激光Lidar 點云到DOM制作需歷經(jīng)幾步？

發(fā)布日期：2019-05-30 00:00 瀏覽量：13025

互聯(lián)網(wǎng)時代的到來及飛速發(fā)展，一些先進的高科技設備，和技術(shù)已經(jīng)被廣泛應用。雖說數(shù)字立體攝影測量技術(shù)已發(fā)展的相對成熟了，但是由于生產(chǎn)周期過長，已不能滿足信息化大數(shù)據(jù)時代對測繪的需求。而Lidar是一項具有數(shù)據(jù)生產(chǎn)周期短、受天氣影響小，且自動化程度高的創(chuàng)新技術(shù)手段，它能夠獲取高分辨率地球空間信息。

航空攝影測量

Lidar 根據(jù)載體的不同可以分為機載微光雷達與地面激光雷達，利用激光照在物體上鎖返回的信號進行三維坐標測量，并應用 GPS、慣導裝置來測定飛行狀態(tài)，空間位置以及時間來生成 Lidar 數(shù)據(jù)。在經(jīng)過軟件的處理后，就可以生成高精度的高線圖、正射影像圖，除了應用到航空攝影測量數(shù)字高程模型和正射影像快速生產(chǎn)中外，還可以廣泛應用到道路設計與擴建，農(nóng)業(yè)監(jiān)控等領(lǐng)域。

博樂點云.jpg

飛燕遙感激光Lidar點云案例

Lidar 數(shù)據(jù)通過二進制進行存儲，并包含強度信息、三維坐標。在處理時則是三維形式交互顯示，與傳統(tǒng)的航空攝影測量的數(shù)據(jù)處理方式不同，是全新的方式，對操作員要求不高，且數(shù)據(jù)量巨大。

機載 Lidar 數(shù)據(jù)處理的一般流程包括：

①航飛采集激光掃描數(shù)據(jù)以及數(shù)碼影像和內(nèi)業(yè)數(shù)據(jù)處理，即確定航跡；

②激光掃描測量數(shù)據(jù)處理，得到點云數(shù)據(jù)；

③對數(shù)據(jù)進行檢驗并分類處理，經(jīng)過坐標轉(zhuǎn)換、激光點濾波后，建立 DEM，

④進行 DOM制作。

點云數(shù)據(jù)特點

Lidar 獲取的數(shù)據(jù)具有大范圍的特點，因此應用點云處理方式與其他領(lǐng)域不同。

（1）地表

可以快速生成并具備高精度、高密度，便于直接建模、靈活多變，具有開放性的特點。

（2）建筑

可以自動生成房屋的頂部模型和紋理，生成粗三維模型。

（3）高壓輸電線

對于高壓輸電線，其他設備是無法獲得數(shù)據(jù)的，而用 Lidar則可以表現(xiàn)出鐵塔的外形，并繪制出鐵塔位置與高壓線。在高壓輸電線荷載增大是，就會拉近與地面的距離，會對安全造成威脅，因此，用 Lidar 可以降低成本、提高效率。

（4）高速公路

隨著我國現(xiàn)代化進程加劇，交通業(yè)高速發(fā)展，在道路設計中應用 Lidar 可以更快速清晰的農(nóng)情道路周邊的環(huán)境，降低成本。

數(shù)字高程模型 DEM建立

作為 4D 產(chǎn)品之一，DEM制作方法如下：

①利用航空相片，使用全數(shù)字攝影測量的方法制作。

②利用高程點和等高線等矢量地圖，通過軟件自動生成。

③利用儀器設備到野外實地采集。

④利用 Lidar 技術(shù)獲取離散點制作 DEM。

DOM制作

用 Lidar 技術(shù)獲得空間三維離散點數(shù)據(jù)的同時，如果安裝了數(shù)碼相機，也能獲得數(shù)字影像，這種數(shù)字影像與 DMC 相機的影像在格式上完全相同，只是像幅較小。由于飛行時相機的快門與 GPS 的實時測量同時開啟，因而獲得影像的重疊度比較大，有的地方可以達到 90%以上的四度重疊。常規(guī)航空攝影用的膠片，如果是 1∶8 000 的航片，0.021mm 掃描，實地分辨率約為 15cm，采用 DMC 數(shù)碼相機，同樣是 1∶8 000，實地分辨率有 7.2cm。

用機載三維掃描儀的數(shù)據(jù)制作正射影像有以下幾個特點：

①生成速度快，可以生成真正射。通常可以自動或半自動選擇影像的連接點，然后全自動生成正射影像，通過人為引入建筑物的矢量數(shù)據(jù)，直接生成真正射。

②分辨率高，5cm/象元。在用Lidar 技術(shù)獲取數(shù)據(jù)時，一般航飛的高度低于 1 000m，這樣拍攝的影像分辨率很大，可以控制在 10cm 之內(nèi)，用分辨率為 5cm 的影像作三維場景的地表。

③絕對精度好。因為 DEM的精度好，所以 DOM的精度也隨之提高，在技術(shù)層面上，所采用的方法與現(xiàn)在流行的糾正算法相同；

④影像拼接較差，色彩過渡不好。

綜上所述，對Lidar 數(shù)據(jù)處理的相關(guān)內(nèi)容進行概括，從而建立數(shù)字高程模型。以此來探索 Lidar 點云處理技術(shù)在航空攝影測量數(shù)字高程模型和正射影像快速生產(chǎn)中的應用。