LIDAR全名LightDetectionAndRanging,是一種激光掃描測量技術(shù),它利用GPS和IMU(慣性測量裝置)定位定姿的機(jī)載。它利用激光掃描儀對地面進(jìn)行連續(xù)掃描,直接獲取三維激光點(diǎn)云,利用分類技術(shù)將建筑物移除、覆蓋植物等測點(diǎn),保留地表測點(diǎn),即可獲得數(shù)字高程模型(DEM)。配合搭載數(shù)碼相機(jī)所拍攝的高分辨率數(shù)碼影像,進(jìn)而生產(chǎn)數(shù)字線劃圖(DLG)。
一、相較于傳統(tǒng)的航空攝影測量技術(shù)
機(jī)載激光雷達(dá)技術(shù)屬于半主動式直接測量技術(shù),相較于傳統(tǒng)的航空攝影測量技術(shù),可大幅減少測量工序及人工觀測制圖的工作量,并且機(jī)載激光雷達(dá)是一種成本低、效率高的空間數(shù)據(jù)獲取方法。其絕對精度可在0.1~0.5m之間。它的優(yōu)勢在于對大范圍、沿岸島礁海區(qū)、不可進(jìn)入地區(qū)(如沙漠地區(qū)、沼澤等)、植被下層,以及地面與非地面數(shù)據(jù)的快速獲取。而這正是用其他方法所不能得到的,或是在高昂成本下才能獲得的。因此,LIDAR技術(shù)為困難地區(qū)提供了一種方便、快速、節(jié)省的空間數(shù)據(jù)獲取方法,是近年來應(yīng)用越來越廣泛的測量技術(shù)的一種。
二、機(jī)載激光雷達(dá)技術(shù)具有其獨(dú)特的優(yōu)勢
1.全天候數(shù)據(jù)獲取,不受太陽高度角、能見度等外界因素影響,可全天候作業(yè)。傳統(tǒng)航空攝影測量由于采用被動遙感,無法在特定時(shí)段作業(yè)。而作為新型主動遙感設(shè)備,LIDAR數(shù)據(jù)獲取采用自身能源發(fā)射脈沖,不受這些因素影響。
2.地面控制簡便,傳統(tǒng)航空攝影測量需配合大量選、刺點(diǎn)工作完成空三加密,且常受到地物辨識度低、天氣、測量精度等因素的影響,地面控制繁瑣。而LIDAR航拍,地面控制點(diǎn)要求少。
3.直接獲取DEM與DSM,傳統(tǒng)攝影測量方法獲取測區(qū)地形數(shù)據(jù),主要是基于立體像對提取,對于不同天氣、不同時(shí)相條件下的立體像對,地形數(shù)據(jù)的質(zhì)量、效率和可靠性得不到有效保障。由于激光脈沖回波的多值性,機(jī)載激光雷達(dá)技術(shù)可同時(shí)量測地面和非地面信息。通過濾波與分類處理,可直接獲取測區(qū)數(shù)字高程模型(DEM)與數(shù)字表面模型(DSM)。
4.?dāng)?shù)據(jù)處理快速、精度質(zhì)量高LIDAR數(shù)據(jù)獲取后,采用配套數(shù)據(jù)處理軟件便可獲得生產(chǎn)成果。同時(shí),由于點(diǎn)云密度遠(yuǎn)大于傳統(tǒng)地面測量,數(shù)據(jù)精度遠(yuǎn)高于傳統(tǒng)測量方法。
5.?dāng)嗝?a href='http://m.theweddingcatcher.com/typearticle/338-1.html' target='_blank' title='數(shù)據(jù)采集'>數(shù)據(jù)采集的高效率及準(zhǔn)確性LIDAR傳感器發(fā)射的激光脈沖能部分地穿透樹林遮擋,直接獲取高精度三維地表地形數(shù)據(jù)。LIDAR數(shù)據(jù)經(jīng)過相關(guān)軟件數(shù)據(jù)處理后,可以生成高精度的數(shù)字地面模型、等高線圖,具有傳統(tǒng)攝影測量和地面常規(guī)測量技術(shù)無法取代的優(yōu)越性。
