机载激光扫描测量中控制点布设方案对数据处理结果精度影响研究

机载激光扫描测量技术涉及到激光点云、POS技术和影像空三加密等许多方面的内容,因此外控布点方案与传统航测也有所区别。本文首先阐述了机载激光扫描测量数据处理流程,针对点云高程的检校和影像空三加密处理需要,在满足线路工程勘测精度前提下,探索出一种适合电力行业特点的高程点(L点)、平面点(P点)布设方案,为今后在电网工程中的应用提供参考。     

城市复杂地形环境下倾斜模型结合LiDAR点云的大比例尺地形图更新方法北大核心CSCD

针对无人机倾斜摄影技术受遮挡影响较大和难以穿透植被茂密地区的问题,本文提出了城市复杂地形环境下倾斜模型结合LiDAR点云进行小区域大比例尺数字地形图的更新方法。首先采用五镜头六旋翼无人机分别以垂直和平行主要建筑物楼群方向进行2次全区域拍摄,以及无人机机载激光雷达全区域采集点云,并对高度不足10 m的别墅区进行单镜头低空补飞。然后融合倾斜影像点云与机载激光点云建模,经过3种建模方案对比,融合建模的倾斜三维模型的位置精度和模型质量均最优。最后基于此模型进行测图。精度评定结果表明,城市复杂地形环境下在飞行方案和像控点布设合理的情况下,通过倾斜三维模型采集的数字地形图的平面和高程精度完全满足并优于深圳市1∶1000数字地形图动态更新的精度指标。     

机载LiDAR航带拼接方法分析

随着机载LiDAR技术的发展,我国对高精度的数字产品的生产要求也在不断提高。机载LiDAR点云数据航带间拼接误差一直是影响数字产品的主要因素之一。因此,消除或减弱系统误差影响,提高数据精度具有重要理论意义和工程实用价值。本文对机载LiDAR点云航带拼接误差问题进行分析,以Leica ALS70机载点云数据为数据源,利用Graf Nav8.4软件、Leica Geosystems MFCPP软件、Micro StationV8软件及Terra Soild对某省机载LiDAR点云数据进行航带拼接方法的分析。本文首先利用检校场对点云数据系统误差进行了修正,航带间重叠区域高程偏差图初步分析,然后通过构架线对架次航线拼接进行了整体分析,最后利用区域内像控点资料对点云数据高程精度进行了改正。试验结果表明:该方法提高了点云数据拼接精度,在实际生产过程中提高了预处理的工作效率,提高数字产品的质量。     

旋翼无人机外业像控点布设方案研究

为了解决提高旋翼无人机外业影像控制点测量质量的问题,本文深入研究了基于旋翼无人机低空多视角航空摄影的像控点布设方案.通过大量实验数据和不同像控点布设方案比对,研究确定高质量的布设原则,结果表明:测区四周均匀布设控制点有利于保证区域内部的精度.一般情况下,单点布设的精度不如点组布设精度高,而且点组布设可以提高平面高程的精度.     

基础测绘GPS高程拟合精度试验

本文介绍了用GPS定位技术检测福清测区1：5000经济版航测外业像控点高程拟合精度，经实地用全站仪按红外测距高程导线检测GPS拟合点的高程，证明GSP高程拟合精度与已知点的数量、精度和位置有关，其中已知点的分布对其影响最大，对于一定面积的小比例尺的航外像控测量，当书籍点均匀分布于整个测区时，GPS拟合的高程可满足像控点精度要求。     

GPS高程拟合技术在兵团新建58团1/1万航测外业中的应用

介绍了用GPS定位技术在兵团农三师新建58团1/1万航测地形图测绘外业像控点高程拟合精度,经实地用水准仪采用几何测量检查GPS拟合点的高程,证明GPS高程拟合精度与已如点的数量、精度和位置有关,其中已知点的分布对其影响最大,对于一定面积的小比例尺的航外像控测量,当已知点均匀分布于整个测区时,GPS拟合的高程可满足像控点精度要求。     

一种航带间点云高程差超限的校正方法

机载LiDAR技术是点云数据获取的主要技术手段,在飞行作业中受气象条件、飞机姿态、IMU累计误差、基站不均匀等客观因素的影响,会出现航带间点云高程差超限的问题。本文提出一种对航带间点云高程差超限的校正方法,对相邻航带进行整体平差,能有效消除或减小相邻航带重叠区域的高程差异。选择通辽摄区为试验区,对试验区点云数据高程差超限部分进行校正处理,并通过大量外业检查点对点云精度进行检测,最终验证了这一方法的可行性,可在其他项目中推广应用。     

