)人機(jī)位置與飛行航線。開(kāi)源項(xiàng)目Open Pilot則提供了社會(huì)成本低、但功能強(qiáng)大的穩(wěn)定和自動(dòng)駕駛儀平臺(tái)，它是一個(gè)開(kāi)放的試驗(yàn)平臺(tái)，支持直升機(jī)和固定翼飛機(jī)。另外，國(guó)外的軟件還有ASCOT,CCNS4等。天寶和Rigel等公司也推出了諸如Trimble Tablet Rugged PC類型的地面站軟件。

但上述地面站軟件中大多只具備常規(guī)的航線設(shè)計(jì)功能，少部分只支持傳統(tǒng)的相機(jī)航線設(shè)計(jì)，幾乎沒(méi)有針對(duì)激光掃描儀這一新型傳感器的航線設(shè)計(jì)。此外，國(guó)內(nèi)外的大多數(shù)學(xué)者主要就LiDAR整體掃描帶寬等進(jìn)行了有關(guān)重疊度的分析，很少對(duì)激光掃描儀的每一個(gè)采集的激光腳點(diǎn)進(jìn)行詳細(xì)分析。本文主要針對(duì)具有多周期回波(multi time around, MTA)技術(shù)的激光掃描儀，結(jié)合機(jī)載平臺(tái)(例如飛機(jī)的側(cè)滾角以及連續(xù)脈沖之間的角度增量對(duì)激光測(cè)距的影響)進(jìn)行詳細(xì)分析，最終通過(guò)計(jì)算不同參數(shù)間的關(guān)系制定合理的航線設(shè)計(jì)方案。

1 MTA處理技術(shù)

1.1 MTA測(cè)距原理

MTA測(cè)距是通過(guò)測(cè)量激光往返多個(gè)周期累計(jì)時(shí)間求平均的一種方法。即發(fā)射系統(tǒng)發(fā)射光脈沖時(shí), 從發(fā)射時(shí)刻開(kāi)始計(jì)數(shù)，接收系統(tǒng)接收到回波光信號(hào)后不關(guān)閉計(jì)數(shù)器, 而是經(jīng)過(guò)固定延時(shí)后再去觸發(fā)發(fā)射光脈沖； 這樣，發(fā)射→接收→延時(shí)→再次發(fā)射就形成了周期振蕩信號(hào)。經(jīng)過(guò)多個(gè)周期后, 關(guān)閉計(jì)數(shù)器； 把多個(gè)周期的計(jì)數(shù)值減去多個(gè)周期的延時(shí)后取平均, 即得到光脈沖往返一次所需時(shí)間[2]。將所得的時(shí)間代入式(1)，得到目標(biāo)的距離，即

d=ct/2，

(1)

式中：t為往返時(shí)間差； c為光速；d為距離。

1.2 MTA的分區(qū)原則

MTA處理技術(shù)能夠定位處于本次測(cè)距周期之后幾個(gè)周期內(nèi)的目標(biāo)回波信號(hào)。根據(jù)掃描儀掃描頻率的不同，每個(gè)測(cè)量周期的測(cè)距范圍也會(huì)發(fā)生相應(yīng)的變化。一般情況如圖1所示。

(T為發(fā)射器發(fā)射的脈沖信號(hào)； O為測(cè)量起始點(diǎn)(相當(dāng)于距離是0)； E為目標(biāo)物反射的回波信號(hào)。)

從圖1可以看出，激光發(fā)射器連續(xù)發(fā)出的2個(gè)脈沖T1與T2分別對(duì)應(yīng)接收器所接收到的目標(biāo)回波E1.1和E2.1，脈沖和目標(biāo)回波都處于同一個(gè)測(cè)量周期內(nèi)。在這種情況下，無(wú)需MTA技術(shù)的處理就能夠判別目標(biāo)和掃描儀發(fā)射器之間的距離。但有時(shí)目標(biāo)距離激光發(fā)射器太遠(yuǎn)，以至于目標(biāo)回波不能在本測(cè)量周期之內(nèi)被接收端接收到，如圖1所示，目標(biāo)回波E1.2和第一個(gè)脈沖T1沒(méi)有處于同一個(gè)測(cè)量周期，這種情況需要通過(guò)MTA處理才能判斷目標(biāo)回波在第二個(gè)測(cè)量周期內(nèi)[3]。由此可以定義： 如果目標(biāo)回波與激光發(fā)射器的脈沖處于同一個(gè)測(cè)量周期內(nèi)，稱作MTA 1區(qū)； 如果目標(biāo)回波在激光發(fā)射器脈沖的下一個(gè)測(cè)量周期內(nèi)，稱作MTA 2區(qū)； 如果目標(biāo)回波在激光發(fā)射器脈沖之后的第二個(gè)測(cè)量周期出現(xiàn)，則稱作MTA 3區(qū)(圖2)； …，依此類推。

