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激光雷达航测数据处理流程

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2019-04-15


机载激光雷达航测是集成激光扫描、摄影测量、全球定位系统、惯性导航系统等多种测绘高新技术的数据采集技术。相对于常规机载激光雷达航测技术而言,机载激光雷达航测具有自动化程度高、受天气影响小、生产周期短、测绘成果精度高等特点,在三维空间信息的实时获取方面取得了重大突破,为获取高时空分辨率地球空间信息提供了一种全新的技术手段。

 

测区植被覆盖密集,枝叶茂密,工程测量、数码航测等传统作业方法困难且数据获取精度差。机载激光雷达航测发射的激光光斑可以穿透植被枝叶间间隙直接获取树下地形精确点位,该技术是目前密林区获取树下精准地形的唯一有效方法。

 

机载激光雷达航测数据处理流程

机载激光雷达航测获取原始数据后,首先进行数据预处理,GPS差分解算POS数据,检查分析航测原始数据质量,生成条带点云、数码航片、航迹线、航片GPS时间索引文件等机载激光雷达航测原始数据成果;然后,进行数据后处理,通过地面点云分类提取精确地面地形特征点,通过内插制作大比例尺DEM成果;之后,在以上获取的航迹线和航片GPS时间索引文件基础上获得航片外方位元素的索引文件,通过同名点选取和相机畸变拟合,完成机载激光雷达航测航片空三加密,获得航片空三加密成果并在已有DEM成果基础上进行航片正射纠正,制作大比例尺DOM成果;最后,利用3.2节所述方法进行测区大比例尺DLG测图生产。

 

 DEM产品制作

经预处理得到的点云数据,需结合高程渲染模型、点云剖面图等参考信息,针对如城区建筑物密集地区、农田田埂地区、植被密集地区等不同地形特点设定相应的分类方法,提高分类效率,并且对分类结果进行系统、全面的编辑和检查,以确保点云分类的正确性。根据DEM格网间距要求,对以上正确分类后的地面点云构TIN三角网,通过内插自动生成规则栅格格式的标准DEM产品。

 

 DOM产品制作

以点云构建的数字地面模型为参考,利用POS系统获取的外方位元素直接进行全自动空三加密,整个产品的制作无需外业像控点。只需计算公共加密点较差,对基本定向点指标进行分析和评价即可。

生产过程中发现,加密点的分布与成果精度有直接关系。此外,大范围制作时,还需考虑各批次间接边问题。应采取相应措施以避免大区DOM接边出现严重错位。为使DOM影像色调均匀、影像清晰、过渡自然、无缝拼接,还需进行原始航片调色与DOM后期综合处理。

 

 DLG制作

DLG制作分为平面要素和高程要素两类。其中,DLG高程要素利用4.2节得到的地面点自动生成,之后参考国家规范对等高线光滑度、注记正确性进行编辑修改;DLG制作平面要素通过机载激光雷达航测航片构建立体像对方法进行采集。

 

中桩横断面专题图提取

测区采用RTK方法实测了2141个精度检测点,检测点沿测区线路方向大致均匀分布。经评价,本项目测区地面点云高程精度中误差0.145米,满足本项目技术设计要求。

在业主提供的设计线路成果基础上,以以上制作的地面点云为依据,构建TIN三角网,进行中桩横断面的高程内插计算,制作了中桩横断面专题图成果。

 

结束语

本项目是轻型机载激光雷达航测技术应用于公路勘测设计并实现初勘定测一体化的典型案例。与工程测量、数码摄测等传统技术相比,机载激光雷达航测可有效获取南方林区高精度树下地形,不需要外业像控点布设,获取的高精度、高密集机载激光雷达航测地面点云成果可直接用于后期施工图设计阶段的断面成果提取,实现了初勘定测一体化,在公路勘察设计行业具有广泛的市场推广价值。

 

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