无人机很酷。无人机最酷之一是它们不会抱怨携带物品， 无人机更愿意携带各种传感器和相机。随着技术的进步， 可用的选项已经扩大。以前只能由直升机、 飞机携带或在地面上运输的传感器已经缩小 到可以与无人机一起使用，如果需要， 仍然可以拆除并与另一架飞机一起使用。
在这里特别感兴趣的传感器是 LiDAR 扫描仪。 LiDAR 是光探测和测距。
基本概念是，传感器定期向地面发射对人眼安全的近红外光， 无论它击中什么，都会反射回来，传感器接收回该信息。 它知道光速、传播的双向距离以及收集光的间隔。 结合通过 IMU 和 GNSS 收集的其他一些位置信息， 现在可根据这些不同的返回创建点云。
IMU是惯性测量单元，收集有关无人机位置的信息， 如俯仰、滚转和偏航。GNSS 是全球导航卫星系统， 收集无人机的三个自由度：XY 和 Z 值。 了解这些信息对于允许无人机自动将空间信息 与正在收集的数据联系起来很重要。其次， 了解这些信息可以让 LiDAR 扫描仪校正其产生的飞行路径的轻微变化， 从而提高整体精度。
可以拥有 LiDAR 传感器，也可以添加其他传感器和摄像头， 以便为研究区域构建更好的环境。与 LiDAR 收藏最流行的 搭配是还收集正射影像。2D 产品（例如正射镶嵌） 可以与 3D 产品产生的表面或地形模型相结合， 以创建目标的更具凝聚力的表示。
无人机产生大量数据。如此之多的数据， 以致于要处理它的软件需要对其进行细化才能使用。 智能地简化数据可能会很棘手， 可能需要将 1x1m 正方形中的 300 个点减少到一个点。 通常，这些复杂的决策将通过使用有助于平滑整体数据的算法来简化。
收集的数据将有许多与之相关的属性。 最重要的一项是从镜头中读取强度。 这表示光反射的对象的反射率。 较高的强度值表示被击中物体的反射率较高。 了解收集区域中对象的反射特性有助于为这些数据 提供有价值的上下文，并允许分析人员挑选出特定类型的目标。
使点云可用的最重要概念之一是地面实况方面。 如果有一个点云，它适合空间的什么地方呢？ 与地理配准正射影像类似，将需要控制点。 实际上，由于 GNSS 和 IMU 正在生成高质量的空间信息， 因此实际上只需要一个控制点就可以让它作为其他计算的基础。 由于 LiDAR 正在收集高程/表面数据而不是图像， 因此需要将此控制点表示为易于识别的对象， 以便稍后可以在点云中定位并用作参考。
除了控制点外，还应收集检查点。 这些检查照片将用于评估基于无人机数据和控制点的结果产品的准确性。
分析师将着眼于绝对准确度、 相对准确度和点密度来评估飞行的成功与否。 绝对精度基于控制点，而相对精度基于比较相邻航线的返回。 这有助于推断数据中的异常值，可以将其删除以提高整体数据质量。
何时应该考虑使用无人机进行数据收集？过去， 航空收集的唯一真正选择是飞机和直升机。有时， 这些仍然是更好的选择。时间、 安全和财务将是这里需要考虑的最大因素。 无人机的前期成本可能非常昂贵。根据基础无人机本身、 扫描仪、传感器以及辅助 IMU 和 GNSS 硬件， 可能会看到数十到数十万美元。
（无人机随附的可能不会达到可靠计算所需的口径）。 然而，一旦有了无人机，就会非常灵活。 现在拥有飞行员自己可以通过汽车、 飞机和步行完成的各种运动，而唯一产生的额外成本 （经济和时间方面的成本）就是这个人的运动。 飞机和直升机每次动员的初始成本都很高。 燃料和租船费用可能会迅速增加。
就时间而言，无人机可能不是为大片土地收集数据的最佳选择。 在这一点上，放大到可以收集更大足迹的更大飞行器将更有效。 详细程度将与收集数据的海拔高度相关联。 如果需要一个区域的非常详细的数据，无人机将是更好的选择， 因为可在安全合理的情况下尽可能靠近地面收集数据。
无人机具有令人敬畏的功能，到目前为止， 这些功能主要由公用事业和工程部门实现。 工程师最看重的是可以收集到的高度详细的地形信息。 地面模型尤其有用，因为它们可以了解地面本身的位置， 而无需任何麻烦的树木或建筑物。然而， 公用事业部门对这些表面特征很感兴趣。例如， 电力线是一个热门话题。了解植被与现有基础设施的 接近程度有助于更准确地评估维护需求， 有助于防止因四肢倒下等引起的火灾。
随着时间的推移，无人机和 LiDAR 技术变得更容易获得， 这些用途将继续爆炸式增长并涉及越来越多的行业。
自 1960 年代以来，LiDAR 一直以一种或另一种形式出现。 然而，在过去 5 年左右的时间里，随着传感器和无人机变得更小、 更轻、更便宜，这项技术已经爆炸式增长。这降低了进入门槛， 让更多行业发现激光雷达和无人机如何帮助他们。
如前所述，点云的最大限制之一是现有软件难以全面处理它们。 这意味着一定数量的细节会因泛化而丢失。 这将是未来很大的改进领域。但就目前而言，数据积压将继续增长。
无人机 LiDAR 采集领域未来增长最令人兴奋的领域之一是测深采集。 水下数据可以通过利用位于光谱的 500 纳米区域上的 “绿色激光”光来收集。收集的数据质量在很大程度 上取决于水的浊度，以及在陆基无人机飞行 之前您会考虑的标准天气条件。 这种数据收集最流行的应用之一是政府的海岸线。 这是个好消息，因其可能表明气候变化和海平面上升被视为严重威胁。