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無人機數字攝影測量與激光雷達在地形地貌與地表覆蓋研究中的應用及比較

羅達; 林杭生; 金釗; 鄭涵; 宋怡; 馮立; 郭慶華 中國科學院地球環境研究所黃土與第四紀地質國家重點實驗室; 西安710061; 中國科學院大學; 北京100049; Department; of; Ecosystem; Science; and; Management; The; Pennsylvania; State; University; University; Park; PA; 16802; USA; 中國科學院第四紀科學與全球變化卓越創新中心; 西安710061; 長安大學環境科學與工程學院旱區地下水與生態效應教育部重點實驗室; 西安710054; 中國科學院植物研究所植被與環境變化國家重點實驗室; 北京100093

關鍵詞:無人機 數字攝影測量 激光雷達 地形地貌 地表覆蓋 

摘要:無人機數字攝影測量(UAV-DAP)與激光雷達(LiDAR)憑借其機動靈活、高效便捷和高分辨率的特點,在地形地貌、生態監測、工程勘察、環境規劃、林業資源清查等領域得到廣泛應用。本文針對數字攝影測量與激光雷達的技術特征和應用趨勢,著重比較兩者在數據采集、數據處理、應用領域以及成本耗費等方面的區別,分析了兩種技術在林業資源清查、地形地貌研究、災害防控等領域的最新應用動態,并且基于兩者的技術特點和發展動態提出了進一步的可能應用前景。基于運動結構重建算法的數字攝影測量技術獲得的數字地表模型在一定條件下可以達到激光雷達技術的超高空間分辨率程度(如0.2 m×0.2 m),但是數字攝影無法穿透植被冠層,而激光雷達可以較好地穿透植被層從而獲取植被及地表信息。然而數字攝影測量技術設備簡單、操作方便,成本低廉,并具有較高的空間分辨率,因而能夠和高精度、高耗費、大數據量的激光雷達技術形成優勢互補。無人機數字攝影測量與激光雷達技術是林業資源清查、地形地貌研究、災害防控等領域在快速響應、高精度調查、多時期掃描等方面進一步發展的重要突破口。

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