激光雷達（激光探測及測距）主要用激光器作為發(fā)射光源，采用光電探測技術(shù)手段的主動遙感設備，是一項光學遙感技術(shù)。主要用于機載激光制圖應用程序中，正日益成為替代傳統(tǒng)測量技術(shù)（如攝影測量）的具有成本效益的新技術(shù)。

激光雷達由發(fā)射系統(tǒng)、接收系統(tǒng) 、信息處理等部分組成。它利用激光對地球表面進行密集采樣，以產(chǎn)生高精度的 x,y,z 測量值。能生成可通過 ArcGIS 進行管理、顯示、分析以及共享的離散多點云數(shù)據(jù)集。

完成激光雷達數(shù)據(jù)采集測量之后，將通過分析激光的時間范圍、激光的掃描角度、GPS 位置和 INS 信息將點數(shù)據(jù)后處理成高度精確的地理配準 x,y,z 坐標。

從激光雷達系統(tǒng)發(fā)射的激光脈沖會從地表面和地表上的物體反射：植被、建筑物以及橋梁等等。發(fā)射出的一個激光脈沖可能會以一個或多個回波的形式返回到激光雷達傳感器。任何發(fā)射出的激光脈沖在向地面?zhèn)鞑r，如果遇到多個反射表面則會被分割成與反射表面一樣多的回波。

最先返回的激光脈沖是最重要的回波，它將與地表最高的要素相關聯(lián)，比如樹頂或建筑物頂部。第一個回波也可能表示地面，在這種情況下激光雷達系統(tǒng)只會檢測到一個回波。

多個回波可以檢測在向外發(fā)射的激光脈沖的激光腳點內(nèi)的多個對象的高程。中間的回波通常對應于植被結(jié)構(gòu)，而最后的回波對應于裸露地表 terrain 模型。

最后的回波并非始終從地面返回。比如，考慮這樣一種情況，一個脈沖在向地面發(fā)射的過程時撞到粗壯的樹枝，根本沒有達到地面。在這種情況下，最后的回波不是從地面返回，而是從反射了整個激光脈沖的樹枝返回。

經(jīng)過后處理，從空間上進行過組織的激光雷達數(shù)據(jù)被稱為點云數(shù)據(jù)。初始點云是 3D 高程點的大集合，其包括 x 值、y 值、z 值以及 GPS 時間戳等其他屬性。在初始激光雷達點云經(jīng)過后處理后，可對激光遇到的特定表面要素進行分類。地面、建筑物、森林冠層、高速公路以及任何激光束在測量過程中遇到的物體構(gòu)成了激光點云數(shù)據(jù)。