圖2 MTA 的分區(qū)

1.3 掃描頻率對(duì)MTA的影響

MTA處理技術(shù)可以測(cè)量距離更遠(yuǎn)的目標(biāo)，但因每個(gè)MTA區(qū)的脈沖測(cè)量周期都相同，這就要對(duì)激光掃描儀的操作有如下限制：

1)所有出現(xiàn)的目標(biāo)回波都應(yīng)處于所設(shè)置的MTA區(qū)域內(nèi)。

2)目標(biāo)回波不能出現(xiàn)在后幾個(gè)測(cè)量周期的發(fā)射器脈沖發(fā)射之前。

3)高電壓通道的強(qiáng)烈回波不能被下一個(gè)測(cè)量周期的脈沖覆蓋。

為了在不能滿足上述3個(gè)條件時(shí)掃描儀仍能獲取到有效數(shù)據(jù)[4]，掃描儀的頻率要相互輪流交替[5]，這樣會(huì)導(dǎo)致相連續(xù)的2個(gè)脈沖的測(cè)量周期也同樣發(fā)生變化(圖3)。

(rA為改善后較大的測(cè)距范圍； rB為改善后較小的測(cè)距范圍； rREF為原有的測(cè)距范圍； △r為最小測(cè)距距離。)

圖3中：

(2)

(3)

(4)

(5)

式中：PRRREF為激光掃描頻率；PRRMIN為最小激光掃描頻率；PRRMAX為最大激光掃描頻率；PRRA等同于PRRMIN；PRRB等同于PRRMAX。

以VUX-1型激光掃描儀為例，假設(shè)掃描頻率PRRREF=380 kHz，最小測(cè)量距離△r=3 m代入式(2)―(5)分別得到

(6)

(7)

(8)

(9)

(10)

由于MTA的3個(gè)條件的限制，以及掃描頻率的交替變化，MTA區(qū)域的掃描范圍定義為

rMTA_ZONE_1_MIN=rMIN=3 m，

(11)

rMTA_ZONE_1_MAX=rB-rOFFSET，

(12)

rMTA_ZONE_2_MIN=rA，

(13)

rMTA_ZONE_2_MAX=rA+rB-rOFFSET，

(14)

式中：rMTA_ZONE_1_MIN為MTA 1區(qū)最小測(cè)距值；rMTA_ZONE_1_MAX為MTA 1區(qū)最大測(cè)距值；rOFFSET為發(fā)脈器脈沖與測(cè)距起始點(diǎn)的距離，此處假設(shè)其值為1.5m(圖4)；rMTA_ZONE_2_MIN為MTA 2區(qū)最小測(cè)距值；rMTA_ZONE_2_MAX為MTA 2區(qū)最大測(cè)距值(圖5)。

圖4 MTA 1區(qū)測(cè)距范圍的計(jì)算

圖5 MTA 2區(qū)測(cè)距范圍的計(jì)算

MTA 1區(qū)域的最小測(cè)距值是由VUX-1的最小測(cè)距范圍確定的，MTA 1區(qū)域的最大測(cè)距值是由2個(gè)連續(xù)測(cè)量周期的最小測(cè)距范圍(即rB)確定的。MTA 2區(qū)域的最小測(cè)距值是由2個(gè)連續(xù)測(cè)量周期的最大測(cè)量范圍(即rA)確定的，MTA 2區(qū)域的最大測(cè)距值是由兩個(gè)相鄰的測(cè)距周期測(cè)距范圍之和(即rA+rB)確定的。MTA 1與MTA 2的分區(qū)界限值如圖6所示。

圖6 MTA分區(qū)界限值示意圖

MTA在不同頻率下的界限值見(jiàn)表1。

表1 MTA在不同頻率下的界限值

①N/A表示“不適用”，就是在此頻率下不涉及到第二區(qū)。

2 航線設(shè)計(jì)

2.1 測(cè)區(qū)劃分原則

在飛行作業(yè)之前，應(yīng)當(dāng)按照地形的類別以及小范圍內(nèi)高度落差，對(duì)整個(gè)測(cè)區(qū)進(jìn)行多個(gè)區(qū)域的劃分。具體要求如下：

