Το 3D LIDAR, ή η τρισδιάστατη ανίχνευση και εμβέλεια φωτός, περιλαμβάνει τεχνολογία που εκπέμπει παλμούς φωτός που αναπηδούν από αντικείμενα και επιστρέφουν στην τοποθεσία προέλευσης. Τα προγράμματα εντός της συσκευής ερμηνεύουν τα επιστρεφόμενα σήματα ως σημεία σε μια καθορισμένη περιοχή του χώρου και μετατρέπουν αυτά τα σημεία σε μια τρισδιάστατη αναπαράσταση. Αρχικά εφαρμόστηκε από τον στρατό, η τρισδιάστατη απεικόνιση LIDAR έχει ένα ευρύ φάσμα εφαρμογών, συμπεριλαμβανομένων χρήσεων στους τομείς της αρχαιολογίας, της γεωγραφίας και της επιβολής του νόμου.
Τα εξαρτήματα ενός συστήματος απεικόνισης 3D LIDAR περιλαμβάνουν συνήθως ένα λέιζερ, έναν σαρωτή, έναν ανιχνευτή φωτογραφιών και ένα παγκόσμιο σύστημα πλοήγησης εντοπισμού θέσης ή GPS. Το λέιζερ στέλνει χιλιάδες παλμούς δέσμης φωτός σε έναν καθρέφτη κάθε δευτερόλεπτο. οι παλμοί στη συνέχεια ταξιδεύουν προς μια συγκεκριμένη τοποθεσία. Οι χρησιμοποιούμενες δέσμες φωτός είναι γενικά στο υπεριώδες, ορατό ή κοντά στα υπέρυθρα μήκη κύματος. Όταν οι παλμοί έρχονται σε επαφή με ένα αντικείμενο, αντανακλώνται προς διάφορες κατευθύνσεις – μια διαδικασία γνωστή ως πίσω σκέδαση. Πολλοί παλμοί φωτός, ή το νέφος σημείου, επιστρέφουν στη συσκευή 3D τηλεπισκόπησης, που ονομάζεται επίσης δέκτης φωτοανίχνευσης.
Ο εξοπλισμός τυπικά καταγράφει το χρόνο που χρειάζεται κάθε παλμός για να ταξιδέψει από και προς ένα αντικείμενο ή μια τοποθεσία, ως ένα συγκεκριμένο σημείο σε έναν τρισδιάστατο άξονα που αντιπροσωπεύει γεωγραφικό μήκος, γεωγραφικό πλάτος και υψόμετρο. Ο σαρωτής χρησιμοποιεί αυτές τις πληροφορίες μαζί με προγράμματα απεικόνισης 3D για την παραγωγή μιας τρισδιάστατης εικόνας. Όσο μεγαλύτερος είναι ο αριθμός των παλμών που εκπέμπονται, τόσο πιο πυκνή και λεπτομερής γίνεται η εικόνα. Οι βιομηχανίες χρησιμοποιούν γενικά την τεχνολογία 3D LIDAR για την ανίχνευση ουσιών διαφόρων μεγεθών από σωματίδια τόσο μικρά όπως αέρια και αερολύματα έως στερεά αντικείμενα ή τεράστια εδάφη, ανάλογα με την ευαισθησία και τις ρυθμίσεις του σχετικού εξοπλισμού.
Με τον εξοπλισμό 3D LIDAR τοποθετημένο σε αεροπλάνο, είναι δυνατοί οι χάρτες τρισδιάστατης εικόνας και η αεροφωτογραμμετρία. Οι δήμοι ενδέχεται να χρησιμοποιήσουν τρισδιάστατη μοντελοποίηση πόλεων για να αποκτήσουν ακριβείς απεικονίσεις τοποθεσιών για σκοπούς κατασκευαστικού σχεδιασμού, για λόγους ασφαλείας ή για την ενίσχυση του τουρισμού. Τα κινούμενα προγράμματα LIDAR επιτρέπουν στους χρήστες να βλέπουν εικόνες σε διάφορες γωνίες ή διαφορετικές εντάσεις φωτός. Καθώς οι παλμοί φωτός περνούν από περιοχές υπό ορισμένες συνθήκες, οι περιβαλλοντικές τοπογραφικές εικόνες μπορεί να στρωθούν, ξεκινώντας από το σχηματισμό της γης και συνεχίζοντας με την προσθήκη υδάτινων στοιχείων και στις κορυφές δέντρων στα δάση.
Αν και γενικά τοποθετείται σε κινούμενο αεροπλάνο ή δορυφόρο, η συσκευή μπορεί επίσης να τοποθετηθεί σε στατική θέση και να περιστραφεί, παρέχοντας μια εικόνα 360 μοιρών μιας συγκεκριμένης τοποθεσίας. Η τεχνολογία 3D LIDAR καθορίζει επίσης την ταχύτητα των κινούμενων αντικειμένων. Οι αρχές επιβολής του νόμου χρησιμοποιούν συσκευές χειρός που καθορίζουν την ταχύτητα των διερχόμενων οχημάτων με βάση το χρόνο που χρειάζεται για να χτυπήσει ο φωτεινός παλμός στο αντικείμενο και να επιστρέψει στη συσκευή.