机载LiDAR点云密度对DEM精度的影响

机载激光雷达技术(LiDAR)作为一项先进的遥感技术,是植被覆盖区DEM获取的重要手段之一,而不同地形坡度条件及点云密度对DEM产品质量有重要影响。本文以辽宁省某市的机载LiDAR数据为基础,选取5种不同地形坡度的点云数据,通过随机、等间距及基于曲率3种不同的点云抽稀方法,按照点云保留率为80%、60%、40%、20%和10%共5个不同梯度的抽稀倍数对原始点云进行抽稀简化处理,生成与之对应的DEM并对其进行精度评价,以此研究地形坡度、点云抽稀方法、抽稀倍数对DEM精度的影响。结果表明,DEM精度与地形坡度呈负相关关系,即RMSE随地形坡度升高不断增加;基于曲率的抽稀方法在地形坡度＞30°时,相较于其他两种方法RMSE较小,具有明显优势;40%的点云保留率是平衡DEM精度与数据存储效率的一个节点,当点云保留率<40%时,DEM的高程RMSE会迅速增大。该研究对于利用机载LiDAR进行大范围DEM生产具有一定的指导和借鉴意义。     

检定场的机载激光雷达精度评价方法

为了对机载激光雷达测量精度进行科学地评价,保障数据成果质量,满足新型仪器装备计量检测的需要,该文基于空对地检定场圆形标志点,利用平均值法和最小外包圆法对机载激光雷达的平面精度和高程精度进行评价研究。结果表明:针对低空机载激光雷达可以获取高密度的地面点云,可以利用轮廓突出且特殊形状的控制点进行三维精度评价;利用平均值法和最小外包圆法均可以对机载激光雷达进行快速、有效地三维精度评价。     

基于层次分析和神经网络的机载LiDAR点云分类

在机载LiDAR点云数据处理中,由于机载雷达点云数据的离散性、不确定性等原因,导致点云分类上很难得到准确的结果。针对机载LiDAR点云数据分类问题,提出了基于层次分析和神经网络的机载LiDAR点云分类方法。根据机载LiDAR点云的数据特征以及不同地物的属性,采用层次分析法赋予每个点云一个二进制信号,然后采用后向传播神经网络(BP-ANN)对机载LiDAR点云数据分类。实验表明:这种方法能够从机载LiDAR独立数据源中分类出房屋、高大的树、低矮的树、道路等地物点云。     

面向滩涂DEM构建的机载LiDAR点云滤波方法

在基于激光点云构建DEM的过程中,用于区分地面点和非地面点的点云滤波处理至关重要。本文面向基于机载LiDAR点云的沿海滩涂DEM高精度的构建需求,提出了一种机载LiDAR点云的改进坡度滤波算法。首先,采用统计异常值剔除法(SOR)去除原始机载LiDAR点云数据中的噪声;然后,利用规则格网的坡度和高程阈值,设计了适用于滩涂点云数据的地面点坡度滤波方法;最后,选取如东市长沙港的滩涂机载LiDAR点云作为试验数据,构建滩涂DEM,并进行精度检验。试验结果表明,利用本文方法处理后的LiDAR点云构建的DEM精度满足国家与行业标准的要求。     

联合船载单波束潮间带机载LiDAR测量系统

潮间带地形测量对保护与利用滩涂具有基础作用,本文提出联合船载单波束回声测量与机载激光LiDAR综合系统。首先采用ODOM MKⅢ双频单波束测深仪同步采集并验证无人机机载LiDAR潮间带范围点云成果符合精度;然后针对潮间带复杂环境设计了无人机机载LiDAR低潮航摄关键指标;最后优化了高精度大比例尺地形图测制方法,该方法结合了低潮时机载LiDAR滩涂陆地地形和高潮时船载单波束测深滩涂水下地形方式的潮间带。实践表明：(1)选取的816个重合区域测点高程比对测量符合精度,99%的比对点高程差值在0.2 m内,说明机载激光LiDAR测量可满足沿海滩涂测量要求;(2)无人机进出测区应依次轮换,且采用平飞结合八字飞行以避免IMU误差累积,控制航线弯曲度不大于3%,保障点云数据精度及有效覆盖;(3)该测量系统在潮间带高精度大范围地形测量工程具有参考意义。     

UAV LiDAR在山区铁路勘察中的应用

随着无人机（UAV）激光雷达（LiDAR）技术的快速发展,其作业方式灵活,效率高、人工少等优点在铁路勘察中具有良好应用前景,横断面中高程精度,地形图中平面以及高程精度是线路设计应用中的关键影响因素,本文通过对横断面高程精度的研究,对地形图中设置的检核点以及实验区房屋角点坐标与人工测量数据进行对比统计分析,得出无人机LiDAR点云获取的横断面与地形图与人工测量成果精度相当,无人机LiDAR技术精度可以满足山区铁路勘察设计的需要,值得推广应用。     

