基于lidar点云数据的真正射影像制作毕业设计论文

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1、毕业设计论文基于Lidar点云数据的真正射影像制作摘要本文主要介绍Lidar数据的主要应用，技术原理，以及利用Lidar点云数据制作真正射影像的理论方法。其中，重点介绍了基于Lidar点云数据内插DSM的理论以及传统DOM的制作方法。论文完成的主要工作有：1，分析Lidar数据特点，利用Lidar数据提取DSM的流程以及Lidar数据内插DSM方法，并对各种方法进行了理论比较。2，介绍传统基于DEM的DOM制作原理及流程。深入探讨了数字微分纠正的理论和应用方法以及局限性。3，介绍基于DSM的DOM制作理论。对基于DSM制作的DOM过程中产生的重复映射现象进行了分析，并提出了常

2、用的几种解决方案。4，分析当代摄影测量的发展趋势。简要介绍数字网格系统像素工厂系统（PixelFactory）。索引关键词：LiDAR，DOM，DSM，数字微分纠正，数字网格技术Abstract目录基于Lidar点云数据的真正射影像制作1摘要1第一章引言3第二章Lidar技术原理32.1Lidar对地定位原理32.2Lidar数据特点及处理32.2.1Lidar点云数据提取DSM流程32.3Lidar点云数据内插DSM基本算法原理32.3.1反距离加权插值法(IDW)32.3.2Kriging插值法32.3.3自然邻近点插值法(NaN)32.3.4样条插值法32.3.5线性插

3、值法32.3.6非线性插值法32.3.7各种插值方法的比较3第三章传统DOM的制作方式33.1数字微分纠正33.1.1数字微分纠正的基本原理33.2框幅式中心投影影像的数字微分纠正33.2.1反解法（间接法）数字微分纠正33.2.2正解法（直接法）数字微分纠正33.3线阵列扫描影像的数字微分纠正3第四章基于Lidar数据的DOM制作34.1基于DSM的正射纠正的局限性34.2真正射影像纠正过程34.3遮挡区域检测34.3.1Z-buffer算法34.3.2遮挡区域检测的一般准则34.4真正射影像镶嵌34.4.1辐射纠正34.4.2几何合成34.4.3真正射影像的优缺点3第五章

4、展望和总结35.1PixelFactory系统简介35.1.1系统概述35.1.2工作流程35.1.3像素工厂的优缺点3第一章引言激光雷达测量（LIDAR）是一种通过位置、距离、角度等观测数据直接获取对像表面点三维坐标，实现地表信息提取和三维场景重建的对地观测技术。这项技术是继GPS空间定位系统之后又一项测绘技术新突破，是一种崭新的革命性的测量工具。该技术优势明显，将对传统摄影测量技术造成冲击，有可能给测绘领域带来一场新的技术革命。利用LIDAR进行目标探测属于主动遥感方式，对天气的依赖性小，不易受阴影和太阳角度的影响。与摄影测量技术相比，避免了投影（从三维到二维）带来的信息

5、损失，极大地提高高程获取的精度，且优势明显。利用LIDAR技术可快速完成数字高程模型（DEM，DigitalElevationModel）及数字正射影像图（DOM，DigitalOrthophotoMap）的大规模生产。激光雷达测量技术在国外研究已经相当成熟，对于绝大部分属于硬件和系统集成方面的许多关键问题已得到解决，然而对于激光雷达测量数据的处理算法仍然处于前期研究发展阶段，还有许多问题没有得到解决。激光雷达点云数据处理主要是指LIDAR测量数据的后处理，其中针对点云数据的滤波、分类和地物识别与提取是目前的难点和研究热点。目前的研究方向主要包括激光脚点三维坐标计算、坐标系统

6、的转换、系统误差的校正、粗差剔除、数据滤波处理、DEM/DTM生成以及后续的地物提取、建筑物三维重建、3D城市模型等高级处理等。对于机载激光雷达测量来说按照扫描方式的不同，激光脚点的分布形态不同，激光脚点在三维空间的分布形态呈现随机离散的数据“点云”。在这些点中，有些点位于真实地形表面，有些点位于人工建筑物或者自然植被。数字正摄影像（DOM）是同时具有地图几何精度和影像特征的影像地图，是地球空间数据框架的一个基础数据层。以往由于影像空间分辨率不高，在传统正摄纠正过程中将建筑物视为地表的一部分，采用DEM校正由于透视成像和地形起伏导致的影像变形。近年来，随着高分辨率遥感影像的出

7、现，在城市中建筑物的影像使得传统正摄影像应用面临许多问题，维持有人提出了生成真正摄影像（TrueOrthoImage-TOI）的思想，在正摄纠正过程中进一步考虑对建筑物的改正。目前一些商业软件例如法国ISTAR公司的PixelFactory已具备生成数字表面模型（DigitalSurfaceModel-DSM）和进行真正射纠正功能。真正射纠正是一个复杂的工艺过程，研制一套具有TOI制作功能的实用软件系统任务量巨大。真正射纠正中最繁琐最耗时的阶段在于提取DSM，其工作量占据整个流程的90%左右。本文讨论的