1)航線敷設(shè)和劃分分區(qū)時(shí)，應(yīng)根據(jù)IMU誤差積累的指標(biāo)確定每條航線的直線飛行時(shí)間。

2)飛行高度的確定應(yīng)綜合考慮點(diǎn)云密度和精度要求、激光有效距離及飛行安全的要求，同時(shí)應(yīng)考慮激光對(duì)人眼的安全性要求。

3)分區(qū)應(yīng)基于激光有效距離及地形起伏等情況進(jìn)行設(shè)計(jì)，應(yīng)考慮基站布設(shè)情況以及測(cè)區(qū)跨帶等問(wèn)題。

4)平坦地區(qū)航線旁向重疊度設(shè)計(jì)以達(dá)到20%為宜(最少為13%)，應(yīng)保證在飛行傾斜姿態(tài)變化較大情況下不產(chǎn)生數(shù)據(jù)覆蓋漏洞，在丘陵地和山區(qū)設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)當(dāng)適當(dāng)加大旁向重疊度； 航向起始和結(jié)束應(yīng)超出半個(gè)掃描帶寬度，旁向應(yīng)超出半個(gè)掃描帶寬度[6](超出部分控制在500～2 000 m之間)。

2.2 相關(guān)參數(shù)確定

一般情況下，掃描儀的安裝要保證其掃描方向與飛機(jī)前進(jìn)方向幾乎垂直，對(duì)測(cè)區(qū)進(jìn)行條帶式掃描。每個(gè)相鄰的掃描帶之間要保證有一定的重疊部分，這需要在飛行之前根據(jù)測(cè)區(qū)的地形等因素制定出合理的重疊度，確保所有的掃描帶最終能夠拼接成1景完整的點(diǎn)云圖像[7-8]。圖7示出3條連續(xù)采集的掃描帶，每條掃描帶之間的重疊率為25%，箭頭所指的方向?yàn)轱w機(jī)飛行的方向，紅點(diǎn)斜虛線表示每1 s的掃描線。由于飛機(jī)在掃描的同時(shí)還在向前飛行，導(dǎo)致掃描線并不會(huì)完全垂直于飛機(jī)飛行的方向。

(bS為航帶覆蓋旁向長(zhǎng)度； bA為相鄰航線間距； overlap為重疊區(qū)域?qū)挾龋?k為掃描線傾斜因子； △l為相鄰掃描線間距；△b(△θ)為角增量等于△θ時(shí)相鄰兩點(diǎn)的點(diǎn)間距；箭頭所指的方向?yàn)轱w機(jī)飛行的方向； 紅點(diǎn)

圖8示出需求解的相關(guān)參數(shù)。

(θS為掃描儀的初始掃描角度； △θ為相鄰脈沖之間的掃描角度增量； ΔθSCAN為掃描角度范圍； bS為掃描帶寬； h為飛機(jī)的飛行高度。)

1)掃描帶寬度。假設(shè)飛機(jī)飛行在地面之上的一個(gè)恒定的高度(h)，掃描儀的初始掃描角度設(shè)為θS，相鄰脈沖之間的掃描角度增量為△θ，掃描角度范圍(等同于視場(chǎng)角)設(shè)為△θSCAN，則設(shè)掃描帶寬bS為

(15)

2)航帶間距。設(shè)掃描帶重疊率為ov，相鄰掃描帶中心線間距(航帶間距)為bA，則

(16)

由于VUX-1型激光掃描儀的旋轉(zhuǎn)棱鏡只有1個(gè)面[8]，每旋轉(zhuǎn)360°出現(xiàn)1條掃描線，并且規(guī)定其掃描視場(chǎng)角最大為330°，因此設(shè)最大掃描角度范圍為△θSCAN，MAX=330°。因考慮到地面假設(shè)是理想的平面，故只針對(duì)于0°<△θSCAN<180°范圍內(nèi)的角度進(jìn)行計(jì)算。很顯然，在起始角度和結(jié)束角度的相鄰脈沖點(diǎn)間距最大，在掃描范圍中心線的相鄰脈沖點(diǎn)間距最小。

3)激光腳點(diǎn)間距(旁向)。設(shè)在角度等于θ處的點(diǎn)間距為△b(θ)，則有

(17)

初始掃描角θS的相鄰脈沖點(diǎn)間距最大，在掃描范圍中心線(θS=90°)的點(diǎn)間距最小。

最大點(diǎn)間距的求解公式為

(18)

