機載激光雷達航測是集成激光掃描、攝影測量、全球定位系統、慣性導航系統等多種測繪高新技術(shù)的數據采集技術(shù)。相對于常規機載激光雷達航測技術(shù)而言，機載激光雷達航測具有自動(dòng)化程度高、受天氣影響小、生產(chǎn)周期短、測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。

測區植被覆蓋密集，枝葉茂密，工程測量、數碼航測等傳統作業(yè)方法困難且數據獲取精度差。機載激光雷達航測發(fā)射的激光光斑可以穿透植被枝葉間間隙直接獲取樹(shù)下地形精確點(diǎn)位，該技術(shù)是目前密林區獲取樹(shù)下精準地形的唯一有效方法。

機載激光雷達航測數據處理流程

機載激光雷達航測獲取原始數據后，首先進(jìn)行數據預處理，GPS差分解算POS數據，檢查分析航測原始數據質(zhì)量，生成條帶點(diǎn)云、數碼航片、航跡線(xiàn)、航片GPS時(shí)間索引文件等機載激光雷達航測原始數據成果；然后，進(jìn)行數據后處理，通過(guò)地面點(diǎn)云分類(lèi)提取精確地面地形特征點(diǎn)，通過(guò)內插制作大比例尺DEM成果；之后，在以上獲取的航跡線(xiàn)和航片GPS時(shí)間索引文件基礎上獲得航片外方位元素的索引文件，通過(guò)同名點(diǎn)選取和相機畸變擬合，完成機載激光雷達航測航片空三加密，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節所述方法進(jìn)行測區大比例尺DLG測圖生產(chǎn)。

 DEM產(chǎn)品制作

經(jīng)預處理得到的點(diǎn)云數據，需結合高程渲染模型、點(diǎn)云剖面圖等參考信息，針對如城區建筑物密集地區、農田田埂地區、植被密集地區等不同地形特點(diǎn)設定相應的分類(lèi)方法，提高分類(lèi)效率，并且對分類(lèi)結果進(jìn)行系統、全面的編輯和檢查，以確保點(diǎn)云分類(lèi)的正確性。根據DEM格網(wǎng)間距要求，對以上正確分類(lèi)后的地面點(diǎn)云構TIN三角網(wǎng)，通過(guò)內插自動(dòng)生成規則柵格格式的標準DEM產(chǎn)品。

 DOM產(chǎn)品制作

以點(diǎn)云構建的數字地面模型為參考，利用POS系統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)。只需計算公共加密點(diǎn)較差，對基本定向點(diǎn)指標進(jìn)行分析和評價(jià)即可。

生產(chǎn)過(guò)程中發(fā)現，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。應采取相應措施以避免大區DOM接邊出現嚴重錯位。為使DOM影像色調均勻、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(lèi)。其中，DLG高程要素利用4.2節得到的地面點(diǎn)自動(dòng)生成，之后參考國家規范對等高線(xiàn)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)機載激光雷達航測航片構建立體像對方法進(jìn)行采集。

中樁橫斷面專(zhuān)題圖提取

測區采用RTK方法實(shí)測了2141個(gè)精度檢測點(diǎn)，檢測點(diǎn)沿測區線(xiàn)路方向大致均勻分布。經(jīng)評價(jià)，本項目測區地面點(diǎn)云高程精度中誤差0.145米，滿(mǎn)足本項目技術(shù)設計要求。

在業(yè)主提供的設計線(xiàn)路成果基礎上，以以上制作的地面點(diǎn)云為依據，構建TIN三角網(wǎng)，進(jìn)行中樁橫斷面的高程內插計算，制作了中樁橫斷面專(zhuān)題圖成果。

結束語(yǔ)

本項目是輕型機載激光雷達航測技術(shù)應用于公路勘測設計并實(shí)現初勘定測一體化的典型案例。與工程測量、數碼攝測等傳統技術(shù)相比，機載激光雷達航測可有效獲取南方林區高精度樹(shù)下地形，不需要外業(yè)像控點(diǎn)布設，獲取的高精度、高密集機載激光雷達航測地面點(diǎn)云成果可直接用于后期施工圖設計階段的斷面成果提取，實(shí)現了初勘定測一體化，在公路勘察設計行業(yè)具有廣泛的市場(chǎng)推廣價(jià)值。

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