基于Lidar点云数据的真正射影像制作.docx

基于Lidar点云数据的真正射影像制作.docx基于Lidar点云数据的真正射影像制作摘要本文主耍介绍Lidar数据的主耍应用,技术原理,以及利用Lidar点云数据制作真正射影像的理论方法。具中,重点介绍了基丁Lidar点云数据内插DSM的理论以及传统DOM的制作方法。论文完成的主要工作有:1,分析Lidar数拥特点,利用Lidar数据提取DSM的流程以及Lidar数据内插DSM方法,并对齐种方法进行了理论比较。2,介绍传统基TDEM的DOM制作原理及流程。深入探讨了数字微分纠正的理论和应用方法以及局限性。3,介绍基丁DSM的DOM制作理论。对基于DSM制作的DOM过程屮产生的重复映射现彖进行了分析,并提出了常用的儿种解决方案。4,分析当代摄影测量的发展趋势。简要介绍数字网格系统像素丁•厂系统(PixelFactory)o索引关键词:LiDAR,DOM,DSM,数字微分纠正,数字网格技术Abstract目录基于Lidar点云数据的真止射影像制作 1摘要 1第一章弓丨言 5第二章Lidar技术原理 83Lidar点云数据内插DSM基本算法原理 (IDW) Kriging插值法 (NaN) 样条扌西值法 线性插值法 13第三章传统D0M的制作方式 (间接法)数字微分纠正 (直接法)数字微分纠正 173线阵列扫描影像的数字微分纠正 18第四章基于Lidar数据的DOM制作 191基于DSM的正射纠正的局限性 203遮挡区域检测 -buffer算法 23第五章展望和总结 251PixelFactory系统简介 26第一章引言激光雷达测量(LIDAR)是一种通过位置、距离、角度等观测数据直接获取对像表而点三维坐标,实现地表信息提取和三维场景重建的对地观测技术。这项技术是继GPS空间定位系统Z后乂一项测绘技术新突破,是一种崭新的革命性的测量工具。该技术优势明显,将对传统摄影测量技术造成冲击,有可能给测绘领域带来一场新的技术革命。利用LIDAR进行冃标探测属于主动遥感方式,对天气的依赖性小,不易受阴影和太阳角度的影响。与摄影测量技术相比,避免了投影(从三维到二维)带来的信息损失,极大地提高高程获取的精度,且优势明显。利用L1DAR技术可快速完成数字高程模型(DEM,DigitalElevationModel)及数字正射影像图(DOM,DigitalOrthophotoMap)的大规模生产。激光雷达测量技术在国外研究已经相当成熟,对丁绝大部分属丁硬件和系统集成方而的许多关键问题已得到解决,然而对于激光雷达测量数据的处理算法仍然处于前期研究发展阶段,还有许多问题没有得到解决。激光雷达点云数据处理主要是指LIDAR测量数据的后处理,其中针对点云数据的滤波、分类和地物识别与提取是冃前的难点和研究热点。冃前的研究方向主耍包括激光脚点三维坐标计算、坐标系统的转换、系统误差的校正、粗差剔除、数据滤波处理、DEM/DTM生成以及后续的地物提取、建筑物三维重建、3D城市模型等高级处理等。对于机载激光雷达测量来说按照扫描方式的不同,激光脚点的分布形态不同,激光脚点在三维空间的分布形态呈现随机离散的数据“点云化在这些点屮,有些点位于真实地形表面,有些点位于人工建筑物或者自然植被。数字正摄影像(D0M)是同时具有地图儿何精度和影像特征的影像地图,是地球空间数据框架的一个基础数据层。以往由于影像空间分辨率不高,在传统正摄纠正过程中将建筑物视为地表的一部分,采用DEM校正由丁***成像和地形起伏导致的影像变形。近年来,随着高分辨率遥感影像的出现,在城市中建筑物的影像使得传统正摄影像丿应用而临许多问题,维持有人提岀了生成真止摄影像(TrueOrthoImage-TOI)的思想,在正摄纠正过程中进一步考虑对建筑物的改正。冃前一些商业软件例如法国ISTAR公司的PixelFactory已具备生成数字表面模型(DigitalSurfaceModel-DSM)和进行真正射纠正功能。真正射纠正是一个复杂的工艺过程,研制一套具有T0I制作功能的实用软件