激光扫描获取的强度值是目标对发射激光光束的后向散射回波的功率，能反映目标的物理化学性质。地面激光雷达测距方程的一般形式为：

$P_r=\frac{P_t{D}_r^2\rho }{4R_{}^2}{\eta }_{\text{atm}}{\eta }_{\text{sys}}\cos \alpha$(1)

其中， $P_r$为激光接收功率(W)， $P_t$为激光发射功率(W)， $D_r$为接收孔径(m)，R为激光测距值(m)， ${\beta }_t$为激光束宽度， ${\eta }_{\text{atm}}$为单程大气传输效率， ${\eta }_{\text{sys}}$为光学系统效率， $\sigma$为后向散射截面面积(m²)。 $\rho$为目标反射率， $\alpha$为发射激光束到目标表面的入射角。

在接收机内部强度值I通常被表示为接收信号的峰值振幅。假设强度值与接收信号功率之间存在简单的线性关系，则：

$I=C{P}_r=C\frac{P_t{D}_r^2\rho }{4R^2}{\eta }_{\text{atm}}{\eta }_{\text{sys}}\cos \alpha$(2)

其中，C为常数。从式(2)中可以看出，强度值的影响因素有激光发射功率 $P_t$、接收孔径 $D_r$、目标反射率 $\rho$、距离R、单程大气传输效率、 ${\eta }_{\text{atm}}$为光学系统效率 ${\eta }_{\text{sys}}$及入射角 $\alpha$。对于某一特定的地面激光雷达系统，接收孔径 $D_r$和光学系统效率 ${\eta }_{\text{sys}}$均为常数，并且当测量模式固定时，激光发射功率 $P_t$也为常数。与机载三维激光扫描相比，地面三维激光扫描距离较短，在几十米至几百米，大气状况良好的情况下， ${\eta }_{\text{atm}}$可忽略不计。因此式(2)可化简为：

$I=C_1\frac{\rho \cos \alpha }{R^2}$(3)

其中， $C_1=\frac{C{P}_t{D}_r^2{\eta }_{\text{sys}}}{4}$。

因此，在保持激光测距值和激光入射角相对一致的情况下，地面激光扫描强度值反映目标反射率。

收集了33块陆源碎屑岩样品，基于岩样薄片鉴定明确岩样的岩石类型，同时利用Riegl VZ400地面激光扫描仪测得激光强度值，不同岩石类型的激光强度值分布如 图1 所示，强度均值如 表1 所示。根据样品分析，不同的岩石类型具有不同的成分及粒度，则具有不同的光谱反射特性，因此具有不同的激光强度值。

根据上述分析，不同岩石类型激光强度值有明显的分界规律，粒度越大强度值越大。因此通过大量样品分析建立碎屑岩不同岩石类型激光强度图板，砾岩的激光强度值均值为−1.33，细砾岩激光强度值均值为−2.07，细–中砂岩激光强度值均值为−4.87，粉砂岩激光强度值均值为−6.01，泥岩激光强度值均值为−7.10。利用K均值聚类方法在数字露头模型上直接利用激光强度图板对剖面进行岩性划分，结果如 图2 所示。