最小點(diǎn)間距(θS=90°)的求解公式為

△bMIN(△θ)=htan(△θ)；

(19)

平均點(diǎn)間距(△bAVG)的求解公式為

(20)

為了安全起見(jiàn)，應(yīng)當(dāng)保證最大點(diǎn)間距也符合方案所要求的△b，其求解公式為

(21)

4)掃描線速度。根據(jù)計(jì)算出的△θ和激光掃描頻率(PRR)，可以求得激光掃描線速度，即

(22)

5)飛行速度(地速)。設(shè)掃描線間距為△l，一般設(shè)置為△l=△b，以保證點(diǎn)云腳點(diǎn)的等間距均勻分布。根據(jù)上述條件，可解算出飛機(jī)的飛行速度VF，即

VF=fSCAN△l。

(23)

2.3 目標(biāo)最值確定

由于測(cè)距閾值、MTA等對(duì)最小測(cè)距與最大測(cè)距的限制，在制定航線設(shè)計(jì)方案中應(yīng)當(dāng)考慮到目標(biāo)物的最小距離(rMIN)與最大距離(rMAX)是否在測(cè)距范圍之內(nèi)。目標(biāo)的最大距離與最小距離與下列參數(shù)有關(guān)： 掃描儀的掃描起始角度θS、掃描儀的掃描終止角度θE(θE=θS+△θSCAN)、飛機(jī)的飛行高度h、飛機(jī)的側(cè)滾角ρ、飛機(jī)的俯仰角以及測(cè)區(qū)的地形類型。圖9示出目標(biāo)距離求解的示意圖。

假設(shè)飛機(jī)的飛行高度處于飛機(jī)的最小與最大飛行高度之間，飛機(jī)的俯仰角為0°，地形近似于平原。

圖9 目標(biāo)距離求解示意圖

1)最小值確定。如圖9所示，當(dāng)激光脈沖垂直于地面發(fā)射時(shí)，所采集到的目標(biāo)距離是最短的，這個(gè)距離等同于飛機(jī)的飛行高度，即

rMIN=h。

(24)

2)最大值確定。有時(shí)飛機(jī)因受側(cè)面氣流或傾斜轉(zhuǎn)彎的影響，其側(cè)滾角會(huì)發(fā)生改變，視場(chǎng)角的中心線就不會(huì)完全垂直于地面，而是存在角度ρ的變化。這時(shí)的目標(biāo)最大距離與最小距離就要重新計(jì)算，即

(25)

(26)

rMAX=MAX(rMAXρ+，rMAXρ-)。

(27)

由于所有測(cè)量的目標(biāo)距離一定要在設(shè)置好的MTA區(qū)域中，因此在起飛之前計(jì)算好目標(biāo)距離的范圍是非常有必要的。

3 實(shí)例驗(yàn)證

3.1 實(shí)驗(yàn)方案

假設(shè)： 掃描頻率PRR=380 kHz，點(diǎn)密度為20 pts/m2，掃描視場(chǎng)角△θscan=120°，飛行速度VF=30 m/s，側(cè)滾角ρ=±5°，旁向重疊率為20%。這里的點(diǎn)密度指的是點(diǎn)云的均勻點(diǎn)密度，即點(diǎn)云的旁向點(diǎn)間距與航向點(diǎn)間距(相鄰掃描線的距離)相等(△l=△bAVG)。

將式(20)和(23)聯(lián)立可得fSCAN=134 lines/s，h=60 m。根據(jù)式(15)可得bS=207 m。根據(jù)式(16)可得bA=166 m。根據(jù)式(11)―(14)可得MTA 1區(qū)范圍為3～289.5 m，MTA 2區(qū)范圍為395.5～785 m。根據(jù)公式(24)和(27)可得rMIN=60 m，rMAX=142 m。

通過(guò)計(jì)算結(jié)果可以得出，目標(biāo)的最大、最小距離均在MTA 1區(qū)內(nèi)，這個(gè)方案在平原地區(qū)可以進(jìn)行小范圍飛行。

3.2 方案實(shí)施

本文航線設(shè)計(jì)方案實(shí)施的位置選擇在黑龍江省齊齊哈爾市的克山縣，飛行軌跡如圖10所示。

(綠色線為飛行軌跡，綠色表示GPS信號(hào)良好)

