论文部分内容阅读
随着“数字地球”概念的日益推广和空间信息技术的快速发展和传播,快速获取高精度高质量和大面积的三维数据已经成为测绘行业以及其他应用行业都急需解决的问题。机载激光雷达(LIDAR)技术是近年来发展极为迅速的一种空间对地技术,它可以快速的获得具有高精度的地面或地物点的三维空间坐标信息。机载激光雷达技术集差分定位技术(DGPS)、惯性导航技术、激光测距技术等多种先进的技术于一身,具有自动性高、受气候影响小、获取数据精度高且成图周期短等许多传统测量技术所无法比拟的优点。因此,机载激光雷达技术在测绘行业及其他应用行业受到了高度的重视,越来越多的学者开始对机载激光雷达技术进行软硬件的研究,机载激光雷达技术也并将会给传统的测绘行业带来一场新的技术革命。
机载激光雷达系统在近十几年间取得了许多重大的发展,其在硬件方面的问题已经得到了大范围的解决,硬件技术也越来越完善,但相应于机载激光雷达系统在硬件方面的发展,其在数据后处理即软件方面的发展还比较落后,而在机载激光雷达数据后处理中点运数据的滤波处理又占有极大的比重。目前,国际上关于机载激光雷达数据的滤波处理的方法有很多,大致上可以分为基于坡度的滤波、基于曲面的滤波和基于聚类的滤波这三类。虽然,关于数据滤波处理的研究有很多,同时滤波方法也有很多,但现存的这些滤波方法在不同的地形条件下不能都得到良好的滤波效果,而滤波步骤的处理对激光雷达数据的后续处理又起着十分重要的作用,所以研究出一种可以在不同地形中都能取得良好滤波效果的滤波算法显得尤为重要。
本文主要对机载激光雷达数据的滤波处理算法进行分析和研究,并在此基础上利用所提出的滤波算法处理后的数据再对其进行建筑物提取方面进行研究,通过对这两方面的重点研究从而对机载激光雷达的数据后处理产生系统的认识。
首先,对机载激光雷达技术的研究背景及其在国内外的研究现状进行简单的介绍,并且较为详细的描述了机载激光雷达技术与传统摄影测量的区别比较以及机载激光雷达技术的主要应用领域;其次,将机载激光雷达点云数据的特点、数据组织和处理流程进行了探讨;然后,将现存的比较具有代表性的机载激光雷达数据的各种滤波方法进行了分析研究,通过对这些的滤波算法的评价分析得到了现存滤波算法的在一些方面的不足,并且在此分析基础上提出了一种改进的基于坡度变化的滤波算法,经过编程实现利用该滤波算法对具有多种地貌的地形进行了滤波处理,对所得到的滤波结果进行了分析;最后,对基于机载激光雷达数据的建筑物提取算法的研究现状进行了介绍,同时也对在所提出的滤波算法基础上的建筑物提取的两种方法进行了试验处理,并得出了结论。