三、機(jī)載LiDAR數(shù)據(jù)獲取
1、航線規(guī)劃是在數(shù)據(jù)獲取前非常重要的工作,它的目的在于確定LiDAR系統(tǒng)載體的飛行線路,為數(shù)據(jù)采集過程實(shí)現(xiàn)導(dǎo)航,保證全面、正確地獲取符合要求的激光數(shù)據(jù)。在具體的規(guī)劃中還需要知道選用的橢球標(biāo)準(zhǔn)和投影方式,這對于大片或者帶狀區(qū)域意義重大。
飛行高度、激光發(fā)射頻率和掃描角共同決定了激光點(diǎn)云的密度,決定成果的分辨率,不同的飛行高度對激光發(fā)射頻率上限有不同的要求,所以在飛行進(jìn)行之前需要綜合考慮。同時(shí)為了得到均勻分布點(diǎn)云,對飛行器的飛行速度也會有相應(yīng)的要求,飛行器一般有最低速度限制,需要激光器設(shè)置調(diào)整。對于集成了各類相機(jī)的系統(tǒng),還需控制航帶和曝光點(diǎn)來滿足重疊率的要求。
2、地面GPS基站布設(shè)對于帶狀的測區(qū),需要沿道路方向每隔一段距離布設(shè)一個(gè)GPS基站,根據(jù)GPS差分原理以及項(xiàng)目實(shí)際基線長度應(yīng)該控制在適合的范圍,一般在20km以內(nèi),這樣才能達(dá)到GPS差分效果的最優(yōu)化。在機(jī)載LiDAR系統(tǒng)采集數(shù)據(jù)之前,設(shè)定好一致采樣頻率。并且開機(jī)工作,保證系統(tǒng)GPS工作時(shí)間有地面基站與其差分。
3、確保獲取數(shù)據(jù)的質(zhì)量。為了得到全面、精確、符合要求的點(diǎn)云數(shù)據(jù),應(yīng)該在數(shù)據(jù)采集前做好充分的準(zhǔn)備,采集過程中密切關(guān)注數(shù)據(jù)采集和存儲情況。對于儀器懸掛在飛行器外面的情況,要做好防風(fēng)防雨措施,導(dǎo)航和存儲單元應(yīng)保證其散熱良好,飛行器飛行中會連帶激光器產(chǎn)生高頻震動,系統(tǒng)的搭載器件在牢固的前提下應(yīng)做好減震防護(hù)。
四、LiDAR在道路勘測中的應(yīng)用
1.制作DTM和DSM數(shù)字地面模型(DTM)是利用一個(gè)坐標(biāo)系中的大量已知坐標(biāo),得到的連續(xù)的帶有地理特征地面模型,還包括坡度坡向特性。
具體實(shí)現(xiàn)主要以TIN三角網(wǎng)或者規(guī)則格網(wǎng)為基礎(chǔ)來建立數(shù)字地面模型,數(shù)字地表模型(DSM)是對地球表面各類地物和綜合描述。二者的區(qū)別在于前者是去除掉植被,建筑物等物體后,反映地球表面最根本的構(gòu)造模型,而DSM則包括植被和各種建筑。DTM對于道路勘測的作用十分重要,通過它能夠迅速得到關(guān)鍵區(qū)域的橫斷面;激光具有穿透特性,根據(jù)激光波的強(qiáng)度和回波信息可以實(shí)現(xiàn)地面和植被的分離,LiDAR建立的地面模型相比航拍具有更好的精度水平,尤其是高程方面,并且與GPSRTK方法相比,能節(jié)省大量的資源和時(shí)間,根據(jù)其精確的高程數(shù)據(jù),有利于勘測過程中土方量的計(jì)算。根據(jù)DTM還能生成等高線圖和各類地形圖,可以滿足勘測設(shè)計(jì)需要。
2.與其他數(shù)據(jù)相互融合,機(jī)載LiDAR系統(tǒng)所采集的數(shù)據(jù)缺少相應(yīng)的紋理和光譜信息,為了使獲取的信息更加全面,可以利用高分辨率數(shù)碼相機(jī)甚至高光譜相機(jī)同步獲取地面的真彩影像信息。
