機載LIDAR數(shù)據(jù)濾波方法研究.pdf

1、機載LIDAR技術(shù)作為一種新興的對地觀測觀測技術(shù),因其高效的工作效率正在受到國內(nèi)外越來越多的關(guān)注,同時也為測繪行業(yè)快速獲取大范圍的地形數(shù)據(jù)提供了一種可靠的作業(yè)方法。當前國內(nèi)外對于LIDAR技術(shù)的研究已經(jīng)跨越了最初的硬件方面的研究,主要針對LIDAR數(shù)據(jù)的相關(guān)處理進行研究。而對于由機載LIDAR所提供的激光腳點原始數(shù)據(jù)必須進行處理才能投入使用,而其中最為重要的一項處理即為LIDAR數(shù)據(jù)的濾波,數(shù)據(jù)濾波的結(jié)果直接關(guān)系著后續(xù)生成的DEM以及地

2、形數(shù)據(jù)的質(zhì)量。因此,由原始的LIDAR點云數(shù)據(jù)高效、精確而且快速地獲得地形數(shù)據(jù)是當前一項非常重要的研究課題?；谶@個研究目標,本文主要完成了以下研究內(nèi)容:
　　 1.詳細介紹了機載激光雷達測量系統(tǒng)的組成,闡明了機載激光雷達系統(tǒng)的測量原理,根據(jù)立體幾何的原理得到了激光腳點的三維坐標。分析了機載LIDAR技術(shù)的特點,與航空攝影測量以及InSAR技術(shù)進行了對比分析。
　　 2.分析了機載LIDAR數(shù)據(jù),對其數(shù)據(jù)的特點、組成以及

3、國際標準的LAS數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)都進行了研究。針對LIDAR數(shù)據(jù)的處理進行了相關(guān)說明。
　　 3.詳細論述了機載IADAR數(shù)據(jù)的濾波原理,分析得出了濾波中存在的難點。對當前國內(nèi)外常用的幾種濾波算法進行了深入研究與分析,探討得出了已有算法的優(yōu)缺點。
　　 4.深入剖析了移動面擬合濾波算法,本文針對該算法提出在一些步驟上的改進。雖然該算法在濾波的過程中可以過濾掉低點,但是卻會影響初始擬合面的構(gòu)造,所以本文提出在選擇種子區(qū)域之前剔除掉

4、數(shù)據(jù)中的低點；提出采用格網(wǎng)劃分下的移動面游動方式濾波,并且摒棄采用六個數(shù)據(jù)點反算出二次曲面的六個系數(shù)的方式,選擇利用多個點坐標利用最小二乘擬合法擬合出二次曲面。對于改進的算法,首先通過實驗驗證了它的可行性,并且對所獲得的濾波數(shù)據(jù)進行了濾波誤差統(tǒng)計分析,探討了該算法適用的數(shù)據(jù)以及不同格網(wǎng)大小下算法的濾波性能。
　　 本論文的研究表明,改進后的濾波算法能夠更為正確地分類地面點,從而明顯減小第Ⅰ類誤差,第Ⅱ類誤差不會存在明顯的增大,并