机载激光雷达(lidar)的数据处理和山区脊谷特征提取分析

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1、摘要机载激光雷达（LIDAR）测量技术是从20世纪中后期逐步发展起来的一门高新技术，已广泛应用于地球科学和行星科学等许多领域。它是一种主动式对地观测系统，是激光测距技术、高动态载体姿态测定技术和高精度动态GPS差分定位技术的高度集合，该技术在三维空间信息的实时获取方面产生重大突破，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。机载LIDAR技术的出现为三维空间数据快速采集提供了一种全新的技术手段，但处理这些海量、缺乏拓扑信息表面离散点数据，同时也对计算资源、空间存储等均提出了很高的要求。

2、对点云数据的特征提取方面的研究，可以在数据压缩时，做到保留特征点；在建立DEM时，嵌入特征线，有助于数据压缩和高精度DEM的建立。本文较系统地对机载LIDAR系统及其数据后处理理论与工艺流程进行了探讨，主要研究内容和成果如下：1、回顾机载LIDAR技术的发展历程和相关研究现状，总结了机载LIDAR技术的特点和主要应用领域。2、针对LIDAR不同版本标准化数据格式的差异，作了相关比对和论述。3、在详细分析机载LIDAR粗差的空间分布特征的基础上，将粗差分成极值粗差、粗差簇、孤立点，提出了一种经过阶层

3、式粗差剔除方法，可达到去除粗差的目的。4、回顾和总结了数据滤波的几种常用方法，基于TerraSolid系列软件,并结合福建遥感院自主开发的LDS信息处理系统，系统介绍机载LIDAR数据处理的步骤及DEM的生产工艺。5、特征线对DEM的精度控制很有帮助。通过对微分几何理论的研究，结合局部多项式拟合，尝试提出了一种在山区脊谷特征线提取算法。关键词：机载LIDAR，LAS标准格式，粗差剔除，数据处理，脊谷特征提取IAbstractTheairborneLightDetectionandRanging(L

4、IDAR)isakindofnewtechniquewhichisdevelopedgraduallyfromtheendof20thcentury,canbeusedinmanyareassuchasearthscienceandplanetaryscience.Itisakindofactivegeometricacquisitionsystem,itisintegratedwithacollectionoflasertechnology,dynamicposemeasurementtechn

5、ologyandhighprecisiondifferentialGPStechnology.Thistechnologyobtainsthereal3-Dspatialinformationandmakesthegreatbreakthrough.Itbringsabrand-newtechnologicalmeansforobtaininghighspace-timeresolutioninformation.Inrecentyears,withthedevelopmentofrelatedt

6、echnologiesandtheexpansionofthesocialneeds,airborneLIDARwhichrepresentsanewdevelopmentdirectioninthefieldofearthobservation,makesdataacquisition,processingautomationandintellectualization.Comparedwiththerapiddevelopmentofhardwaretechnology,thepost-pro

7、cessingalgorithms(suchasautomaticfilteringandclassification)ofLIDARpointclouddataarestillinthestageofbeingresearched,andneedtobefurtherstudied.ThispapersystematicallydiscussestheairborneLIDARsystemandthetheoriesandtechniquesofdatapost-processing.Thema

8、inresearchcontentsareasfollow:1.ReviewingthedevelopmenthistoryandcurrentresearchofdataprocessingofLIDARsystem,SummarizingthecharacteristicsandmainapplicationfieldsofairborneLIDARtechnology.1.IntroducethestandarddataformatoftheLIDAR——LASformat.