LAS 1.2格式中点云坐标系的存储方式

LAS 1.2是目前机载LiDAR中用的最多的点云文件格式之一。一个符合LAS 1.2 标准的LIDAR 文件由三个部分组成：公共文件头区、变长记录区和点数据记录区（见图 1）。其中，公共文件头区记录的是工程ID、采集日期、生成方式、点个数、缩放因子和坐标偏移量、坐标极值等基本信息。变长记录区记录数据的投影信息、元数据和用户自定义信息等，长度灵活可变。而点数据记录区包含了数据点的三维坐标、分类及回波强度信息等。

图 1 LAS存储坐标系信息的文件结构图

公共头块后跟0个、1个或多个变长记录。变长记录的数量在公共头块的变长记录数量字段中指定。必须按顺序访问变长记录，因为每个变长记录的大小都包含在变长记录头中。变长记录头的结构定义见图 2。

图 2 可变长度记录头结构

投影信息存储在变长记录区中，使用GeoTIff规范定义的投影信息模型，允许定义任何投影，包括自定义投影。由于LAS不是光栅格式，而且每个点都包含自己的绝对位置信息，因此只需要6个GeoTIFF标记中的3个，即GeoKeyDirectoryTag（34735）、GeoDoubleParamsTag（34736）和GeoAsciiParamsTag（34737）。这3个标记中，只有GeoKeyDirectoryTag是必须的，而GeoDoubleParamsTag和GeoAsciiParamsTag是可选的（见图 1）。

GeoKeyDirectoryTag记录由变长记录头、1个sGeoKeys和1个或多个sKeyEntry构成。sGeoKeys的定义见图 3。

图 3 sGeoKeys结构定义

sKeyEntry的定义见图 4。

图 4 sKeyEntry结构定义

GeoDoubleParamsTag记录的sGeoKeys后是一个双精度数组，其中包含GeoKeyDirectoryTag记录中标记集引用的值。在投影坐标系中，GeoDoubleParamsTag可用于存储椭球体参数、中央经线等。

GeoAsciiParamsTag记录的sGeoKeys后是一个ASCII数据数组。它包含许多由’’分隔的字符串，这些字符由GeoKeyDirectoryTag记录中数据的位置引用。在投影坐标系中，GeoAsciiParamsTag可用于存储坐标系名称等。

GeoTIff规范中定义的键值可见表 1。通过解析键值，可以获得投影的完整信息。

表 1 GeoTiff键值定义