浙江省平地区域机载LiDAR数据处理及DEM制作实践

为了进行平地区域原基础测绘产品高程的更新,我省进行了针对平地区域的机载LiDAR测高项目,为了获取高精度的DSM和DEM成果,在实际生产中开展了机载LiDAR数据处理及DEM成果的制作方法研究。本文将利用TerraSolid软件,从LiDAR点云数据的高程精度控制、点云滤波分类要求和如何利用特征线进行无点云数据区域的DEM精度控制等关键技术方面进行研究。     

基于地面靶标控制点的LiDAR点云高精度纠正方法研究

对利用地面靶标控制点进行机载LiDAR点云数据高精度纠正的方法进行了深入研究,并结合济南至青岛高速公路改扩建项目进行了验证。结果表明,纠正后的点云成果平面位置中误差优于5cm,高程中误差优于2cm,不仅能够满足高速公路改扩建的精度要求,也为今后LiDAR应用于高精度工程测量项目提供了一些有益参考。     

多源数据融合构建精细三维模型的关键技术

通过分析单一测绘数据在构建实景三维模型中的各种弊端,引入机载LiDAR点云、正射影像与倾斜摄影测量等多源数据融合构建精细三维模型关键技术的探讨.借助某地房地一体项目,对多源数据融合技术进行了实测与精度评定.结果表明融合后的三维模型结构纹理更清晰、完整,地物检查点高程中误差得到了极大的提高,完全满足1:500大比例尺测图项目的规范要求,该融合技术为同类项目的设计与实施提供了参考.     

机载激光雷达平均树高提取研究

为了研究机载激光雷达(LiDAR)树高提取技术,以山东省泰安市徂徕山林场为实验区,于2005年5月进行了机载LiDAR数据获取和外业测量.通过对LiDAR点云数据的分类处理,分别得到了试验区的地面点云子集、植被点云子集和高程归一化的植被点云子集.基于高程归一化的植被点云子集计算了上四分位数处的高度,与实地测量的数据进行了比较,并结合中国森林调查规程进行了实用性分析.结果表明:对于较低密度的点云数据,使用分位数法可以较好地进行林分平均高的估计;机载激光雷达技术对树高估计是可行的,精度都高于87%,总体平均精度为90.59%,其中阔叶树的精度高于针叶树.该试验精度可以满足中国二类森林调查规程中平均树高因子的一般商品林和生态公益林的精度要求,对国有商品林小班的调查精度要求(5%)存在一点差距,需要在国有商品林区进一步开展验证工作.对本试验区而言,已经可以满足其作为森林公园生态公益林的调查要求.     

利用波形信息的加权曲面拟合LiDAR点云滤波

为发挥机载全波形激光探测与测量（light detection and ranging,LiDAR）技术优势,提高数字高程模型（digital elevation model,DEM）生成精度,提出了一种利用波形信息的加权曲面拟合LiDAR点云滤波方法。该方法利用全局收敛LM解算离散点云与波形参数,引入波形信息与抗差估计原理检测异常种子点,依据波形参数对地形曲面进行加权拟合,综合考虑滤波窗口尺寸与曲面拟合中误差影响设置自适应高差阈值。选取中国黑河综合遥感联合实验中的城市区域、耕地区域与山地区域数据进行实验,结果表明,相比传统方法,所提方法的波形分解结果更加可靠,点云滤波精度进一步提高,具备较高实用价值。     

基于无人机倾斜摄影的像控点布设对空三精度的影响

倾斜摄影测量是新型测绘的数据采集方法之一,它能够获取常规航空摄影无法得到的地物立面纹理信息和几何信息,但是在像控点布设和空中三角测量(简称"空三")方面还没有制定相应的技术规范,不利于这一新技术的推广应用.本文以大疆210无人机搭载五拼倾斜相机进行倾斜摄影测量工程为例,设计了4种像控点布设方案,分别进行空三加密处理,同时取部分像控地标作为检查点,分析了不同像控点布设方案对空三精度的影响,提出了在周边均匀与区域内部适当布设控制点的"倾斜摄影区域布控法".结果表明:优化的控制点布设方案,能够减少控制点数量,平面和高程精度达到1:500测图精度标准,并消除三维实景模型的系统误差.     

联立偏度与峰度变化曲线的机载LiDAR点云滤波方法

针对经典滤波算法易受参数、阈值选取影响以及传统偏度平衡方法滤波结果不理想等问题,提出一种联立偏度与峰度变化曲线的机载LiDAR点云二次滤波方法。该方法不受参数与阈值选取影响,在联立初始LiDAR点云二者基础上,通过在其变化曲线上寻找最优偏度平衡点完成一次滤波;然后对初次滤波后获取地面点进行多项式曲面拟合,根据拟合后的高差统计值进行偏度平衡二次滤波。实验结果表明:该方法能保证变化很小的前提下,减少和总误差,滤波效果更好。