LiDAR系統(tǒng)自帶了高精度POS系統(tǒng)(GPS和IMU),得到的POS數(shù)據(jù)可以與相機(jī)共享,采用POS系統(tǒng)輔助光束法來生成正射影像。激光數(shù)據(jù)具有明顯的三維特征,這兩種數(shù)據(jù)融合能夠?qū)⒏髯缘膬?yōu)勢集合起來,生成的三維模型也更加逼真??梢詫⒄溆跋窈吞幚砗玫?a href='http://m.theweddingcatcher.com/article/1282.html' target='_blank' title='點(diǎn)云數(shù)據(jù)'>點(diǎn)云數(shù)據(jù)通過同一標(biāo)準(zhǔn)的地理坐標(biāo)實(shí)現(xiàn)激光點(diǎn)和相元的一一對應(yīng),把相元的色彩和光譜信息賦到激光點(diǎn)上。
還可以在LiDAR數(shù)據(jù)輔助下采用多種算法對高分影像進(jìn)行輪廓提取,然后通過激光點(diǎn)云的高程信息完成目標(biāo)區(qū)域的三維重建,這種以各類影像為基礎(chǔ),通過實(shí)現(xiàn)建筑物三維重建的融合手段已經(jīng)在電子地圖方面得到了應(yīng)用。
文章來源于網(wǎng)絡(luò)。登載此文出于傳遞更多信息之目的,版權(quán)歸原作者及刊載媒體所有,如本文中圖片或文字侵犯您的權(quán)益,請聯(lián)系我們。
猜你喜歡:
厲害了,飛燕遙感LIDAR航空攝影項(xiàng)目累計(jì)超10萬平方公里!
鐵路測繪中機(jī)載LiDAR關(guān)鍵技術(shù)的應(yīng)用
機(jī)載LiDAR可快速獲取高精度、高密度的地表三維坐標(biāo)信息數(shù)據(jù)。這些數(shù)據(jù)是一系列空間分布不均勻的離散點(diǎn)云數(shù)據(jù),如何對這些數(shù)據(jù)進(jìn)行濾波是當(dāng)前國內(nèi)外研究的熱點(diǎn),現(xiàn)有濾波算法大多都是基于...
LIDAR點(diǎn)云數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)組織方式,提出了采用矩形規(guī)則格網(wǎng)形式來表達(dá)LIDAR點(diǎn)云數(shù)據(jù),將LIDA...
隨著萬木愈加蔥蘢,林業(yè)資源調(diào)查工作卻犯了難,人力物力缺乏導(dǎo)致調(diào)查力度不夠,林業(yè)資...
機(jī)載LiDAR技術(shù)是激光測距技術(shù)、高精度動態(tài)載體姿態(tài)測量技術(shù)和高精度動態(tài)GPS差分定位技...
LiDAR,是激光探測及測距系統(tǒng)的簡稱,是一種采用激光對地面物體的高度進(jìn)行量測的方式。...
數(shù)千年的人類文明史,給我們留下了大量的歷史遺跡或遺物,如何及時(shí)發(fā)現(xiàn)并有效保護(hù)這...
電話:025-83216189
郵箱:frank.zhao@feiyantech.com
地址:江蘇省南京市玄武區(qū)紅山街道領(lǐng)智路56號星河World產(chǎn)業(yè)園3號樓北8樓
微信公眾號
總經(jīng)理微信
版權(quán)所有:飛燕航空遙感技術(shù)有限公司 ? 2019 備案號:鄂ICP備19029994號-1 蘇ICP備20022669號-1 鄂公網(wǎng)安備:420106020021194號 簡體中文/English