Le LIDAR utilise le principe de mesure et détection laser par télémétrie. Il envoie une impulsion de lumière et mesure le temps qu’elle a mis pour revenir jusqu’à l’émetteur / récepteur du drone. En connaissant la vitesse de la lumière (+/-300000km/s), le système calcule la distance parcourue par la lumière avant de heurter un (ou plusieurs) obstacle (objet, végétation, etc…) successivement. Le récepteur n’a besoin que de très peu d’énergie pour réaliser ses calculs.

Les impulsions laser émises par un système LIDAR se réverbèrent sur les différents obstacles : végétation, constructions, peintures, etc. Le signal retour est appelé echo. Tout signal émis qui rencontre de multiples surfaces de réflexion est divisée en autant d’échos qu’il y a de surfaces réfléchissantes. Le premier retour laser est l’écho le plus puissant et sera associée à la caractéristique la plus élevée dans le paysage : le sommet d’un arbre ou d’un immeuble. Ce premier écho peut également représenter directement le sol, car le signal ne pénètrera pas les surfaces denses et solides comme le béton ou la terre compactée.

Les échos multiples sont capables de signaler l’élévations de plusieurs objets dans l’empreinte d’un seul signal laser sortant. Les échos intermédiaires, sont utilisés pour caractériser la structure de la végétation, et le dernier écho pour les modèles de terrain dénudés. Le dernier écho ne proviendra pas forcément du sol mais plutôt d’une branche qui reflète l’impulsion laser entièrement : d’où l’intérêt d’avoir un LIDAR qui émet plusieurs centaines de milliers de points à la seconde.

L’intérêt du relevé LIDAR par drone est de réaliser une mesure direct. Chaque distance mesurée est connue avec précision relative au signal laser émis et à la distance de l’obstacle. Le signal est associé à une localisation précise (GPS, GNSS) ce qui permet de connaître la position relative de chaque point. L’approche du LIDAR est donc différente et plus précise que l’interprétation logicielle d’images pour la photogrammétrie.