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激光Lidar 点云到DOM制作需历经几步?

作者:飞燕遥感 发布日期:2019-05-30 00:00 浏览量:471


互联网时代的到来及飞速发展,一些先进的高科技设备,和技术已经被广泛应用。虽说数字立体摄影测量技术已发展的相对成熟了,但是由于生产周期过长,已不能满足信息化大数据时代对测绘的需求。而Lidar是一项具有数据生产周期短、受天气影响小,且自动化程度高的创新技术手段,它能够获取高分辨率地球空间信息。

 

航空摄影测量

Lidar 根据载体的不同可以分为机载微光雷达与地面激光雷达,利用激光照在物体上锁返回的信号进行三维坐标测量,并应用 GPS、惯导装置来测定飞行状态,空间位置以及时间来生成 Lidar 数据。在经过软件的处理后,就可以生成高精度的高线图、正射影像图,除了应用到航空摄影测量数字高程模型和正射影像快速生产中外,还可以广泛应用到道路设计与扩建,农业监控等领域。

 

博乐点云.jpg

飞燕遥感激光Lidar点云案例


Lidar 数据通过二进制进行存储,并包含强度信息、三维坐标。在处理时则是三维形式交互显示,与传统的航空摄影测量的数据处理方式不同,是全新的方式,对操作员要求不高,且数据量巨大。

机载 Lidar 数据处理的一般流程包括:

①航飞采集激光扫描数据以及数码影像和内业数据处理,即确定航迹;

②激光扫描测量数据处理,得到点云数据;

③对数据进行检验并分类处理,经过坐标转换、激光点滤波后,建立 DEM,

④进行 DOM制作

 

点云数据特点

Lidar 获取的数据具有大范围的特点,因此应用点云处理方式与其他领域不同。

1)地表

可以快速生成并具备高精度、高密度,便于直接建模、灵活多变,具有开放性的特点。

2)建筑

可以自动生成房屋的顶部模型和纹理,生成粗三维模型。

3)高压输电线

对于高压输电线,其他设备是无法获得数据的,而用 Lidar则可以表现出铁塔的外形,并绘制出铁塔位置与高压线。在高压输电线荷载增大是,就会拉近与地面的距离,会对安全造成威胁,因此,用 Lidar 可以降低成本、提高效率。

4)高速公路

随着我国现代化进程加剧,交通业高速发展,在道路设计中应用 Lidar 可以更快速清晰的农情道路周边的环境,降低成本。

 

数字高程模型 DEM建立

作为 4D 产品之一,DEM制作方法如下:

①利用航空相片,使用全数字摄影测量的方法制作。

②利用高程点和等高线等矢量地图,通过软件自动生成。

③利用仪器设备到野外实地采集。

④利用 Lidar 技术获取离散点制作 DEM。

 

DOM制作

Lidar 技术获得空间三维离散点数据的同时,如果安装了数码相机,也能获得数字影像,这种数字影像与 DMC 相机的影像在格式上完全相同,只是像幅较小。由于飞行时相机的快门与 GPS 的实时测量同时开启,因而获得影像的重叠度比较大,有的地方可以达到 90%以上的四度重叠。常规航空摄影用的胶片,如果是 1∶8 000 的航片,0.021mm 扫描,实地分辨率约为 15cm,采用 DMC 数码相机,同样是 1∶8 000,实地分辨率有 7.2cm。

 

用机载三维扫描仪的数据制作正射影像有以下几个特点:

①生成速度快,可以生成真正射。通常可以自动或半自动选择影像的连接点,然后全自动生成正射影像,通过人为引入建筑物的矢量数据,直接生成真正射。

②分辨率高,5cm/象元。在用Lidar 技术获取数据时,一般航飞的高度低于 1 000m,这样拍摄的影像分辨率很大,可以控制在 10cm 之内,用分辨率为 5cm 的影像作三维场景的地表。

③绝对精度好。因为 DEM的精度好,所以 DOM的精度也随之提高,在技术层面上,所采用的方法与现在流行的纠正算法相同;

④影像拼接较差,色彩过渡不好。

 

综上所述,对Lidar 数据处理的相关内容进行概括,从而建立数字高程模型。以此来探索 Lidar 点云处理技术在航空摄影测量数字高程模型和正射影像快速生产中的应用。

 

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