从LiDAR数据中获取DSM生成真正射影像

传统的正射影像在进行数字纠正时通常是将地物纠正在DTM上,致使城区造成屋顶和树木的坐标投影差。若利用LiDAR生成的密集DSM则可以制作真正射影像。阐述LiDAR技术的工作原理和系统组成以及真正射影像的制作原理,详细介绍从LiDAR数据中获取DSM,再结合同步采集的数码影像进行正射纠正生成真正射影像的可行性方法。     

机载LiDAR技术

机载LiDAR集成了GPS、IMU、激光扫描仪新一代航空遥感系统,能利用飞行获取的原始数据直接生成DEM和正射影像图,而无需任何或仅需少量的地面控制点。与传统的摄影测量技术相比,机载LiDAR可以节省大量的人力、时间和经费。在过去十年,机载LiDAR作为精确、快速的地球表面三维测量方法已得到广泛的认同,本文详细介绍了机载LiDAR的基本原理、技术结构及数据处理流程。     

机载LiDAR和光学影像制作正射影像的方法

论述利用机载激光扫描系统(LiDAR)获得的激光点云和光学影像制正射影像的方法.以GPS和惯性导航单元提供的外方位元素结合激光点云作为地面参考,对光学影像进行空中三角测量,将LiDAR点云获得的数字表面模型经由滤波处理获得DEM,最后经过纠正算法获得正射影像.     

利用LiDAR点云的真正射影像遮蔽检测

针对LiDAR系统真正射影像生成过程中由于高地物投影差产生的遮蔽问题,结合LiDAR点云数据提出了一种新的检测方法,将传统的基于格网的遮蔽区域检测转化为基于多尺度的TIN三角面片遮蔽检测。利用荆州市区获取的LiDAR数据对该方法与传统方法进行了比较,实验证明,该算法通过多重检测后忽略平坦地区,能够快速、准确地检测出遮挡区域。     

LiDAR数据与正射影像结合的三维屋顶模型重建方法

为提高三维屋顶模型重建的准确性与定位精度,本文集成机载LiDAR数据与正射影像,以“屋顶面片提取-屋脊线生成-三维屋顶重建”为框架,提出了三角形簇和三角形动态传播相结合的屋顶面片提取策略.基于LiDAR数据和影像的屋脊线精确提取算法,有效挖掘影像高分辨率特性和LiDAR数据高程点云特性的互补优势,实验证明了算法的优越性.     

正射影像辅助下的LiDAR点云构建DEM方法

提出了结合两类数据的DEM生成方法,该方法先将原始LiDAR点云自动滤波得出粗略地面点,经数据抽稀后提取地面关键点点集,再利用航迹文件和相机文件进行空三加密生成数字正射影像。在此基础上将粗分类点云与正射影像匹配,在少量人工干预下,对点云进行二次分类获得精确地面点点集,构建DEM。实验结果表明该方法是可行和有效的。     

基于VirtuoZo的正射影像图制作与精度控制研究

数字正射影像就是数字摄影测量的典型产物,正射影像同时具有影像特征和地图几何精度,真实直观,信息丰富,在一定程度上具有第六信息系统的表现形式,并可以作为地理信息系统的数据源.随着数字摄影测量的不断发展,正射影像的应用将越来越广泛.本文阐述了应用对VirtuoZo定向、影像结果匹配和核线重采样,生成数字地面高程模型,最终生成正射影像的技术流程,并对正射影像生产过程中的精度控制提出了解决方法.     

利用VirtuoZo和UCD快速制作正射影像的方法

提出了利用VirtuoZo系统并结合UCD相机的特点在立体环境下快速制作正射影像的方法。在研究区范围内,首先,利用无人机搭载UCD相机进行影像的获取,然后将获取的影像利用UCD相机参数和控制点参数等信息进行影像的粗纠正,接着在VirtuoZo系统中进行精纠正等处理,之后进行DEM的生成,最后可快速地进行DOM的制作。通过试验表明,该方法可快速获取精度较高的正射影像。     

