基于機載激光雷達數(shù)據(jù)的DEM獲取及應用

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1、第22卷第3期遙感技術與應用Vol.22No.32007年6月REMOTESENSINGTECHNOLOGYANDAPPLICATIONJun.2007基于機載激光雷達數(shù)據(jù)的DEM獲取及應用1,221222周淑芳,李增元,范文義,龐勇,陳爾學,李曉松(1.東北林業(yè)大學,黑龍江哈爾濱150040;2.中國林業(yè)科學研究院資源信息研究所,北京100091)摘要:作為直接獲取對象表面點三維坐標的現(xiàn)代對地觀測技術,激光雷達技術能夠快速獲取高精度地面高程模型?；贚idar系統(tǒng)所獲取的點云數(shù)據(jù),通過過濾處理將區(qū)域純地形特征信息與地

2、物信息相分離,最終生成高精度的DEM,并在此基礎上對同步獲取的數(shù)碼影像進行了正射糾正,為進一步的信息提取、定量分析及實體建模奠定基礎。關鍵詞:機載激光雷達;三維點云;DEM;過濾;正射糾正中圖分類號:TN958198文獻標識碼:A文章編號:100420323(2007)03203562051引言提取、定量分析及實體建模奠定基礎。2試驗區(qū)概況及數(shù)據(jù)來源數(shù)字高程模型(DigitalElevationModel,DEM),是一定區(qū)域范圍內(nèi)規(guī)則格網(wǎng)點的平面坐標2.1試驗區(qū)概況(X,Y)及其高程(Z)的數(shù)據(jù)。高精度的DEM不僅可

3、研究試驗區(qū)選在山東省泰安市的泰山林場。泰以非常直觀地展示一個地區(qū)的地形、地貌,而且也為山林場位于山東省中部,橫亙于泰安、濟南兩市之各種地形特征的定量分析和不同類型專題圖的自動間,116°50′～117°12′E,36°11′～36°31′N。本研究數(shù)繪制提供了基本數(shù)據(jù),因此高精度DEM獲取意義據(jù)采集飛行約東西13km,南北12km,試驗區(qū)總面2重大。傳統(tǒng)的DEM制作技術主要依靠數(shù)字化地形積160km。泰山地勢差異顯著,地貌分界明顯,主峰圖和空中三角立體測量技術,前者依賴手工,生產(chǎn)效玉皇頂海拔1545m,相對高差近140

4、0m,南陡北緩?？傮w地勢表現(xiàn)為北高南低,西高東低,高程變化率較低,而后者包括航空攝影、攝影處理、地面測量復雜。泰山地處暖溫帶大陸性季風氣候區(qū),植被種類(空中三角測量)、立體測量、制圖過程的生產(chǎn)模式,組成豐富,垂直和水平分布規(guī)律亦相當復雜。主要森周期明顯太長,已經(jīng)無法適應當前信息社會的需要。林類型有松林、側柏林、刺槐林、櫟林4大類,森林覆激光雷達(LightDetectionAndRanging,蓋率達81.5%。Lidar)技術是現(xiàn)代對地觀測的最新技術之一,通過2.2數(shù)據(jù)來源位置、距離、角度等觀測數(shù)據(jù)直接獲取對象表面點

5、三本研究采用兩種類型數(shù)據(jù),即小光斑激光雷達維坐標,對地面的探測能力有著強大的優(yōu)勢,具有空數(shù)據(jù)及與其同步獲取的數(shù)碼影像,數(shù)據(jù)獲取時間是間與時間分辨率高、動態(tài)探測范圍大、能夠部分穿越2005年5月18、19、24日。樹林遮擋、直接獲取真實地表的高精度三維信息等激光雷達數(shù)據(jù)是由Rigal2800獲取的離散一次[1,2]特點,是快速獲取高精度地形信息的全新手段?；夭╨as格式數(shù)據(jù),平均激光點間隔1.6m,激光掃描本研究基于Lidar系統(tǒng)所獲取的點云數(shù)據(jù),通角60°,激光掃描重疊度為22%。飛機飛行地速180過過濾處理將區(qū)域純地

6、形特征信息與地物信息相分km?h,相對航高800m,絕對航高1600m。數(shù)碼影像離,最終生成高精度的DEM,并在此基礎上對同步數(shù)據(jù)的空間分辨率大小為0.25m,航向重疊度獲取的數(shù)碼影像進行了正射糾正,為進一步的信息40%,旁向重疊度30%。收稿日期:2006212204;修訂日期:2007202212基金項目:國家863課題“遙感區(qū)域綜合應用示范”(2005AA133011)資助、國家林業(yè)局948課題“高精度激光雷達樹高測量技術引進”(200424264)支持和中國林業(yè)科學研究院基金項目(2004204)支持。作者簡介

7、:周淑芳(1982-),女,碩士研究生,主要從事激光雷達遙感的林業(yè)應用研究。第3期周淑芳等:基于機載激光雷達數(shù)據(jù)的DEM獲取及應用357建“網(wǎng)格”范圍并采取一定的規(guī)則進行運算,把混合3DEM獲取在一起的屬于不同對象的點分別開來,特別是地面3.1激光雷達工作原理點與非地面點。對此國外已經(jīng)進行過許多研究,并且激光雷達以脈沖激光作為技術手段,以激光束形成了很多過濾、分類算法。目前的Lidar點集過濾掃描的工作方式測量從傳感器到地面上激光照射點研究也主要集中在德國、瑞士、荷蘭、美國以及加拿的距離,即通過測量地面采樣點激光回波脈

8、沖相對大等國家。我國張小紅[7]等近幾年開展了一些該領于發(fā)射激光主波之間的時間延遲得到傳感器到地面域的研究,在對機載掃描數(shù)據(jù)過濾方法進行了研究采樣點之間的距離。其測距基本原理可表示為:和評價后,提出“移動曲面擬合預測”過濾算法。目前R=(C·t)?2(1)用于機載激光掃描測高數(shù)據(jù)過濾的方法絕大部分都是基于三維激光數(shù)據(jù)腳點的高程突變