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《激光雷达技术原理与应用双语》教学大纲

1.基本信息

课程编号SR123016

课程中文名激光雷达技术原理与应用（双语）

称

课程英文名LiDARPrinciplesandApplications（Bilingual）
称

课程类别通识教育（）专业核心课（√）专业方向课（）

课程性质必修（√）选修（）

适用专业测绘工程

总学时32（含8学时实验）

学分2.0

开课学期三年级春季学期

先修课程《测量学》

并修课程《遥感原理与应用》、《InSAR测绘技术》

开课单位遥感地理信息工程系

本课程对毕业要通过本课程的学习，使学生在理解激光雷达技术基本理论和方法的

求的贡献同时，熟悉掌握三维激光扫描仪数据采集与处理（包括DEM、等高线和
剖面图生成以及三维建模等）的全过程，培养实际动手能力，为学生学习

后续专业课程以及毕业后运用所学知识进行实际生产或从事相关的科学

研究和教学工作打下坚实基础。

1.教学目标

激光雷达技术作为快速准确的外业数据采集方法应用越来越广，也是进行“数字城

市”建设的基础地理信息数据采集的重要手段和方法，是测绘工程专业的一门专业核心

课。通过本课程的学习，使学生在理解激光雷达技术基本理论和方法的同时，熟悉掌握

三维激光扫描仪数据采集与处理（包括DEM、等高线和剖面图生成以及三维建模等）
的全过程，培养实际动手能力，为学生学习后续专业课程以及毕业后运用所学知识进行

实际生产或从事相关的科学研究和教学工作打下坚实基础。

该课程的教学目标如下：

1.培养学生理解激光雷达技术的基本原理和数据后处理方法，掌握激光雷达技

术获取DEM与三维模型的一般方法，以及激光雷达技术在地质灾害监测、地质调
查中的应用方法；能够应用其中的基本原理、思维模式和方法，识别和表达复杂三

维建模和海量点云数据处理中的关键环节和主要技术问题。
支撑毕业要求：2.1能够将数学、自然科学、工程科学、测绘科学、地球科学的原

理和逻辑思维，识别和判断复杂工程问题的关键环节，并给予相关科学原理和数学模型

正确表达。
1.培养学生掌握多种激光雷达设备的数据采集与数据处理能力，能针对具体复

杂测绘工程综合运用软硬件进行数据采集、处理和分析，并理解其局限性。
支撑毕业要求：5.1掌握现代测绘仪器、设备和先进信息处理技术工具，能够针对

复杂测绘工程，开发、选择并使用恰当的测绘技术和仪器，理解其局限性，能对地质测

绘、地理信息服务等领域中的复杂测绘工程问题进行分析、计算和设计。
1.了解激光雷达技术的在地质灾害监测、电力巡查、地形地貌、无人自动驾驶等

领域的应用现状，掌握激光雷达技术在软硬件的国内外发展趋势。
支撑毕业要求：10.2了解测绘学科的国际发展趋势、研究热点，理解和尊重世界

不同文化的差异性和多样性，具备一定的国际视野。
1.培养学生外文资料检索与写作能力，能够就具体的激光雷达技术应用进行外

文沟通与交流。
支撑毕业要求：10.3熟练使用一门外语，具备外文资料检索、外语沟通与表达能

力，能够就工程测量、地理信息服务、测绘数据管理等复杂工程问题在跨文化的背景下

进行沟通和交流。

1.教学内容：

第一章Introduction（2学时）(教学目标1/3)

o知识要点：LiDAR的概念和基本原理、LiDAR的分类、与传统测量技
术的区别、行业应用。

o重点：LiDAR的基本原理、LiDAR的分类、行业应用

o对学生的要求：让学生了解激光雷达技术的发展概况、激光雷达数据的
特点、应用。

第二章VisualizationandStructuringofPointClouds（4学时）(教学目标2)

o知识要点：点云的可视化方式、数据结构。
o重点：可视化方式重点讲解从点云生成二维影像的方法；数据结构重点

讲解Delaunay三角网和k-d树

o对学生的要求：让学生掌握如何将杂乱无序的激光点云以二维或三维的
形式显示，进而以特定的数据结构进行有序组织，为后续的点云处理奠定

基础。

课间实验一三维激光扫描数据的外业采集（2学时）(教学目标2)

o知识要点：利用三维激光扫描仪进行地形和地物三维点云数据的采集，
完成数据的导入和存储。

o重点：三维激光扫描仪的外业采集

o对学生的要求：让学生掌握三维激光扫描仪的操作步骤、设站以及获取
完整的目标点云数据。

第三章PointCloudRegistration（6学时）(教学目标1/2/4)

o知识要点：介绍点云拼接/配准的概念，旋转矩阵的构建方法，同名特征
的对应，全局拼接的概念和方法；要求学生对所学内容进行英文交流和外

文检索和综述。

o重点：旋转矩阵的构建方法，同名特征对应，全局拼接方法。

o对学生的要求：掌