3.3 結(jié)果分析

圖11示出航向和旁向點(diǎn)間距的平均誤差分布情況。

圖11 點(diǎn)間距的平均誤差

航向點(diǎn)間距在11 463.85 s時(shí)誤差出現(xiàn)負(fù)值，這主要是由于低空風(fēng)切變導(dǎo)致俯仰角變化，致使航向點(diǎn)間距變小。旁向點(diǎn)間距實(shí)測(cè)值要普遍大于理論值，這是由于理論值的相對(duì)航高選取的是路基與飛機(jī)的高度差，而實(shí)際平均相對(duì)高度要大于理論值。

4 結(jié)論

1)本文對(duì)采用多周期回波(MTA)技術(shù)的激光掃描儀進(jìn)行了詳細(xì)分析。主要技術(shù)流程是首先求解出激光掃描儀在不同掃描頻率下相應(yīng)的測(cè)量范圍、MTA區(qū)域范圍以及因飛機(jī)側(cè)滾角帶來(lái)的測(cè)距范圍的變化； 再根據(jù)要求的點(diǎn)密度和重疊率分別推算出飛機(jī)的飛行速度、掃描儀的掃描頻率、掃描儀的掃描線速度、掃描帶寬度等參數(shù)。

2)實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，航向點(diǎn)間距可控制在13 mm之內(nèi)，旁向點(diǎn)間距可控制在5 mm之內(nèi)； 航向誤差百分比為5.8%，旁向誤差百分比為2.4%。點(diǎn)密度符合機(jī)載激光雷達(dá)數(shù)據(jù)獲取規(guī)范要求的20 pts/m2。

本文的不足之處在于所選擇的參考面為理想的平面而不是實(shí)際測(cè)區(qū)地面的真實(shí)模型，這對(duì)于平原區(qū)域影響較小，而對(duì)于山區(qū)來(lái)說(shuō)影響較大； 對(duì)于山區(qū)地形點(diǎn)云的采集密度應(yīng)適當(dāng)加密，從而在數(shù)據(jù)后處理時(shí)能夠更真實(shí)地反映其地表。此外，由于山區(qū)地形忽高忽低，也會(huì)對(duì)相鄰航帶的重疊度造成影響。以上2個(gè)問(wèn)題都是今后要重點(diǎn)解決的。

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(責(zé)任編輯： 劉心季)

Route design of light airborne LiDAR

LI Jiajun1,2， ZHONG Ruofei1,2

(1.CollegeofResourceEnvironmentandTourism，CapitalNormalUniversity，Beijing100048，China； 2.KeyLaboratoryof3DInformationAcquisitionandApplication，MinistryofEducation，CapitalNormalUniversity，Beijing100048，China)

In this paper, the model VUX-1 laser was used as an example to calculate the influence of multitimearound(MTA) on the height of the aircraft. Then according to the requirements of the point cloud density, scanning frequency, scanning speed and other indicators, and in accordance with the principle of air aerial photogrammetry and LiDAR data acquisition specification, the difference between traditional photogrammetry and airborne LiDAR was distinguished, and a cue from traditional photogrammetry was used for reference. The changes of laser range under different conditions, such as the different types of targets in the test area，the different types of targets and the variation of the most remote ranging capability, were determined. By taking into account the above problems，a route for the airborne LiDAR system was designed. At last, the across track point spacing and the along track point spacing were calculated respectively for analyzing the reasons and determining the feasibility of the route design scheme.

airborne LiDAR； point cloud； overlap rate； multi time around(MTA)； route design； measurement range

10.6046/gtzyyg.2017.02.14

李佳俊,鐘若飛.輕小型機(jī)載LiDAR的航線設(shè)計(jì)[J].國(guó)土資源遙感,2017,29(2)：97-103.(Li J J，Zhong R F.Route design of light airborne LiDAR[J].Remote Sensing for Land and Resources,2017,29(2)：97-103.)

2015-11-10；

2015-12-19

國(guó)家自然科學(xué)基金項(xiàng)目“基于結(jié)構(gòu)特征的車載激光掃描系統(tǒng)外方位元素在線標(biāo)定方法研究”(編號(hào)： 41371434)和測(cè)繪地理信息公益性行業(yè)科研專項(xiàng)項(xiàng)目“新一代多平臺(tái)多波段移動(dòng)信息采集系統(tǒng)研制”(編號(hào)： 201412020)共同資助。

李佳俊(1990-),男,碩士研究生,主要研究方向?yàn)檐囕d、機(jī)載、船載移動(dòng)測(cè)量系統(tǒng)集成和應(yīng)用。Email： 1162077712@qq.com。

TP 79; P 237

A

1001-070X(2017)02-0097-07