前言

三维激光扫描技术是继GPS技术之后又一项测绘新技术，已成为空间数据获取的重要技术手段之一。自1997年第一台地面三维激光扫描仪问世后，国外生产厂商相继推出不同型号的地面三维激光扫描仪，国内厂商也积极地投入到地面三维激光扫描仪的生产中，地面三维激光扫描技术在国内的应用越来越普遍，目前主要应用在文物保护、古建筑重建、数字城市、地形测量、矿山测量、桥梁测量等方面。

最早的激光雷达测距技术应用可以追溯到20世纪60年代（Link，1969；Robin，1966），随后激光雷达的发展受到了电子、计算机、高速和大容量存储设备等技术的极大推动，从1995年开始，机载激光雷达技术开始走出实验室而走向商用化和产业化（Flood，2001）。随着测量精度的不断提高，激光测距技术的应用已经从简单的距离测量发展到测距扫描成像。LIDAR市场的发展十分迅速，据统计，目前全球正使用的LIDAR设备超过了200套，国内正在使用的LIDAR设备也超过了20套，包括了世界上所有的主流商业产品。

在应用方面，机载激光雷达系统获得的主要数据是三维激光脚点坐标（距离信息数据），以此为基础构成了数字表面模型（DSM），并结合一些其他性质的信息。其主要产品和应用有：通过滤波生成数字高程模型（DEM）；测绘地形图；绘制石油管道、电力线等专题图；对地面目标进行自动分类；自动提取高密度城市地区的房屋和道路；三维城市景观建模，并用于虚拟现实；海岸地带地形测绘，包括沙丘和湿洼地，监测海岸变化及动态侵蚀情况；城市规划；自然灾害三维实时监测；GIS数据采集；土地剖面测量等。

全书分为8章。从地面激光扫描和机载LIDAR两个部分展开讨论，内容包括：

第1章绪论。主要介绍地面三维激光扫描技术的发展及其研究现状、三维激光扫描技术的应用领域、三维激光扫描的特点，以及与其他相关技术的关系。

第2章地面三维激光扫描系统基本原理。主要介绍三维激光扫描系统的组成、三维激光扫描系统的基本工作原理、三维激光扫描仪的分类、三维激光扫描数据处理原理、三维激光扫描仪及数据处理的主要误差分析，对三维激光扫描仪获取的点云数据的组织与索引进行研究探讨。

第3章地面三维激光扫描系统的应用。主要介绍了三维激光扫描技术在古建筑物保护、文物保护、地形测绘、道路测量、边坡监测、数字校园等方面的应用。

第4章地面三维激光扫描数据处理软件。主要介绍了Cyclone软件的特点及各个模块的功能。同时，对Polywork软件进行了介绍，包括该软件的模块及各模块的操作，并给出了Polywork软件处理数据的一般流程。

第5章地面三维激光扫描仪。主要介绍了Leica公司生产的系列三维激光扫描仪的特点及其技术指标，Reigl公司生产的系列三维激光扫描仪及其技术指标，Trimble公司生产的扫描仪的特点，Optech公司生产的三维激光扫描仪及其技术指标，并对不同厂家三维激光扫描仪的主要技术指标进行对比。

第6章机载LIDAR系统概述。主要介绍了目前国内机载LIDAR技术的发展和应用情况，以及LIDAR技术的特点与优势。

第7章机载LIDAR外业和内业数据处理流程。主要介绍了机载LIDAR技术的外业数据获取和内业数据处理流程，以及DEM、DOM、DLG数据的制作。

第8章机载LIDAR数据的应用及集成。包括点云数据的应用，以及LIDAR数据成果的具体应用，最后对多源三维激光扫描数据的融合和集成技术进行了介绍。

本书第1～4 章由太原师范学院城市与旅游学院张会霞编写，第5～8 章由山西农业大学资源环境学院朱文博编写。本书编写的过程中，在技术应用部分得到了相关单位从业人员的大力支持，解决了一些技术难点，在此深表感谢。

限于作者的水平和时间有限、书中难免有疏漏和不足之处，恳请专家和读者批评指正。

编者