机载激光雷达数据滤波和人工编辑

高精度的DTM/DEM是获取基础地理信息数据进行建筑物重建、道路提取、植被分析的重要数据源。机载LiDAR系统的主要任务之一就是解决如何得到高质量的DTM的问题。文中针对机载LiDAR数据滤波和滤波后人工编辑展开研究。由于任何一种滤波算法,都有一定的局限性,从实际应用的角度来说,人工编辑仍然起着重要的作用,因此,研究重点围绕滤波后的人工编辑展开,旨在探求工程应用中高效、快速、准确的DTM获取途径,为工程实践提供技术支持。     

机载LiDAR数据逐航带平差与航带区域网平差对比

机载LiDAR系统获取的点云数据在经过预处理解算后仍会残余部分系统误差,因此,在利用点云数据生成DEM等相关数字产品之前,必须检查并改正这部分系统误差。以此为主要目标,本文对机载LiDAR数据的逐航带平差与航带区域网平差展开研究,并以Microsoft Visual Studio 2008 C++为开发平台、基于实测数据对比了两者在完成多航带构成的测区平差时的精度,结果表明:机载LiDAR数据的航带区域网平差方法相较于LZD算法可有效降低逐航带平差导致的误差累积,精度更高。     

机载LiDAR数据的多回波信息分析及应用研究

本文通过分析机载LiDAR系统获取的激光数据的多回波特性,阐述了多回波信息对地物类型信息的揭示作用,并将多回波特性用于减少参与滤波的激光脚点数量。实验证明,本文提出的滤波方案,可以预先剔除掉大部分的植被激光脚点和部分的建筑物激光脚点,既减少了参与滤波的数据量,又可以改善滤波算法对建筑物和植被的滤除效果。     

复杂地区机载SAR数据获取航线规划

本文主要论述机载SAR数据获取航线规划,提出了适合于地形复杂地区机载SAR航摄的航线规划方案。详细说明了航线设计方法,并引入低分辨率的DEM数据,对航线规划结果进行了模拟;最后对机载合成孔径雷达航摄进行三维模拟,以期更好地显示并检验航线规划结果。     

航空地球物理勘探资料微调平处理

航空物探测量中测线间水平往往存在差异,表现为沿测线方向的条带。调平处理旨在减少或消除测线间的水平差,是航空物探资料处理中的关键,对航空物探资料处理和解释具有重要作用。笔者以实际的航磁资料处理为例,详细介绍了航空物探资料微调平处理的原理与实现。微调平处理中首先通过方向滤波从原始资料中提取噪声网格,并按飞行测线提取噪声网格中的数据并分离有用的地质信息,最终将分离后的测线水平误差从原始资料中去除得到调平后资料,以此实现航空物探资料的微调平处理。同时,针对资料处理中遇到的诸如滤波器选取、异常分离阈值确定、最终调平效果检验等实际问题进行讨论,这对理解微调平并应用于实际资料处理均具有意义。     

向下延拓航空重力数据的Tikhonov双参数正则化法

为了避免正则化参数对向下延拓过程可靠成分的修正影响,提出了Tikhonov双参数正则化法。引进截断参数,将法矩阵的奇异值分为相对较大的奇异值（可靠部分）和相对较小的奇异值（不可靠部分）;引进正则化参数,只对法矩阵的小奇异值进行修正,以抑制高频误差对向下延拓解的影响。采用改进的广义交互确认法（GCV）确定截断参数和正则化参数。基于EGM2008重力场模型仿真了一组航空重力数据,验证了该方法对航空重力数据向下延拓过程的有效性。     

顾及地形特征的机载LiDAR数据桥梁提取算法研究

提出了一种从机载LiDAR点云数据中提取水陆桥梁的新算法,采用先滤波分类再识别桥梁的策略用于桥梁主体及其与地面连接处脚点的提取。首先对机载LiDAR点云数据进行严格滤波,在此基础上利用多个阈值对非地面脚点进行初步提取;然后引入Alpha-shapes算法对初步提取结果进行分割,并辅以面积阈值提取出属于桥梁主体部分的脚点;最后提出一种顾及地形特征的点云区域生长算法,用于准确提取桥梁主体与地面连接部分的脚点。实验证明,本文算法对水面和陆地桥梁提取均有很好的效果。     

机载LiDAR点云数据的建筑物重建研究

提出了利用机载LiDAR点云数据进行复杂平面建筑物重建的方法。首先,将提取出的建筑物点云聚类到不同的平面点集;然后,对各个平面点集进行平面拟合,采用平面相交确定平面边界,并解算出各平面边界角点的三维坐标,从而重建建筑物模型。某区域的机载LiDAR点云数据的实验结果表明,该方法能有效地重建出较复杂的平面建筑物。     

Using horizontal and vertical building structure to constrain indirect sensor orientation

This paper presents a method to integrate linear horizontal, vertical and right-angled scene structures into the bundle adjustment of image sequences. An increasing number of airborne image acquisition systems is available and equipped with non-metric small- or medium-frame cameras and no or insufficiently accurate INS devices. In cases where the data is to be used for the production of geo-spatial data, where a certain accuracy and precision is required, an indirect sensor orientation, possibly including self-calibration, needs to be performed. The idea which led to the presented approach is to reduce the number of GCPs necessary for this task by applying the mentioned scene structures. The method directly uses the linear structures, visible at man-made objects as fictive observations within the adjustment, while self-calibration of intrinsic camera parameters and lens distortion is included as well.Experiments with two datasets demonstrate that, through this method, only limited GCP information is required to obtain satisfactory results. In fact, in one experiment using oblique images, several scene constraints were provided and only the datum was defined by ground control. The residuals at check points from this setup were similar to the traditional case where several well-distributed GCPs were available in the scene. In the second experiment the ability of this approach to support the bundle adjustment was shown for a UAV dataset. Although no GCP and camera calibration information was available, the visual inspection of adjusted object points and the residuals at horizontal structures confirmed the ability of the method to align an image block with the structure, as embodied in the defined scene constraints. Despite the convincing outcome of the experiments, it needs to be mentioned that some manual work is still involved in defining the constraints. In future work the issue of automation will be addressed.     

1960—2008年南方地区冰冻时空分布特征

利用地基多普勒天气雷达数据,提出机载雷达扫描的模拟仿真算法,并建立了仿真扫描的理论模型。该模型利用数据分层几何投影,处理速度较快、精度较高,可应用于扇形扫描和圆锥扫描。在理想情况下,设计了消除地物回波的算法及多普勒速度退模糊的算法。试验表明,仿真回波可应用于机载气象雷达实际观测前的扫描方式可行性研究,有助于分析机载雷达探测的云雨回波特性。