机载激光雷达技术_lidar_在航测中的应用实践

《机载激光雷达技术_lidar_在航测中的应用实践》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在教育资源-天天文库。

1、机载激光雷达技术(LiDAR)在航测中的应用实践肖雁峰勘察设计机载激光雷达技术(LiDAR)在航测中的应用实践肖雁峰（中铁第四勘察设计院集团有限公司航察处武汉430063）【摘要】LiDAR是一种安装在飞机上的机载激光探测和测距系统，通过量测地面物体的三维坐标，生成LiDAR数据影像。LiDAR数据经过相关软件数据处理后，可以生成高精度的数字地面模型DEM、等高线图及正射影像图。机载激光雷达技术的商业化应用，使航测制图如生成DEM、等高线、地物要素、断面图的自动提取更加便捷，其地面数据通过软件处理很容易合并到各种数字图中。【关键词】机载激光雷达

2、点云惯性导航系统数字高程模型数字正射影像线监测、三维数字城市建设等行业领域。1引言2LiDAR数据的获取与处理机载激光雷达（AirborneLightDetectionAndRanging，简记为LiDAR），是集激光扫描、全球定位2.1LiDAR数据的获取系统(GPS)和惯性导航系统(INS)三种技术于一体的获取LiDAR数据，首先需要根据设计需求选空间测量技术，能够快速、精确地获取地表信息，是择LiDAR设备，再根据LiDAR设备的参数和飞机目前继GPS技术之后测绘界的又一重大技术革命。性能选择合适的航摄高度，飞行时间以及进行航带与传统航测

3、相比，机载LiDAR具有速度快、精设计，LiDAR系统是一个先进的主动传感系统，它度高、能提供丰富的三维信息等优点。机载激光雷不依赖太阳光照，所以在获取地面三维信息时可以达系统与数字航摄仪、机载GPS及惯性导航系统考虑夜航，飞行作业中，需根据测区内实际星历数(INS)相结合，使用大容量高速计算机，经过专用软据情况，选择避开GPS信号较弱时段，为了避兔植件处理，可快速完成数字高程模型（DEM）及数字正被，尤其是农作物对真实地面的干扰，建议选择秋射影像图（DOM）的大规模生产；LiDAR数据的平冬季节进行航飞。面精度可以达到0.2m，高程精度可达到

4、0.1m。2.2LiDAR数据的分类和处理在国外，机载LiDAR已有大约10年的商业应LiDAR数据包括很多类型，例如房屋建筑、植用历史；在国内，机载LiDAR也有大约3-4年的商被、水体、地表、管线等，如果要提取DTM(Digital业应用历史。结合目前LiDAR的技术进展和应用TerrainModel，数字地形模型)，就必须将非地表类现状，LiDAR技术应用的相关环节都已基本成型。型点和地表点分离开，也就是要进行数据分类，目在国外，LiDAR硬件设备已经成熟和稳定，并且性前基于LiDAR数据点滤波的力法绝大部分都是基能越来越优化；针对LiD

5、AR数据的专业、高效处理于三维激光数据脚点的高程突变等信息进行的，概软件已经研发成功并逐步投入使用，基础数据处理括来讲主要有移动窗口法，迭代线性最小二乘内插软件基本成熟；并且，国内外LiDAR的应用领域也法，基于地形坡度滤波和移动曲面拟合法等几种。在不断的扩展和深化，并得到了大量行业领域的广LiDAR数据一般处理首先剔除噪声点，包括泛认可，已经成功的应用于大比例尺DEM、DOM云，折射等造成的高程异常点，然后设定适合的参制图、电力和公路选线、城市规划、森林调查、海岸数，采用专业软件，如TerraScan软件(芬兰Terras-铁道勘测与设计RA

6、ILWAYSURVEYANDDESIGN2010(4)19铁道勘测与设计oild公司出品)自动分类提取地面点。TerraScan软件是处理机载或地面激光雷达数据的通用软件包，是依据移动窗口法来分类提取地面点的。2.3坐标转换利用POS动态定位计算出来的激光点坐标属于WGS84坐标体系，而一般测区采用地方坐标系，因此需要通过坐标转换获得最终成果，坐标转换包括两方面：平面坐标体系的转换和正常高转换。平面坐标体系的转换一般通过联测地方坐标，采用七参数法转换得到，正常高转换是通过测区的高程控制点拟合的似大地水准面计算得到。图2LiDAR点云数据作业流程

7、如图1所示。正射影像的纠正等许多方面。设备准备因为航线两侧数据精度不高，因此用TerraSo-三维点云lid系列软件中TerraScan模块先进行进行裁边处作业准备点云分类数据采集理，并探测高程异常点。再根据激光点的坐标，光作业计划影像正射纠正数据处理强以及同一束光的首末反射值等信息将LiDAR点道路要素三维矢量化二维影像可视化处理云数据进行分类处理，点云数据分类处理完毕即航带检校矢量化处理可导入分类出来的地面激光点数据，构建不规则城市建筑三维矢量化电力线路三维矢量化三角网(TIN)，基于不规则三角网即可自动生成数字高程模型(DEM，如图3所示

8、。由TerraModel模块可进行创建三维剖面图、坡向图、以及等高线图图1数据采集及处理流程等，该模块进行任意位置的断面的量测与断面的生成，如图4是进