激光雷达遥感方法与技术

课程编码：180215140400P1005H 英文名称：LiDAR Remote Sensing Methods and Technologies 课时：40 学分：2.00 课程属性：学科核心课 主讲教师：聂胜

本课程是面向遥感科学与技术、电子信息技术、测绘工程、地理信息科学及相关专业开设的一门专业课程，系统讲授激光雷达的基本原理、系统组成、平台类型、数据获取方式、点云与全波形/光子数据处理技术、人工智能驱动的激光雷达智能处理方法、典型行业应用以及技术前沿发展。课程注重技术基础、系统实现、数据处理与行业应用的有机结合，旨在培养学生对激光雷达技术的整体认知能力、数据处理能力和面向实际场景的应用分析能力。
通过本课程学习，要求学生：
1) 掌握激光雷达的基本概念、技术特点、发展历程等。
2) 理解激光雷达测距原理、扫描机制、观测几何及误差影响机制。
3) 熟悉激光雷达系统组成、关键器件、平台类型及数据获取流程。
4) 掌握点云、全波形与光子计数数据处理的基本流程与主要方法。
5) 理解人工智能在激光雷达数据智能处理、三维信息提取和参数估计中的基本作用。
6) 熟悉激光雷达在地形测绘、森林生态、城市建模、电力巡检、智能驾驶等领域的典型应用。
7) 了解激光雷达技术前沿与发展趋势，具备初步分析和解决相关技术问题的能力。

遥感原理与方法等

第一章 绪论 聂胜
第1节 激光雷达技术概述 1.0学时
第2节 激光雷达发展历程与主要类型 1.0学时
第3节 激光雷达典型应用领域与课程总体框架 1.0学时
第二章 激光雷达原理与关键技术 聂胜
第1节 激光雷达基本工作过程 1.0学时
第2节 激光雷达测距原理 1.0学时
第3节 激光雷达扫描机制与观测几何 1.0学时
第4节 激光雷达信号探测原理 1.5学时
第5节 激光雷达误差来源及影响因素分析 1.5学时
第三章 激光雷达系统组成与数据获取 聂胜
第1节 激光雷达系统总体组成 1.0学时
第2节 激光发射与接收系统 1.0学时
第3节 扫描装置与定位定姿系统 1.0学时
第4节 激光雷达平台类型与数据获取特点 1.5学时
第5节 激光雷达数据获取流程与质量控制 1.5学时
第四章 激光雷达点云数据处理技术 聂胜
第1节 点云数据结构与组织形式 1.0学时
第2节 点云解算与增强 1.0学时
第3节 点云滤波 1.0学时
第4节 点云配准与融合 1.0学时
第5节 点云分割与分类 1.0学时
第6节 点云特征提取与三维信息表达 1.0学时
第五章 激光雷达全波形与光子数据处理技术 聂胜
第1节 全波形与光子计数激光雷达数据特点 1.0学时
第2节 波形分解与特征提取 1.0学时
第3节 光子点云去噪与分类 1.0学时
第六章 人工智能驱动的激光雷达智能处理技术 聂胜
第1节 人工智能在激光雷达中的应用基础 1.0学时
第2节 激光雷达数据智能处理方法 2.0学时
第3节 激光雷达三维信息提取与参数估计 3.0学时
第七章 激光雷达典型行业应用 聂胜
第1节 自动驾驶与高精度地图 1.0学时
第2节 机器人导航与室内场景感知 1.0学时
第3节 建筑物三维建模与智慧城市应用 1.0学时
第4节 地形测绘与地表模型构建 0.5学时
第5节 植被结构提取与生态应用 1.0学时
第6节 水下地形测量 1.0学时
第7节 电力巡检与基础设施监测 0.5学时
第八章 激光雷达技术前沿与发展趋势 聂胜
第1节 激光雷达技术前沿进展与发展趋势、课程实践 2.0学时
第2节 开卷考试 2.0学时

聂胜，中国科学院空天信息创新研究院副研究员，中国科学院特聘研究岗位。主要从事LiDAR遥感研究，聚焦LiDAR遥感机理模型、数据处理关键技术、地表参数反演方法与产品研制。主持国家重点研发计划（青年科学家）项目、国家自然科学基金（面上、青年）、中国科学院青年人才项目等科研项目；在RSE、ISPRS、IEEE TGRS、JAG等遥感和地学领域期刊发表论文100余篇，出版专著2部；授权发明专利9项，软件著作权10余项。获中国科学院青促会会员、中国激光雷达青年科技奖、北京市科学技术进步二等奖、河南省科学技术进步二等奖等奖励荣誉；担任国际数字地球学会中国国家委员会激光雷达专业委员会委员、青年科学家工作委员会委员等，并担任国内外多个期刊的副主编/编委/青年编委。