激光雷達(dá)航測(cè)數(shù)據(jù)處理流程

發(fā)布日期：2019-04-15 22:23 瀏覽量：10956

機(jī)載激光雷達(dá)航測(cè)是集成激光掃描、攝影測(cè)量、全球定位系統(tǒng)、慣性導(dǎo)航系統(tǒng)等多種測(cè)繪高新技術(shù)的數(shù)據(jù)采集技術(shù)。相對(duì)于常規(guī)機(jī)載激光雷達(dá)航測(cè)技術(shù)而言，機(jī)載激光雷達(dá)航測(cè)具有自動(dòng)化程度高、受天氣影響小、生產(chǎn)周期短、測(cè)繪成果精度高等特點(diǎn)，在三維空間信息的實(shí)時(shí)獲取方面取得了重大突破，為獲取高時(shí)空分辨率地球空間信息提供了一種全新的技術(shù)手段。

測(cè)區(qū)植被覆蓋密集，枝葉茂密，工程測(cè)量、數(shù)碼航測(cè)等傳統(tǒng)作業(yè)方法困難且數(shù)據(jù)獲取精度差。機(jī)載激光雷達(dá)航測(cè)發(fā)射的激光光斑可以穿透植被枝葉間間隙直接獲取樹下地形精確點(diǎn)位，該技術(shù)是目前密林區(qū)獲取樹下精準(zhǔn)地形的唯一有效方法。

機(jī)載激光雷達(dá)航測(cè)數(shù)據(jù)處理流程

機(jī)載激光雷達(dá)航測(cè)獲取原始數(shù)據(jù)后，首先進(jìn)行數(shù)據(jù)預(yù)處理，GPS差分解算POS數(shù)據(jù)，檢查分析航測(cè)原始數(shù)據(jù)質(zhì)量，生成條帶點(diǎn)云、數(shù)碼航片、航跡線、航片GPS時(shí)間索引文件等機(jī)載激光雷達(dá)航測(cè)原始數(shù)據(jù)成果；然后，進(jìn)行數(shù)據(jù)后處理，通過(guò)地面點(diǎn)云分類提取精確地面地形特征點(diǎn)，通過(guò)內(nèi)插制作大比例尺DEM成果；之后，在以上獲取的航跡線和航片GPS時(shí)間索引文件基礎(chǔ)上獲得航片外方位元素的索引文件，通過(guò)同名點(diǎn)選取和相機(jī)畸變擬合，完成機(jī)載激光雷達(dá)航測(cè)航片空三加密，獲得航片空三加密成果并在已有DEM成果基礎(chǔ)上進(jìn)行航片正射糾正，制作大比例尺DOM成果；最后，利用3.2節(jié)所述方法進(jìn)行測(cè)區(qū)大比例尺DLG測(cè)圖生產(chǎn)。

DEM產(chǎn)品生產(chǎn)

經(jīng)預(yù)處理得到的點(diǎn)云數(shù)據(jù)，需結(jié)合高程渲染模型、點(diǎn)云剖面圖等參考信息，針對(duì)如城區(qū)建筑物密集地區(qū)、農(nóng)田田埂地區(qū)、植被密集地區(qū)等不同地形特點(diǎn)設(shè)定相應(yīng)的分類方法，提高分類效率，并且對(duì)分類結(jié)果進(jìn)行系統(tǒng)、全面的編輯和檢查，以確保點(diǎn)云分類的正確性。根據(jù)DEM格網(wǎng)間距要求，對(duì)以上正確分類后的地面點(diǎn)云構(gòu)TIN三角網(wǎng)，通過(guò)內(nèi)插自動(dòng)生成規(guī)則柵格格式的標(biāo)準(zhǔn)DEM產(chǎn)品。

DOM產(chǎn)品制作

以點(diǎn)云構(gòu)建的數(shù)字地面模型為參考，利用POS系統(tǒng)獲取的外方位元素直接進(jìn)行全自動(dòng)空三加密，整個(gè)產(chǎn)品的制作無(wú)需外業(yè)像控點(diǎn)。只需計(jì)算公共加密點(diǎn)較差，對(duì)基本定向點(diǎn)指標(biāo)進(jìn)行分析和評(píng)價(jià)即可。

生產(chǎn)過(guò)程中發(fā)現(xiàn)，加密點(diǎn)的分布與成果精度有直接關(guān)系。此外，大范圍制作時(shí)，還需考慮各批次間接邊問(wèn)題。應(yīng)采取相應(yīng)措施以避免大區(qū)DOM接邊出現(xiàn)嚴(yán)重錯(cuò)位。為使DOM影像色調(diào)均勻、影像清晰、過(guò)渡自然、無(wú)縫拼接，還需進(jìn)行原始航片調(diào)色與DOM后期綜合處理。

DLG制作

DLG制作分為平面要素和高程要素兩類。其中，DLG高程要素利用4.2節(jié)得到的地面點(diǎn)自動(dòng)生成，之后參考國(guó)家規(guī)范對(duì)等高線光滑度、注記正確性進(jìn)行編輯修改；DLG制作平面要素通過(guò)機(jī)載激光雷達(dá)航測(cè)航片構(gòu)建立體像對(duì)方法進(jìn)行采集。

中樁橫斷面專題圖提取

測(cè)區(qū)采用RTK方法實(shí)測(cè)了2141個(gè)精度檢測(cè)點(diǎn)，檢測(cè)點(diǎn)沿測(cè)區(qū)線路方向大致均勻分布。經(jīng)評(píng)價(jià)，本項(xiàng)目測(cè)區(qū)地面點(diǎn)云高程精度中誤差0.145米，滿足本項(xiàng)目技術(shù)設(shè)計(jì)要求。

在業(yè)主提供的設(shè)計(jì)線路成果基礎(chǔ)上，以以上制作的地面點(diǎn)云為依據(jù)，構(gòu)建TIN三角網(wǎng)，進(jìn)行中樁橫斷面的高程內(nèi)插計(jì)算，制作了中樁橫斷面專題圖成果。

結(jié)束語(yǔ)

本項(xiàng)目是輕型機(jī)載激光雷達(dá)航測(cè)技術(shù)應(yīng)用于公路勘測(cè)設(shè)計(jì)并實(shí)現(xiàn)初勘定測(cè)一體化的典型案例。與工程測(cè)量、數(shù)碼攝測(cè)等傳統(tǒng)技術(shù)相比，機(jī)載激光雷達(dá)航測(cè)可有效獲取南方林區(qū)高精度樹下地形，不需要外業(yè)像控點(diǎn)布設(shè)，獲取的高精度、高密集機(jī)載激光雷達(dá)航測(cè)地面點(diǎn)云成果可直接用于后期施工圖設(shè)計(jì)階段的斷面成果提取，實(shí)現(xiàn)了初勘定測(cè)一體化，在公路勘察設(shè)計(jì)行業(yè)具有廣泛的市場(chǎng)推廣價(jià)值。