顾及语义的机载LiDAR点云格网化方法

传统的点云格网化方法采用纯数字拟合内插的方法,基本不顾及平面坐标和高程之间存在的潜在关系——语义信息。将语义信息纳入点云格网化生成的高程格网具有更高的语义一致性,更适合用于3维可视化和真正射影像的生成。以静态水体为例,研究了顾及语义的机载LiDAR点云格网化方法。最后通过实验验证了该方法的有效性。     

融合LiDAR点云与正射影像的建筑物图割优化提取方法

提出一种基于图割算法的建筑物LiDAR点云与正射影像融合提取方法。首先,利用LiDAR点云计算3个几何特征：平整度、法向量分布和高程纹理一致性。同时利用航空正射影像计算颜色特征——归一化植被指数（NDVI）。然后将两类特征联合构建能量函数数据项,综合数字表面模型（DSM）和NDVI构建平滑项,采用图割算法优化得到初始的建筑物区域。最后利用初始建筑物边缘一定范围内的正射影像颜色信息,采用前后景分割的思想进一步优化建筑物边缘。应用ISPRS Vaihingen测试数据进行试验,结果表明本文方法具有较高的建筑物提取精度。     

LiDAR系统测量成果精度检测

LiDAR技术可直接获取三维地表地形数据,具有传统摄影测量方法和地面常规测量技术无法比拟的优越性,已成为获取高时空分辨率地球空间信息的一种全新技术手段,引起了国内外学者的极大关注。LiDAR技术在地形测绘、环境监测、三维城市建模等诸多领域具有广阔的发展前景和应用需求。文中采用试验数据,检测并评价Li-DAR系统生成的DEM、DOM精度,探讨其在基础测绘中的应用可能性,具有现实意义。     

铁路沿线地物参数化三维建模方法研究

提出了一种利用DOM和Li DAR点云数据的参数化建模方法,利用DOM分析地物的模型特征,通过Li DAR点云数据获取地物特征点坐标,采用特定的三角网连接方法构建出地物的三维模型,最后对模型进行贴图显示。这里所构建地物模型的方法不仅快速高效,而且自动化程度高,能够满足铁路三维GIS展示的要求;同时,由于是通过点云数据构建模型,在后期导入三维地形过程中能够大量减少安放地物模型工作。     

LiDAR数据用于1∶10000 DLG更新生产分析

目前,福建省级基础测绘产品1∶10 000 DLG是通过年度更新的方式来维持数据的现势性,主要方法是基于遥感影像对地物进行更新,由于无法及时获取到地面高程信息,因而无法实施地形更新。本文对比分析了LiDAR成果数据,提出了利用LiDAR点云数据成果和基于同时相的点云成果纠正而成的DOM对1∶10 000 DLG进行年度更新的技术路线,为1∶10 000 DLG更新工作开辟了一条行之有效的新道路。     

机载LiDAR技术支持下的荒漠地区1:10 000地形图测绘与研究——以内蒙古阿拉善地区为例

尝试应用机载LiDAR技术测绘1：10 000比例尺地形图3D（DLG、DEM、DOM）产品,给出了机载LiDAR测绘3D产品的技术流程,并选择荒漠地区作为试验区,验证了此种技术方法在荒漠地区测绘3D产品的可行性,分析了成果精度。试验证明,该方法可以满足荒漠区域的1：10 000比例尺3D基础数据生产要求,且具有外业工作量小、自动化程度高、成图快、高程精度高、受外界环境影响小等优点,同时也总结了该方法中有待完善之处。该方法为荒漠地区3D基础测绘数据获取提供了有益借鉴。     

基于机载激光雷达的滩涂测绘关键技术研究

高效、高质量的测绘成果是滩涂资源开发利用的重要前提。采用传统航空摄影测量与遥感手段存在像控点布设困难、影像间不易匹配、项目周期长等问题。因此,针对激光雷达点云数据高密度、高精度的特点,根据测绘地理信息部门和海洋与渔业部门的需求,研究适应于浙江省宁波市滩涂DOM、DEM、DSM和DLG生产的合理方案,为工程实践提供技术支持。     

