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利用LiDAR點(diǎn)云快速進(jìn)行等高線(xiàn)制作

發(fā)布日期:2018-06-01 00:00 瀏覽量:9634

  測繪工程實(shí)踐需要利用LiDAR點(diǎn)云對等高線(xiàn)進(jìn)行提取。因點(diǎn)云數據的量太大,使得在對點(diǎn)云進(jìn)行處理的過(guò)程中,利用點(diǎn)云數據對三角網(wǎng)進(jìn)行構建,并基于三角網(wǎng)對等高線(xiàn)進(jìn)行追蹤,這種多在常規矢量中應用的處理方法不能達到理想的效果,或者無(wú)法使用。等高線(xiàn)自動(dòng)生成是在EPS2008基礎地理信息工作平臺下開(kāi)發(fā)的機載LiDAR測圖系統的子模塊之一,通過(guò)使用柵格的方法使海量點(diǎn)云等高線(xiàn)自動(dòng)生成這一難題得到成功的解決。


  1、機載LiDAR測圖系統

  以Eps2008地理信息工作站(以下簡(jiǎn)稱(chēng)EPS)為基,使用機載LiDAR測制城市基本比例尺地形圖的系統實(shí)施研發(fā),采納點(diǎn)云與影像處理等制圖功能,以及Eps強大的數據編輯功能。依照從底至上的模塊化設計思想進(jìn)行設計。


  2、海量點(diǎn)云數據管理與快速顯示技術(shù)

  非常巨大的數據量,是點(diǎn)云數據特點(diǎn)的其中之一,在一個(gè)普通工程文件中,點(diǎn)云數據量就可達到幾億點(diǎn)。等高線(xiàn)自動(dòng)生成的前提就要對海量點(diǎn)云進(jìn)行編輯和處理,首先必須解決點(diǎn)云的管理和快速顯示的問(wèn)題。本項目在點(diǎn)云數據描述與顯示環(huán)節進(jìn)行優(yōu)化,解決了超大點(diǎn)云數據存儲與顯示效率問(wèn)題。主要采用了以下技術(shù):(1)無(wú)損壓縮技術(shù)(2)虛擬緩存技術(shù)(3)動(dòng)態(tài)篩選技術(shù)。


  3、工作原理

  將點(diǎn)云顯示和存儲的問(wèn)題解決后,該文將對利用點(diǎn)云數據使等高線(xiàn)得到快速生產(chǎn)的基本原理進(jìn)行探討:按照等高距,將點(diǎn)云分成不同的級,并給每級賦予同一種顏色,要使相鄰的分級顏色不相同;按照精度的要求,通過(guò)繪圖手段把分色之后的點(diǎn)云柵格化,使柵格圖片生成;通過(guò)采用圖像處理方法,將本色邊界線(xiàn)提取出來(lái);對等高線(xiàn)進(jìn)行賦值;讓分塊處理后的等高線(xiàn)實(shí)現接邊;由于圖像處理成熟,在實(shí)踐中有廣泛的應用,通過(guò)采用點(diǎn)云柵格化的方法,EPS成功地把基于點(diǎn)云生成等高線(xiàn)問(wèn)題,變成基于圖像對色塊分界線(xiàn)進(jìn)行提取的問(wèn)題,又由于在對點(diǎn)云進(jìn)行柵格化時(shí),已經(jīng)過(guò)濾掉了大多數的噪聲,從而使等高線(xiàn)柔順、光滑得到了保證。



利用LiDAR點(diǎn)云快速進(jìn)行等高線(xiàn)制作.jpg


  4、技術(shù)路線(xiàn)

  該文結合工作生產(chǎn)實(shí)踐,提出了基于利用LiDAR點(diǎn)云快速進(jìn)行等高線(xiàn)制作的作業(yè)流程。


  4.1數據獲取

  該項目通過(guò)采用德國TopoSys公司的機載LiDAR系統Harrier68i對點(diǎn)云數據進(jìn)行采集,前期數據處理主要采用TOPPIT、POSPAC、Terransolid等軟件進(jìn)行了處理,然后將點(diǎn)云數據讀入EPS2008基礎地理信息平臺。


  4.2點(diǎn)云分級賦色

  在EPS2008基礎地理信息平臺下,對點(diǎn)云進(jìn)行分級賦色,并且保證相鄰兩級點(diǎn)云的顏色不同。


  4.3圖像化處理及等高線(xiàn)的自動(dòng)生成

  按照精度的要求,通過(guò)繪圖手段把分色之后的點(diǎn)云柵格化,使柵格圖片生成;通過(guò)采用圖像處理方法,將本色邊界線(xiàn)提取出來(lái);對等高線(xiàn)進(jìn)行賦值;讓分塊處理后的等高線(xiàn)實(shí)現接邊;由于圖像處理成熟,在實(shí)踐中有廣泛的應用,通過(guò)采用點(diǎn)云柵格化的方法,EPS成功地把基于點(diǎn)云生成等高線(xiàn)問(wèn)題,變成基于圖像對色塊分界線(xiàn)進(jìn)行提取的問(wèn)題,又由于在對點(diǎn)云進(jìn)行柵格化時(shí),已經(jīng)過(guò)濾掉了大多數的噪聲,從而使等高線(xiàn)柔順、光滑得到了保證。


  5、生產(chǎn)應用

  筆者所在單位于2011年完成從化1985平方公里1;5000地形圖測制,其中2/3是山地,需要繪制等高線(xiàn)。項目數據獲取采用德國TopoSys公司的機載LiDAR系統Harrier68i。前期數據處理主要采用TOPPIT、POSPAC、Terransolid等軟件,地形圖測制利用EPS2008基礎地理信息平臺,得到1:5000地形圖測繪產(chǎn)品成果。經(jīng)過(guò)對項目成果的檢驗,最終得到地形測繪成果點(diǎn)位平面中有0.60m的誤差,高程中有0.161m的誤差,點(diǎn)位間距中有0.601m的誤差,成果的邏輯一致性、要素的完備性、屬性精度等,都和設計和規范要求相符合。


  6、結語(yǔ)

  該文立足測繪新技術(shù)的應用,在EPS2008基礎地理信息平臺下,利用LiDAR點(diǎn)云數據快速生成等高線(xiàn)的工作原理進(jìn)行了梳理。依照以往對其他軟件進(jìn)行使用的經(jīng)驗,由點(diǎn)云直接、大面積、快速地生成等高線(xiàn)的方法,有著(zhù)占用計算資源少、操作相對簡(jiǎn)單、圖面美觀(guān)、速度較快等諸多優(yōu)勢。


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