基于lidar数据的正射影像图制作方法

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1、2008年第8期测绘通报43文章编号:049420911(2008)0820043202中图分类号:P23文献标识码:B基于LiDAR数据的正射影像图制作方法1123张玉方,欧阳平,程新文,蔡冲(1.漳州市测绘设计研究院,福建漳州363000;2.中国地质大学(武汉)测绘工程系,湖北武汉430074;3.浙江省计量科学研究院,浙江杭州310013)CompilationofDOMBasedonLiDARDataZHANGYu2fang,OUYANGPing,CHENGXin2wen,CAIChong摘要:LiDAR用于获得高精度、高密度的三维坐标数据,可以快速生成高精度

2、的DOM。以LiDAR技术获得的数据为例,介绍应用POSPac软件、Terra软件和ERDAS软件的LPS模块进行数字图像正射图制作的操作过程,并得到了预期的结果。关键词:DOM;DEM;LiDAR所示。一、引言传统的数字正射影像生产过程包括航空摄影、外业控制点的测量、内业的空中三角测量加密、DEM的生成和数字正射影像的生成及镶嵌,在这些处理环节中,外业控制点的测量和DEM的生成耗时较大、成本过高,不适应高精度、高效率和低成本的[1]成图需要。因此,如何快速获取航空摄影数据和正射影像图,对城市建设和经济发展具有重要的现图1LiDAR点处理整个流程[2]实意义。而基于Li

3、DAR系统的直接定位技术可以无需(或少量)地面控制获取像片的外方位元素,(1)POS数据处理直接用于高精度的DOM制作,省掉了很多复杂工在POSPac中从原始的POS数据中提取出GPS序,降低了成本,大大缩短了成图周期。数据、IMU数据和辅助传感器数据;然后和地面GPS数据进行差分拟合得到曝光瞬间摄影机中心精确二、试验数据来源的GPS定位坐标;最后对IMU数据、辅助传感器数本研究采用的两种类型数据,即LiDAR数据及据和精确的GPS定位数据进行解算,得到精确的6与其同步获取的数码影像,数据获取时间为2006年个外方位元素,从而能够大大减少乃至无需地面控8月5日～9月6日

4、。数码影像来源为4K×5K大制直接进行航空影像的空间地理定位,为航空影像[3]面阵彩色CCD数码相机,焦距为40mm;航摄比例的进一步应用提供快速、便捷的技术手段。尺为1∶40000;飞机飞行速度为220km/h,飞行高(2)激光点云分类度为1600m;航高差≤50m;航偏距≤50m;飞机俯LiDAR系统获得的初始数据不仅包括地面,也仰、侧滚≤5°;数码影像数据的空间分辨率大小为包括地面上的所有地物,如建筑物、植被、水、道路0.25m,航向重叠度为60%;旁向重叠度为30%。及道路上的汽车等。所以在将LiDAR数据应用于各领域之前,要对LiDAR数据进行过滤处理。三、正

5、射影像制作流程LiDAR软件根据脉冲点的高程值分成八个高差段并1.DEM获取赋予不同颜色值渲染成三角网,由此生成的LiDAR用TerraScan,TerraModel进行激光点数据处影像具有非常明显的彩色三维立体效果。在理,去除各种噪声和误差点。最后,提交激光点数TerraScan中将点云数据分类,剔除掉明显的噪声,将据,在ERDAS软件中生成DEM。处理过程如图1离散的LiDAR数据点分成地面点和非地面点。滤收稿日期:2008204215作者简介:张玉方(19812),女,河北邢台人,硕士生,研究方向为3S技术集成与应用。44测绘通报2008年第8期波方法有基于TIN

6、的逐步加密滤波方法、基于斜坡(1)数据前期处理[4,5]的自适应滤波方法和选权迭代法。图2是以高原始影像为12bit,且为JPEG格式,现有的软件程模型显示的LiDAR点云。不能处理12bit影像数据,所以要转换为后期处理软件能够识别的TIF格式。然后再用Photoshop对所有航片进行匀光处理,使其色调均匀、反差统一。相邻图像由于辐射水平差异导致同名影像在相邻图像上的亮度值不一致。因此,相邻图像不仅要保证几何接边,还应保证灰度和色调接边。由于试验区不大,航拍的时间短,成像的颜色基本一致。匀色处理在Photoshop中对拼接的航片进行影像的色调调整,保持图像色调的总体平

7、衡,使镶嵌后的图像色调过渡自然,反差适中,无明显的拼接缝线,确保图面美观。图2点云数据(2)LPS制作正射影像图①新建工程文件并设置参数(3)DEM生成在ERDAS中的LPS模块下进行正射操作需要地面高程数据DEM仅需要地表裸露点,由完整首先创建一个工程文件,然后在该文件下进行各项地块的地表裸露点三维数据构成地面高程模型工作。工程文件包含了研究区域内所有图像、摄影DEM。经过点云分类处理剔除非地表点并归类后,机参数、地面控制点左边及相关信息。由于所采用所有剩下的LiDAR数据都是地面点数据,即可生成的数据是CCD影像,所以这里需要设置相机