當(dāng)前，我國正處于經(jīng)濟快速增長時期，工業(yè)生產(chǎn)和經(jīng)濟建設(shè)在高速發(fā)展同時也帶來了嚴(yán)重的大氣污染問題。如何改善環(huán)境空氣質(zhì)量，治理大氣污染，已是我國面臨的重要問題。

　　為了防治大氣污染，首先要對各種大氣污染物進行監(jiān)測，目前我國大氣監(jiān)測主要采用點式采樣，只能了解監(jiān)測點采樣空間的大氣污染情況以及采樣時段內(nèi)的平均狀況，時空代表性均較差。

　　隨著我國大氣環(huán)境治理工作的深入，為全力提升區(qū)域空氣質(zhì)量，推動治標(biāo)向治本轉(zhuǎn)變，把大氣污染防治藍天保衛(wèi)戰(zhàn)持續(xù)推向深入，切實實現(xiàn)人民群眾的幸福感和獲得感。5月2日，繼專項攻堅戰(zhàn)、人民群眾戰(zhàn)后，湖南長沙市雨花區(qū)再次打響藍天保衛(wèi)戰(zhàn)之科技戰(zhàn)役號角，率先啟用3D可視型激光雷達探測城市大氣污染，助力實現(xiàn)科學(xué)治污，精準(zhǔn)治霾。

　　3D可視型激光雷達通過發(fā)射綠色激光束到大氣中，經(jīng)過大氣中的分子、顆粒物（云、煙塵等）散射，再由雷達系統(tǒng)接收。激光照到不同濃度、直徑、形狀的顆粒會形成不同的回波信號。激光雷達接收到信號后，通過計算得到不同距離（高度）上的回波信號，從而得到沿光束發(fā)射方向的氣溶膠粒子分布情況。

　　3D可視型激光雷達可連續(xù)監(jiān)測大氣氣溶膠的水平和立體分布，分析氣溶膠的組成結(jié)構(gòu)和時空演變，能夠?qū)崟r給出水平和垂直方向上PM10、PM2.5的濃度分布，同時還可以通過可調(diào)焦攝像裝置實時拍照記錄，能更準(zhǔn)確的監(jiān)測定點工業(yè)煙塵的排放、城市上空環(huán)境污染物的擴散、捕獲污染源位置。

　　而3D可視型激光雷達除了能連續(xù)監(jiān)測大氣氣溶膠的分布、分析氣溶膠的組成結(jié)構(gòu)和時空演變外，還創(chuàng)新性地增加了智能掃描和攝像功能。也就是根據(jù)事先設(shè)定好的的掃描速度和角度，可精準(zhǔn)水平掃描半徑10公里區(qū)域內(nèi)污染源位置分布和污染程度分布信息，與此同時，通過可調(diào)焦攝像裝置進行拍照記錄，定點監(jiān)測工業(yè)煙塵排放和城市上空環(huán)境污染物的擴散情況，準(zhǔn)確捕獲污染源位置。激光可以感知上述信息和照片并將數(shù)據(jù)傳回，在后臺結(jié)合地圖，以不同顏色標(biāo)識出不同程度的空氣狀況。

　　根據(jù)空氣中顆粒物從少到多的不同，依次在地圖上直觀地以綠色、黃色、橙色、紅色標(biāo)示，而圖中顯示白色的空白區(qū)域，則說明這一區(qū)間有遮擋物。所以，使用3D可視型激光雷達進行水平掃描時，最好選擇在高處，如高樓樓頂，以免因遮擋而影響了監(jiān)測效果。

　　根據(jù)雷達繪制的地圖，環(huán)保部門發(fā)現(xiàn)了7處黃色區(qū)域，由此判斷這些地方可能存在污染源。于是，環(huán)保部門按圖索驥，揪出罪魁禍?zhǔn)祝渲邪ㄒ粋€沒有上揚塵治理設(shè)施的市政工地和一家設(shè)備老舊的汽車噴漆企業(yè)等。

　　激光雷達，是以發(fā)射激光束探測目標(biāo)的位置、速度等特征量的雷達系統(tǒng)。其工作原理是向目標(biāo)發(fā)射探測信號（激光束），然后將接收到的從目標(biāo)反射回來的信號（目標(biāo)回波）與發(fā)射信號進行比較，作適當(dāng)處理后，就可獲得目標(biāo)的有關(guān)信息，如目標(biāo)距離、方位、高度、速度、姿態(tài)、甚至形狀等參數(shù)，從而對飛機、導(dǎo)彈等目標(biāo)進行探測、跟蹤和識別。它由激光發(fā)射機、光學(xué)接收機、轉(zhuǎn)臺和信息處理系統(tǒng)等組成，激光器將電脈沖變成光脈沖發(fā)射出去，光接收機再把從目標(biāo)反射回來的光脈沖還原成電脈沖，送到顯示器。

　　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(shè)備。激光雷達是激光技術(shù)與現(xiàn)代光電探測技術(shù)結(jié)合的先進探測方式。由發(fā)射系統(tǒng)、接收系統(tǒng) 、信息處理等部分組成。發(fā)射系統(tǒng)是各種形式的激光器，如二氧化碳激光器、摻釹釔鋁石榴石激光器、半導(dǎo)體激光器及波長可調(diào)諧的固體激光器以及光學(xué)擴束單元等組成；接收系統(tǒng)采用望遠鏡和各種形式的光電探測器，如光電倍增管、半導(dǎo)體光電二極管、雪崩光電二極管、紅外和可見光多元探測器件等組合。激光雷達采用脈沖或連續(xù)波2種工作方式，探測方法按照探測的原理不同可以分為米散射、瑞利散射、拉曼散射、布里淵散射、熒光、多普勒等激光雷達。