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激光点云有你不知道的独特之处

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2019-05-13

机载激光雷达测量系统通过扫描获取具有一定分辨率的密集三维空间点所组成的点云图来表达系统对目标物体表面的采样结果,机载激光雷达的优点是快速获得高密度、高精度的三维数字地面信息。

 

有的机载激光雷达测量系统可以对发射的激光进行无数次回波接收,所以能获取非常详细和准确的激光点云。激光点云的点与点之间的相对误差是非常小的,达到可以忽略不计其误差的精度。

 

 激光雷达按回波次数渲染点云数据.JPG

激光雷达航摄案例:激光点云-按回波次数渲染

 

获取的激光点云能完整地呈现地物地貌的变化细节,直接对激光点云进行格网化即可以得到高精度的DSM,进行分类后的激光点云进行格网化就可以得到高精度的DEM,通过对同步获取的航片或正射处理后的影像对激光点云进行RGB着色后能达到更形象直观的效果。

 

直接基于激光点云可以进行等高线生成、建模、土方计算、距离和面积量测等。

 

激光雷达高程渲染原始Lidar点云数据.JPG 

激光雷达航摄案例:激光点云-按高程渲染

 

机载激光雷达具有以下技术特点和优点:

 

(1)是一种直接主动式测量方法,受天气条件的影响很少。

 

机载激光雷达是目前唯一能测定森林覆盖地区地面高程的可行技术。

 

(2)与传统航测相比较,地面控制工作大大减少,可以不需要事先埋设控制点进行控制测量,只需在测区附近地面已知点上安置一个或几个GPS基准站即可,大大提高作业速度。

 

机载激光雷达是目前唯一能测定森林覆盖地区地面高程的可行技术。

 

(3)具有数据采集速度快、测量数据精度高、外业作业工作量少、外业作业成本低和数据处理自动化程度高等优点。

 

机载激光雷达是目前唯一能测定森林覆盖地区地面高程的可行技术。

 

(4)可以对危险地区安全地实行远距离、高精度三维测量。

 

(5) 是目前唯一能测定森林覆盖地区地面高程的可行技术。

 

三维激光点云是指由三维激光扫描仪采集,同一空间参考系下表达目标空间分布和目标表面特性的海量点集合具有密度大,精度高、数据量大等特点。如图:

 

反射强度渲染的原始Lidar点云数据.JPG 

激光雷达航摄案例:激光点云-按反射强度渲染

 

 

在数字化程度越来越高的今天,机载Lidar的应用也越来越广泛。应用前景在哪里?最具代表性的应用领域都在这里了。

 

【道路的选线设计】

 

三维地形图、实景三维电子沙盘助力线路优化设计

 

背景:随着我国道路建设的快速发展,道路建设与环境自然的协调越来越受到社会各界人士的关注和重视,设计人员已逐渐形成了“安全、环保、舒适、和谐”的设计新理念。

 

应用效果:采用LiDAR航测能够快速获取地面三维数据(在地形复杂植被区域效果更为明显),快速获得大区域三维地形图及影像数据。

 

不仅可以提供给设计人员进行线路设计,同时可制作成实景三维电子沙盘,辅助多设计方案的评估比较,为线路的优化设计提供重要支持。

 

 

【基础测绘DEM/DOM/DLG生产】

 

提高数据生产和处理效率

 

背景:基础测绘的“4D”产品生产都需要有高精度三维信息的支持。

 

应用效果:LiDAR 技术能同时采集高密度、高精度的三维激光点云数据和高清晰度的原始影像数据。

 

基于LIDAR技术获取的点云数据进行过滤去噪,基于去噪后的地面点数据可快速生成DEM数据,实现快速、半自动化处理,极大提高数据处理效率。

 

基于惯导数据(POS)获取单张相片外方位元素,基于激光点云数据处理的DEM提供其投影高,可快速处理生成高清晰正射影像图,减少了传统作业进行像控点布测、空三加密等作业程序,大大减少外业工作量和作业强度、降低作业成本、提高数据生产效率和精度。

 

利用分类的点云数据辅助高清晰影像图可快速实现DLG的内业成图生产,数据信息丰富,可大大降低外业调绘工作量及提高DLG制作的精度。

 

 

【防洪减灾】

 

三维数据助力风险调查、灾害预警

 

背景:水利三维地理信息系统是防洪减灾工作中的核心组成部分。在洪水、地震、飓风、滑坡、泥石流、森林火灾等自然灾害应对过程中,机载LiDAR在综合风险调查、灾害监测预警、灾害应急救援和救助、灾情损失评估和社会影响评价、灾后恢复重建等防灾减灾业务中极具应用潜力。

 

应用效果:基于LiDAR技术快速获取大区域范围内地物精确的三维数据,建立三维可量测智慧水利空间信息系统,快速构建水利三维立体环境。在此基础上进行水利监测应用分析、水容积测算、淹没范围测算分析及智能化水利排放等应急管理。

 

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