激光测风LiDAR原理与实操入门

📚 共计 30 章节
01
LiDAR是什么
基本概念、发展简史、与传统测风手段对比
概念对比
02
LiDAR工作原理
多普勒频移、相干/非相干探测、脉冲/连续波
多普勒探测
03
LiDAR系统组成
激光器、光学天线、探测器、信号处理、扫描机构
硬件架构
04
关键性能指标
探测距离、分辨率、精度、数据更新率
指标性能
05
LiDAR数据基础
径向/水平/垂直风速、风向、SNR、CNR
数据变量
06
扫描模式详解
PPI、RHI、DBS、VAD 扫描策略
扫描模式
07
数据采集流程
上电自检、参数配置、存储格式(NetCDF/HDF5)
流程采集
08
数据预处理
去噪滤波、异常值剔除、质量控制标记
滤波清洗
09
风速反演算法
VAD、DBS、CFIT 反演风场
算法反演
10
数据可视化
风廓线、风玫瑰、时间-高度剖面、PPI/RHI图
绘图可视化
11
LiDAR硬件实操
开箱检查、光纤连接、供电与通信线缆
硬件实操
12
软件操作入门
WindCube、Halo Photonics 软件界面与功能
软件入门
13
参数配置实战
距离门、脉冲累积、扫描角度、采样频率
配置参数
14
数据采集实战
启动PPI扫描、DBS风廓线测量
采集实战
15
数据导出与格式转换
导出CSV/Excel,转换为通用格式
导出格式
16
Python读取LiDAR数据
netCDF4、h5py 读取NetCDF/HDF5
Python读取
17
Python数据清洗
缺失值、低SNR剔除、时间同步
清洗预处理
18
Python风速反演实战
VAD算法反演水平风速风向
反演实战
19
Python可视化实战
Matplotlib风廓线、Cartopy风场地图
可视化Python
20
LiDAR数据质量控制
硬目标检测、雨雪衰减、低SNR标记
质控标记
21
LiDAR与测风塔对比验证
相关性、偏差、均方根误差
验证对比
22
LiDAR在风能评估中的应用
风资源评估、风机选址、尾流测量
风能应用
23
LiDAR在气象研究中的应用
边界层探测、雾霾监测、低空风切变
气象研究
24
LiDAR在航空安全中的应用
机场风切变、晴空湍流预警
航空安全
25
LiDAR在环保中的应用
污染物扩散、城市热岛效应
环保监测
26
LiDAR选型指南
Leosphere、Halo、Mitsubishi 产品对比
选型对比
27
LiDAR维护与保养
镜头清洁、激光器老化、光纤接头维护
维护保养
28
LiDAR常见故障排查
无信号、低SNR、扫描卡死、通信中断
故障排查
29
LiDAR数据标准与规范
NetCDF CF、ICOS、WMO推荐格式
标准规范
30
未来发展趋势
光子计数、量子LiDAR、星载、AI辅助
前沿趋势