徐文财

(黑龙江省航道事务中心，黑龙江 哈尔滨 150026)

1 项目研究的可行性

1.1 机载激光测深系统的优势

(1)机载激光测深技术的原理

如图1所示，机载激光测深技术的原理可表述为

图1 机载激光测深原理示意图

Rg=c△tk(θ)/2n

式中:Rg为水中激光的传播斜矩；△t为回波时间差；c表示光在空气中的传播速度；k(θ)为入射角θ的光径因子；n为水折射率，随水环境的具体情况(如温度、压强等因素)的变化而有所不同，可沿光路积分计算。为了简化计算，常不顾及海水深度与水质问题，直接采用n=1.341代替。通过平面及深度归算，求得各个激光测点的空间位置信息及其相对于某一深度基准面的深度值。

(2)测深优势

机载LiDAR测深的优点主要体现在以下几个方面。

①水测量能力较高。最大深度可达80 m，最小探测深度可达0.15 m，可实现船只无法到达水域的水深测量。在海水测验精度在15 cm之内，满足国际海道测量标准IHO S-44的测深精度要求。

②测深效率与水深无关。常规的多波束测深系统测幅一般为水深的7～8倍，而机载测深的测宽是固定的，仅与飞行高度及宽度比有关，在飞行高度为600 m的情况下，扫宽能够达到320 m。

③测量效率高，测点密度大，测量成本低。据统计，在浅水中机载LiDAR测深的成本仅为多波束的6%～10%；多波束系统每小时可以测量0.5 km2水域，而机载LiDAR测深系统可以完成8～12 km2的测量任务，且测点密度能够达到0.12 m×0.12 m(69 pts/m2)。

④可以高效地获得水上水下一体化地形数据。机载LiDAR测深通过近红外激光获得陆地及水面高程，蓝绿激光探测水底，大大提高了水上水下一体化地形无缝拼接的效率。……