激光雷达(Light Detection And Ranging，LIDAR)技术是利用返回的激光脉冲获取探测目标高分辨率的距离、坡度、粗糙度等信息，其能够全天时、全天候地获取地面的高密度三维数据，是建立数字表面模型、数字城市模型等相关领域的新兴高效技术。它集成激光测距技术、计算机技术、惯性测量单元(IMU)、差分定位技术(DGPS)于一体，该技术在三维空间信息的实时获取方面产生了重大突破，为获取高时空分辨率地球空间信息提供了一种全新的技术手段，使人们从传统的人工单点数据获取变为连续自动数据获取，使数据处理的自动化、智能化成为可能。海洋激光雷达系统是通过向海水中发射特定波长、能量的激光，接收载有海水信息的回波，经过了激光发射、回波信号接收、数据处理等环节，一般用于浅海、岛礁或者船只无法进入的海区，采用了快速扫描系统，其测量效率远远高于传统的船载声纳测量，并具有速度快、机动灵活、覆盖面大、视距范围大、成本低、光谱和空间分辨率高的等特点。随着LIDAR数据获取和处理技术的飞速发展，LIDAR数据将成为广泛使用的数据类型之一，但目前对于该类数据进行处理的平台尚不成熟，而且多为引进国外的商用平台，并且多为二次开发的，不具有自主知识产权的处理平台。本文将针对该测量技术，研究适合于处理海洋航空遥感数据的应用软件系统。　　 本文首先介绍了LIDAR技术及其在海洋领域的应用，分析了该测量技术与传统的测量技术相比较存在的优势以及使用该测量技术的原因，进一步研究了该测量技术的数据文件即LAS文件，它是一种国际通用的LIDAR点云数据标准交换格式，该格式的制定方便了用户之间的数据交换与共享，并实现了从LAS文件中读取相关的数据信息。同时也分析了国内外对于LIDAR点云数据处理软件的研究现状，但数据处理过程中的多数算法和模型还不够成熟，针对此现状，国家863课题“遥感海洋生态环境监测技术系统”计划开发研制一套针对海洋航空遥感数据处理的应用软件系统。　　 针对LIDAR点云数据量大的特点，本文首先采用了内存映射的方法快速获取点云数据，其避免了传统的数据读取方法效率太低的问题；对于应用程序获取的LIDAR点云数据的海量性和离散性，本文研究了传统的K-D树、网格索引、四叉树、R树等空间索引方法，在分析比较这些方法之后提出了一种二级索引的数据组织方式，即通过聚类方法与R树度M值来的优化第一级索引；使用Hilbert R树作为第二索引，这样可以有效控制两级R树的高度，同时支持点云在局部进行增加与更新操作，这种数据组织方式是实现海量点云数据高效管理和实时应用的基础。　　 本文还研究了OSG的架构及基本原理，在Hilbert排列码与R树的数据组织的基础上，实现了基于OSG的LIDAR点云数据的三维场景显示，并实现了基于高程方式、类别方式和强度信息的点云显示模式的三维显示，即根据要求选择高程、类别或者强度信息作为除(X、Y)坐标外的高维坐标信息进行检索并显示。对于LIDAR点云数据的三维场景显示，有时会因为注重细节而导致渲染流水线负担过重，有时也会由于过于简单使得视觉效果达不到要求，所以应该在两者之间达到一个平衡，即在建模过程中既要有整体观也要有局部观，在本课题中采用LOD技术来达到这种视觉效果，即事先对场景数据库的整体结构进行合理的组织和安排，在达到逼真的视觉效果的同时，减少系统资源耗费，提高系统的运行性能，还满足了视景系统的沉浸性和实时性。　　 综上，本文所做的研究工作如下：　　 1.针对LIDAR点云数据量大的特点，在实际应用中采用传统的数据读取方法效率太低，本文提出了采用内存映射的方法，该方法使应用程序能够快速获取LIDAR点云数据。　　 2.对获取的LIDAR点云数据，根据其海量性和离散性，提出了一种二级索引的数据组织方式，即通过聚类方法与R树度M值来的优化第一索引，使用Hilbert R树作为第二索引，这种数据组织方式可以实现对海量点云数据的高效管理和实时应用，为LIDAR数据的后处理(滤波、可视化等)提供了技术支撑。　　 3.本文在Hilbert排列码与R树的数据组织的基础上，实现了基于OSG的LIDAR点云数据的三维场景显示，并将点云显示模式分为高程方式、类别方式和强度信息，即根据需要选择高程、类别或者强度信息作为除(X、Y)坐标外的高维坐标信息进行检索并显示。　　 4.对于LIDAR点云数据的三维场景的显示，本文基于OSG的LOD结点实现了不同细节层次下物体的渲染，它通过设置分辨率的大小来设置其显示的范围，并达到了LIDAR点云数据的高效绘制的效果。在LIDAR点云数据高效绘制的基础上，还需要对LIDAR点云数据的滤波技术进行研究，设计出一种合适于该地区滤波的高效算法，并对高精度的地形地貌的生成方法进行研究，最后将获取的遥感数据、LIDAR数据以及专题信息数据构建成多源遥感数据库，并将多源信息提取研究中所开发的各种技术集成于统一的软件平台下，为用户提供良好的人机交互界面，形成一个模块化的多功能航空遥感应用集成系统。它将是下一步需要完成的工作。