激光Lidar 點云到DOM制作需歷經幾步？

發布日期：2019-05-30 00:00 瀏覽量：16959

互聯網時代的到來及飛速發展，一些先進的高科技設備，和技術已經被廣泛應用。雖說數字立體攝影測量技術已發展的相對成熟了，但是由于生產周期過長，已不能滿足信息化大數據時代對測繪的需求。而Lidar是一項具有數據生產周期短、受天氣影響小，且自動化程度高的創新技術手段，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，空間位置以及時間來生成 Lidar 數據。在經過軟件的處理后，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字高程模型和正射影像快速生產中外，還可以廣泛應用到道路設計與擴建，農業監控等領域。

博樂點云.jpg

飛燕遙感激光Lidar點云案例

Lidar 數據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，與傳統的航空攝影測量的數據處理方式不同，是全新的方式，對操作員要求不高，且數據量巨大。

機載 Lidar 數據處理的一般流程包括：

①航飛采集激光掃描數據以及數碼影像和內業數據處理，即確定航跡；

②激光掃描測量數據處理，得到點云數據；

③對數據進行檢驗并分類處理，經過坐標轉換、激光點濾波后，建立 DEM，

④進行 DOM制作。

點云數據特點

Lidar 獲取的數據具有大范圍的特點，因此應用點云處理方式與其他領域不同。

（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據的，而用 Lidar則可以表現出鐵塔的外形，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

隨著我國現代化進程加劇，交通業高速發展，在道路設計中應用 Lidar 可以更快速清晰的農情道路周邊的環境，降低成本。

數字高程模型 DEM建立

作為 4D 產品之一，DEM制作方法如下：

①利用航空相片，使用全數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 技術獲取離散點制作 DEM。

DOM制作

用 Lidar 技術獲得空間三維離散點數據的同時，如果安裝了數碼相機，也能獲得數字影像，這種數字影像與 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據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據，直接生成真正射。

②分辨率高，5cm/象元。在用Lidar 技術獲取數據時，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，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，在技術層面上，所采用的方法與現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 數據處理的相關內容進行概括，從而建立數字高程模型。以此來探索 Lidar 點云處理技術在航空攝影測量數字高程模型和正射影像快速生產中的應用。