自激光雷達測繪技術(shù)20世紀60年代問(wèn)世后迅猛發(fā)展,激光雷達具有波長(cháng)短、方向性強、單色性好、抗干擾性高和體積小等特點(diǎn),能夠在應用中呈現出了較高的探測靈敏度、空間分辨率和抗干擾能力。
目前被廣泛應用,涉及行業(yè)甚廣,如水利工程、農業(yè)開(kāi)發(fā)、土地利用、環(huán)境監測、城市規劃、交通通訊、方陣減災、資源勘測和軍事工程等等領(lǐng)域。今日我們主要說(shuō)說(shuō)激光雷達技術(shù)在大氣環(huán)境監測方面發(fā)揮的重要作用。
激光雷達是傳統的雷達技術(shù)與現代激光技術(shù)相結合的產(chǎn)物,其工作在紅外和可見(jiàn)光波段。激光雷達的作用是能精確測量目標位置( 距離和角度) 、運動(dòng)狀態(tài)( 速度、振動(dòng)和姿態(tài)) 和形狀,探測、識別、分辨和跟蹤目標。
這是由于激光雷達技術(shù)可以測量氣溶膠、云、能見(jiàn)度、大氣成分、空中風(fēng)場(chǎng)、大氣密度、大氣溫度和濕度的變化,對城市上空環(huán)境污染物的擴散和沙塵暴發(fā)生的過(guò)程等進(jìn)行有效的監測。
檢測的實(shí)時(shí)數據為研究氣候變化、天氣預報和自然災害預報,建立正確的大氣模型提供了有力依據。
氣溶膠通過(guò)吸收和散射太陽(yáng)輻射以及地球的長(cháng)波輻射影響著(zhù)地球—大氣系統的輻射收支,它作為凝結核參與云的形成,從而對局地、區域乃至全球的氣候有重要的影響。盡管其在大氣中的含量很低,但氣溶膠和云對氣候變化的影響還是很大的。
氣溶膠是由固體或液體小質(zhì)點(diǎn)分散并懸浮在氣體介質(zhì)中形成的膠體分散體系。對大氣氣002溶膠進(jìn)行探測使用的技術(shù)為 Mie 散射相關(guān)探測技術(shù),應用該技術(shù)的激光探測雷達稱(chēng)為 Mie 散射激光雷達。
Mie 散射是由大氣中粒徑較大的懸浮物引起的激光波長(cháng)不發(fā)生變化的彈性散射。
自然界中的臭氧,大多分布在距地面 20km ~50km 的大氣中,我們稱(chēng)之為臭氧層。對大氣臭氧進(jìn)行探測使用的技術(shù)為差分吸收原理,檢測大氣臭氧的激光雷達稱(chēng)為大氣差分吸收激光雷達。
大氣差分吸收激光雷達通過(guò)同一光路同時(shí)發(fā)射兩束波長(cháng)相近的激光束,由于兩束激光處于同一光路且波長(cháng)相近,待測物質(zhì)對兩束激光有相同的影響,相互抵消誤差可以大大提高激光雷達的抗干擾特性。
準確及時(shí)的風(fēng)場(chǎng)數據可以提高長(cháng)期天氣預報的準確性,提高對颶風(fēng)等惡劣天氣跟蹤及登陸預報的準確性。目前對大氣風(fēng)速測量的激光雷達多采用多普勒效應,該類(lèi)激光雷達稱(chēng)為多普勒激光雷達。
多普勒激光雷達利用激光通過(guò)空氣中的微粒( 云和霧中的灰塵、水滴、鹽晶體、生物質(zhì)燃燒氣溶膠和污染的氣溶膠) 后向散射的回波信號產(chǎn)生的多普勒頻移進(jìn)行測量,通過(guò)分析和處理這些測量信息得到高時(shí)空分辨率、高精度的實(shí)時(shí)風(fēng)場(chǎng)數據。
溫度對海洋、天氣分析和預報、大氣物理、環(huán)境的研究起到很重要的作用。目前,探測大氣溫度的激光雷達有瑞利散射激光雷達、高光譜分辨率激光雷達和拉曼激光雷達。
隨著(zhù)人們對生活環(huán)境質(zhì)量的要求越來(lái)越高,大氣環(huán)境的有效監測和治理自然得到了廣泛關(guān)注,而及時(shí)、準確、高效的監測是前提。
1、激光雷達技術(shù)的創(chuàng )新發(fā)展,主要指激光雷達系統中的硬件部分。創(chuàng )新和發(fā)展激光光源技術(shù)、發(fā)射和接收技術(shù)、信號采集和處理技術(shù)是提高大氣環(huán)境監測精度的最直接方法。
2、從單一參數探測功能向多參數探測功能方向發(fā)展。目前具有多種單一探測功能的激光雷達技術(shù),利用理論模型將多種技術(shù)進(jìn)行有機融合,是降低探測成本和提高探測效率的有效途徑。
3、從單一平臺向多平臺相結合發(fā)展,優(yōu)勢互補,提高容錯糾錯能力,如將傳統的地基激光雷達與星載激光雷達探測手段相結合,建立相關(guān)的數據模型,從而擴大探測范圍和提高探測精度。
版權聲明:文章來(lái)源于網(wǎng)絡(luò ),登載此文出于傳遞更多信息之目的,版權歸原作者及刊載媒體所有,如本文中圖片或文字侵犯您的權益,請聯(lián)系我們。
猜你喜歡:
激光雷達航測技術(shù)與傳統攝影測量技術(shù)的比較
什么是激光雷達測繪技術(shù)?激光雷達測繪技術(shù)的優(yōu)勢
隨著(zhù)我國社會(huì )經(jīng)濟的不斷發(fā)展和科學(xué)技術(shù)的不斷進(jìn)步,總體國力不斷提升,推動(dòng)著(zhù)各項事業(yè)都飛速發(fā)展,對電力也提出了更高的要求,國家電網(wǎng)為適應時(shí)代要求科學(xué)布線(xiàn),加強線(xiàn)路管理保證輸送...
近幾年來(lái),隨著(zhù)激光雷達技術(shù)的成熟和導航領(lǐng)域的發(fā)展,在激光器小型化的趨勢下,越來(lái)越多的...
激光雷達是激光探測及測距系統的簡(jiǎn)稱(chēng),是一種類(lèi)似于雷達的主動(dòng)式遙感技術(shù),但利用的是激...
機載激光雷達技術(shù)之前我們已經(jīng)講過(guò),它是一種利用 GPS 和 IMU(慣性測量裝置)定位的機...
“LIDAR”一詞是機載激光雷達系統的英文簡(jiǎn)稱(chēng),飛燕自有的機載激光雷達RIEGL VQ-1560i能...
目前激光雷達技術(shù)被廣泛應用,涉及行業(yè)甚廣,如水利工程、農業(yè)開(kāi)發(fā)、土地利用、環(huán)境監測...
電話(huà):025-83216189
郵箱:frank.zhao@feiyantech.com
地址:江蘇省南京市玄武區紅山街道領(lǐng)智路56號星河World產(chǎn)業(yè)園3號樓北8樓
微信公眾號
總經(jīng)理微信
版權所有:飛燕航空遙感技術(shù)有限公司 ? 2019 備案號:鄂ICP備19029994號-1 蘇ICP備20022669號-1 鄂公網(wǎng)安備:420106020021194號
簡(jiǎn)體中文/English