【摘 要】
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机载激光雷达(Light Detection and Ranging-LiDAR)集成了激光测距系统,惯性导航系统、全球定位系统等技术,是一种主动对地观测的新型技术,也是测量领域继GPS之后又一项新的科学技术发展革命。它突破了传统逐点测量的方法,使测量工作呈现快速、高效、大范围的特点,使获取的激光雷达数据具有空间三维信息,在一定程度上解决了传统摄影测量获取三维信息不方便的问题。机载激光雷达测量技术
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机载激光雷达(Light Detection and Ranging-LiDAR)集成了激光测距系统,惯性导航系统、全球定位系统等技术,是一种主动对地观测的新型技术,也是测量领域继GPS之后又一项新的科学技术发展革命。它突破了传统逐点测量的方法,使测量工作呈现快速、高效、大范围的特点,使获取的激光雷达数据具有空间三维信息,在一定程度上解决了传统摄影测量获取三维信息不方便的问题。机载激光雷达测量技术被广泛应用于实现对各种大面积的三维地形数据快速采集、快速生成各种数字化地形产品等。数字高程模型在诸如水文、气象、地质、军事和国防建设等领域被广泛应用,特别是可以通过坡度、坡向和坡度变换率等因素对地貌进行分析。本文依托一个广西创新驱动发展专项(科技重大专项)(子课题五:数据一体化处理和示范应用)。根据该课题的实际需求,本文研究了激光雷达点云数据生成数字高程模型的关键技术,从以下三个方面进行介绍,点云数据预处理、点云数据滤处理和点云数据插值处理。主要研究内容如下:1.介绍了机载激光雷达技术和点云数据管理方法。从机载激光雷达技术的组成出发研究了机载激光雷达测量系统工作原理。对机载激光雷达点云数据的格式特点进行了研究,继而引出了点云数据预处理的技术流程,提出了基于K-D树结构改进的K近邻距离算法去除点云数据中的噪点。2.研究了点云数据滤波的算法。从激光雷达点云数据滤波的原理出发,研究了点云数据分布特征。点云数据滤波传统算法对单一地形特征进行滤波效果比较好,但针对于复杂地形滤波效果不是很好,因此本文提出一种顾及地形的布料模拟滤波算法,使滤波后的地面点云数据具有数据的场景信息和地形的结构特征。3.研究了点云数据插值算法。首先介绍了数字高程模型的数据结构格式,从激光雷达点云数据的插值算法原理出发,介绍了点云数据插值算法的特性。在研究传统的点云数据插值算法基础上,提出了基于TIN的前沿推进算法,以此来构建高精度的数字高程模型。
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