面向复杂山地的机载LiDAR与无人机影像融合应用

本文针对LiDAR点云与无人机影像数据特征的优缺点,利用LiDAR点云与无人机DOM影像融合,将影像数据光谱信息赋给LiDAR点云数据,使其不仅具备精准的空间结构信息,还能得到清晰的纹理信息。为验证融合数据应用的可行性与数据提取的准确性,对融合前后的点云数据进行地面点提取与DEM构建。试验表明：将无人机影像的光谱信息赋给LiDAR点云数据,可以实现LiDAR点云数据从四维度表达到七维度的拓展,融合后点云数据具有清晰的纹理信息,地物类型判读更加容易,地面点分离完整;通过DEM模型的对比分析,融合后点云数据构建的DEM模型表达更加接近真实地表。研究结果为多源点云数据的深化应用提供了一定的技术方法支持作用。     

机载Lidar技术在高速公路勘测中的应用

机载Lidar系统主要由激光发射系统、POS系统、CCD相机、计算机及存储设备等组成,能够快速获取高精度的地面点三维坐标信息以及影像数据,利用Terrasolid软件能够生产DEM、DOM及DLG产品。本文结合文莱高速公路项目详细阐述了机载Lidar系统在高速公路勘测中的应用。     

POS辅助机载LiDAR无地面控制点DEM,DOM制作

DEM和DOM已成为航空遥感生产的重要产品,机载Li DAR系统获取的具有三维坐标信息的点云数据,经系统误差校正和滤波分类后,结合机载POS数据和数码影像,可进行无地面控制点的DEM和DOM制作。经实践分析,成果精度满足1∶2 000比例尺DEM和1∶5 000比例尺DOM精度指标,该方法产品制作周期短,成果质量较高,满足了无人区和应急情况下的测绘需求。     

“针孔”模拟成像下的单航空影像与LiDAR点云配准

以摄影测量共线方程为严格配准模型,提出了一种引入针孔成像模拟过程的单张航空影像LiDAR点云配准迭代方法,共分为3个阶段:第一,利用航空影像内参数及初始外方位元素对LiDAR点云针孔模拟成像,生成与航空影像空间分辨率、几何形变相接近且具有相同幅面大小的透视影像-LiDAR深度影像;第二,以梯度互信息作为影像相似性测度依据,实施影像金字塔、分块处理策略实现LiDAR深度影像与航空影像几何变换参数快速估计,进而依据估计参数及LiDAR深度影像、激光脚点投影关系建立LiDAR点云航空影像概略相关;第三,以LiDAR点云影像概略相关下的近似同名像点为观测值,以像点梯度互信息为权重,实施摄影测量空间后方交会计算获得优化的影像外方位元素,生成新的LiDAR深度影像并重复上述过程,直至满足给定的迭代计算条件,实现单张航空影像与LiDAR点云数据的自动空间配准。实验表明,本文方法配准精度达亚像素级且自动化程度高。     

基于遥感的区域尺度森林地上生物量估算研究

森林是陆地生态系统最大的碳库,精确估算森林生物量是陆地碳循环研究的关键。首先从机载LiDAR数据中提取高度和密度统计量,采用逐步回归模型进行典型样区生物量估算;然后利用机载LiDAR数据估算的生物量作为样本数据,与多光谱遥感数据Landsat8 OLI的波段反射率及植被指数建立回归模型,实现区域尺度森林地上生物量估算。实验结果显示,机载LiDAR数据估算的鼎湖山样区生物量与地面实测生物量的相关性R2达0.81,生物量RMSE为40.85 t/ha,说明机载LiDAR点云数据的高度和密度统计量与生物量存在较高的相关性。以机载LiDAR数据估算的生物量为样本数据,结合多光谱遥感数据Landsat8 OLI估算粤西北地区的森林地上生物量,精度验证结果为:R2为0.58,RMSE为36.9 t/ha;针叶林、阔叶林和针阔叶混交林等3种不同森林类型生物量的估算结果为:R2分别为0.51(n=251)、0.58(n=235)和0.56(n=241),生物量RMSE分别为24.1 t/ha、31.3 t/ha和29.9 t/ha,估算精度相差不大。总体上看,利用遥感数据可以开展区域尺度的森林地上生物量估算,为森林固碳监测提供有力的参考数据。