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3D可视激光雷达助力精准治霾、科学治污

当前，我国正处于经济快速增长时期，工业生产和经济建设在高速发展同时也带来了严重的大气污染问题。如何改善环境空气质量，治理大气污染，已是我国面临的重要问题。

为了防治大气污染，首先要对各种大气污染物进行监测，目前我国大气监测主要采用点式采样，只能了解监测点采样空间的大气污染情况以及采样时段内的平均状况，时空代表性均较差。

随着我国大气环境治理工作的深入，为全力提升区域空气质量，推动治标向治本转变，把大气污染防治蓝天保卫战持续推向深入，切实实现人民群众的幸福感和获得感。5月2日，继专项攻坚战、人民群众战后，湖南长沙市雨花区再次打响蓝天保卫战之科技战役号角，率先启用3D可视型激光雷达探测城市大气污染，助力实现科学治污，精准治霾。

3D可视型激光雷达通过发射绿色激光束到大气中，经过大气中的分子、颗粒物（云、烟尘等）散射，再由雷达系统接收。激光照到不同浓度、直径、形状的颗粒会形成不同的回波信号。激光雷达接收到信号后，通过计算得到不同距离（高度）上的回波信号，从而得到沿光束发射方向单反镜头的气溶胶粒子分布情况。

3D可视型激光雷达可连续监测大气气溶胶的水平和立体分布，分析气溶胶的组成结构和时空演变，能够实时给出水平和垂直方向上PM10、PM2.5的浓度分布，同时还可以通过可调焦摄像装置实时拍照记录，能更准确的监测定点工业烟尘的排放、城市上空环境污染物的扩散、捕获污染源位置。

而3D可视型激光雷达除了能连续监测大气气溶胶的分布、分析气溶胶的组成结构和时空演变外，还创新性地增加了智能扫描和摄像功能。也就是根据事先设定好的的扫采暖炉描速度和角度，可精准水平扫描半径10公里区域内污染源位置分布和污染程度分布信息，与此同时，通过可调焦摄像装置进行拍照记录，定点监测工业烟尘对CVN试样,1般根据宏观断口形貌肯定排放和城市上空环境污染物的扩散情况，准确捕获污染源位置。激光可以感知上述信息和照片并将数据传回，在后台结合地图，以不同颜色标识出不同程度的空气状况。

根据空气中颗粒物从少到多的不同，依次在地图上直观地以绿色、黄色、橙色、红色标示，而图中显示白色的空白区域，则说明这一区间有遮挡物。所以，使用3D可视型激光雷达进行水平扫描时，最好选择在高处，如高楼楼拉伸速度过快或过慢顶，以免因遮挡而影响了监测效果。

根据雷达绘制的地图，环保部门发现了7处黄色区域，由此判断这些地方可能存在污染源。于是，环保部门按图索骥，揪出罪魁祸首，其中包括一个没有上扬尘治理设施的市政工地和一家设备老旧的汽车喷漆企业等。

激光雷达，是以发射激光束探测目标的位置、速度等特征量隔离栅的雷达系统。其工作原理是向目标发射探测信号（激光束），然后将接收到的从目标反射回来的信号（目标回波）与发射信号进行比较，作适当处理后，就可获得目标的有关信息，如目标距离、方位、高度、速度、姿态、甚至形状等参数，从而对飞机、导弹等目标进行探测、跟踪和识别。它由激准备安装；光发射机、光学接收机、转台和信息处理系统等组成，激光器将电脉冲变成光脉冲发射出去，光接收机再把从目标反射回来的光脉冲还原成电脉冲，送到显示器。

用激光器作为发射光源，采用光电探测技术手段的主动遥感设备。激光雷达是激光技术与现代光电探测技术结合的先进探测方式。由发射系统、接收系统 、信息处理等部分组成。发射系统是各种形式的激光器，如二氧化碳激光器、封口机械掺钕钇铝石榴石激光器、半导体激光器及波长可调谐的固体激光器以及光学扩束单元等组成；接收系统采用望远镜和各种形式的光电探测器，如光电倍增管、半导体光电二极管、雪崩光电二极管、红外和可见光多元探测器件等组合。激光雷达采用脉冲或连续波2种工作方式，探测方法按照探测的原理不同可以分为米散射、瑞利散射、拉曼散射、布里渊散射、荧光、多普勒等激光雷达。