机载LiDAR在地质灾害应急测绘中的应用研究

针对地质灾害应急测绘精准快速成图的特殊需求,笔者对当前热门的机载LiDAR测量技术展开相关研究。结合实例,对该系统应用于应急测绘中的点云数据采集和处理流程进行了详细探讨,同时检测了点云精度,最后对基于机载LiDAR技术的地质灾害数据分析应用进行了介绍。研究结果表明：相比常规的卫星遥感和无人机航测手段,机载LiDAR测量技术具有穿透性强、受天气影响小、数据精度高、作业更加高效等优点,其应用于地质灾害应急测绘具有独特的优势。     

机载激光LiDAR RIEGL LMS-Q1560扫描系统飞行及预处理研究

LiDAR(Light Detection and Ranging)系统是一种能够直接快速且高精度获取DSM(数字表面模型)数据的激光探测及测距系统,从功能上讲,LiDAR是一种集激光,全球定位系统(GPS)和惯性导航系统(INS)三种技术于一身的系统,也就是将定位及定向测量相结合的激光测量系统.本文主要介绍了我公司通过实验生产,获取及预处理机载激光LIDAR RIEGL LMS-Q1560扫描系统点云数据的方法.     

LIDAR数据不规则建筑物的矢量化

基于LIDAR数据的建筑物边界提取可以结合其它遥感数据,也可以单纯利用点云数据.利用单纯激光数据提出一种对不规则建筑物边界判断及矢量化的方法,可以有效识别出边界线的线型,并对各种弧形进行矢量化.     

基于气溶胶激光雷达观测的人工消减雾霾作业效果分析

利用气溶胶激光雷达观测的消光系数数据,对2019年12月北疆沿天山的石河子市开展人工消减雾霾作业效果进行分析,主要采用了符号检验、成对秩和检验等非参数性检验法,以及参数性t检验法等人工影响天气的物理统计检验方法,得出了基于气溶胶激光雷达消光系数为依据的人工消减雾霾作业效果。结果为:符号检验法检验得出飞机人工消减雾霾作业后20 min,400 m以下不同高度消光系数平均值减小的可信度达到非常显著的99.5%,进一步按照95%的可信度阈值得出减小值为0.05,减小率为9.8%;成对秩和检验法得出的作业正效果可信度达到97.5%,很显著;但是参数性t检验得出作业正效果的可信度只有90%~80%,未达到99.5%的阈值,显著性一般。这与作业采用了不同类型的催化剂如只用吸湿性干粉催化剂,以及播撒作业高度偏高导致作为样本的消光系数变化效果不能满足检验效率相关。进一步分析表明,飞机人工消减雾霾作业后20 min,400 m以下不同高度消光系数的减小响应效果自上而下递减,这与人工影响作业播撒的催化剂作用的物理机制自上而下逐步响应的过程相一致。     

机载LiDAR地形特征信息快速提取

为更有效地获取地形特征信息,提出一种机载LiDAR地形特征信息快速提取算法。首先,通过构建二次曲面拟合模型,建立实测LiDAR地形数据与拟合曲面的几何规则;然后,采用LM算法迭代参数寻优,获得最优化结果下的地形拟合参数,计算拟合时间及拟合精度;最后,以地形拟合模型为基础,进行地形特征信息的快速提取。通过机载LiDAR实测数据验证,当最优搜索半径为2 m时,地形曲面的拟合时间仅为0.02 s,RMSE仅为5.09 cm。该算法保证了地形特征信息提取效率和精度,能够有效满足机载LiDAR科学研究和工程应用的技术需求。     

白天工作条件下大气激光雷达探测的实验研究

作者在已完成大气激光雷达系统夜间工作的基础上 ,对白天工作条件下的各种环境背景光的干扰进行了理论与实验分析 ,得出太阳直射光和天空光为白天工作的主要背景干扰。实验结果表明 ,经过激光发射与接收视场角严格匹配及使用干涉滤光器 (2 .6 nm和 0 .15nm)进行窄带滤波 ,背景干扰被明显地剔除 ,可进一步压低背景干扰约 2 0倍。证明采取视场匹配及干涉滤光器的措施可基本保证激光雷达系统在白天条件下工作。     

城市街道景观三维可视化的快速实现

提出了融合车载序列影像和二维矢量地图、快速实现城市街道景观三维可视化的方法。实验证明了该方法的有效性。     

基于LiDAR数据的3D产品生产新技术

机载LiDAR系统作为新技术用于获取高精度、高密度的三维坐标及与其匹配的影像数据,可快速生产高精度的3D产品。以某试验区用LiDAR技术获得的数据为例,介绍应用POSPac软件、Terra软件和ERDAS软件的LPS模块进行POS数据处理、数字高程模型（DEM）、数字正射影像图（DOM）的制作过程,应用ImageSatationSSK系统进行数字地形图（DLG）的测图,并取得了良好的效果。     

机载激光雷达系统定位精度分析

从机载激光雷达系统误差的产生机制出发,分别对姿态角误差、DGPS误差、瞬时扫描角误差、激光测距误差对激光脚点定位精度的影响进行定量的分析,从理论上分析了机载激光雷达系统的定位精度。本文的结果对实际应用具有重要的参考价值。