基于LIDAR技術(shù)的空三加密及DOM制作方法

　　1、概述

　　Lidar測量技術(shù)（ Light Detection And Ranging）， 目前是一種先進(jìn)的空間測量術(shù)，它集激光掃描、全球定位系統（GNSS）和慣性導航系統（INS）三種技術(shù)于一身，能夠快速、精確地獲取地表信息，是目前繼GPS技術(shù)之后的又一重大技術(shù)革命。與傳統航測生產(chǎn)模式相比，Lidar測量技術(shù)具有生產(chǎn)周期短、成圖精度高、費用低等優(yōu)點(diǎn)。Lidar測量技術(shù)可以通過(guò)專(zhuān)用的軟件處理獲得的數據，使地面高程模型（DEM）、數字正射影像圖（DOM）大規模、快速生產(chǎn)得以實(shí)現。

　　2、軟件介紹

　　Lidar數據的處理軟件比較多，其中應用比較成熟的有TerraSolid系列軟件，是由芬蘭TerraSolid公司開(kāi)發(fā)的一套商業(yè)化處理Lidar數據的軟件，它是基于MicroStation平臺開(kāi)發(fā)、通過(guò)MDL程序調用各種處理模塊。其中的主要模塊有TerraScan，TerraPhoto，TerraModeler等。TerraScan專(zhuān)門(mén)處理點(diǎn)云數據，可以編譯各種宏命令，手動(dòng)或者自動(dòng)分類(lèi)數以萬(wàn)計的點(diǎn)云；TerraPhoto可以進(jìn)行手動(dòng)、半自動(dòng)、全自動(dòng)空三加密；全手工或半自動(dòng)制作DOM等。

　　3、數據處理流程

　　利用飛行的機載Lidar設備、航空數碼相機，采集海量的原始點(diǎn)云、航跡信息、數碼航片等數據，通過(guò)影像調色、數據預處理、空三加密、拼接線(xiàn)修改、勻色、DOM生成等一系列處理，生產(chǎn)出符合相應精度標準的DOM成果。

　　3.1空三加密

　　空三加密是在TerraPhoto模塊下完成的，其精度是保證生成DOM產(chǎn)品精度的關(guān)鍵，與傳統的航測制作DOM相比，整個(gè)產(chǎn)品的制作完全不需要外業(yè)像控點(diǎn)，主要是通過(guò)添加連接點(diǎn)（tie points），對相機文件的三個(gè)參數（Heading、Roll、Pitch）進(jìn)行調整來(lái)完成，它們對DOM產(chǎn)品的精度有重要的影響。

　　首先進(jìn)行手動(dòng)加密，除每條航線(xiàn)的首尾航片必須加點(diǎn)控制外，中間的航片每隔幾張需要加密點(diǎn)，并且保證每張相片上至少都有點(diǎn)控制范圍。加密的點(diǎn)要盡量布設在航片的四個(gè)邊角區域，均勻分布，使控制的范圍最大化。加密過(guò)程中通過(guò)連接點(diǎn)（tie points）的迭代計算，反復對相機文件的三個(gè)參數（Heading、Roll、Pitch）進(jìn)行調整，使其值穩定，不再變化。

　　手動(dòng)加密的精度高，可以大大減輕后續半自動(dòng)加密和全自動(dòng)加密的工作量，提高工作效率，最終提高成果的精度。手動(dòng)加密完成后進(jìn)行半自動(dòng)、全自動(dòng)空三加密。最后還要對基本定向點(diǎn)的指標進(jìn)行分析和評價(jià)。

　　全自動(dòng)空三加密由于完全缺少人工干預，往往會(huì )出現不符合實(shí)際、誤差較大的點(diǎn)，即所謂壞點(diǎn)。所以全自動(dòng)加密結束后，要對每張航片的數據壞點(diǎn)進(jìn)行剔除。剔除的原則是要求連接點(diǎn)（tie points）的平面位置中誤差和最大誤差符合空三加密精度要求。另外加密在水面上、房屋、橋梁上等不符合要求的點(diǎn)，也要剔除。

　　由于加密工作區往往很大，整塊加密效率低。因此要分割成各個(gè)區域，單獨進(jìn)行手動(dòng)和半自動(dòng)空三加密，完成后把各個(gè)區域的連接點(diǎn)（tie points）集成過(guò)來(lái)統一進(jìn)行全自動(dòng)加密。如果加密范圍過(guò)大會(huì )導致系統計算時(shí)間長(cháng)，對硬件要求也很高，因此可以選擇對model_keypoint點(diǎn)云進(jìn)行抽稀，再進(jìn)行全自動(dòng)加密計算，這樣可以保證后期DOM制作的精度，兼顧了生產(chǎn)效率和產(chǎn)品質(zhì)量。

　　3.2 DOM制作及勻色

　　下面進(jìn)行DOM的制作。原始航片勻色處理工作對DOM產(chǎn)品質(zhì)量影響非常大。首先要對原始航片進(jìn)行勻色處理，使原始航片色調整體自然，符合實(shí)際，對于季節變化引起地物變化的航片應盡可能讓銜接部分過(guò)度自然。然后通過(guò)修改拼接線(xiàn)、在拼接線(xiàn)附近添加color point勻色、生成標準圖框等操作生成DOM。

　　在TerraPhoto模塊下，有兩種修改拼接線(xiàn)的方法，一種是手動(dòng)生產(chǎn)方法，就是純手工修改拼接線(xiàn)、目視添加color point進(jìn)行勻色處理；一種是自動(dòng)修改拼接線(xiàn)、自動(dòng)尋找color point勻色的方法。這兩種方法有不同的適應范圍，在居民區等比較密集復雜的區域比較適合純手工修改拼接線(xiàn)，由于拼接線(xiàn)調整過(guò)大，會(huì )加大后面拼接線(xiàn)附近勻色及后期圖幅接邊的工作量，這種手工的生產(chǎn)方法費時(shí)費力、效率低下；在農田、耕地、池塘比較密集的郊區、農村、山區，建筑物密集區域少，可以充分利用軟件自動(dòng)添加color point勻色和自動(dòng)修改拼接線(xiàn)的功能，采用半自動(dòng)的DOM生產(chǎn)方案，往往可以提高生產(chǎn)效率。所以針對不同的地形，首先進(jìn)行目視判斷地物復雜密集程度，再選擇采取最佳方案。

　　無(wú)論采用哪種方法，要注意保證地物單位的完整性，不出現地物錯位、地物明顯丟失等錯誤，不要穿過(guò)建筑物，盡量沿著(zhù)道路、水面、田埂等平坦地形修改拼接線(xiàn)。手動(dòng)添加color point時(shí)，要適當添加在拼接線(xiàn)兩邊，地物變化、變形明顯、影像色調不一致的地方，也要避免出現偏色、暗色、亮斑等噪點(diǎn)，使色調均勻，過(guò)度自然。

　　然后就可以按標準圖框生成輸出成果。

　　結語(yǔ)

　　Lidar技術(shù)已經(jīng)成為一種先進(jìn)的測量技術(shù)方法，具有廣闊的運用前景和發(fā)展潛力。它比普通航空攝影測量更具優(yōu)勢，具有精度高、效率高、產(chǎn)品豐富等特點(diǎn)，能極大地提高生產(chǎn)效率，縮短生產(chǎn)周期，提高作業(yè)精度，將會(huì )逐步取代傳統的航空攝影測量技術(shù)，廣泛地應用于測繪等各領(lǐng)域。

猜你喜歡：

LIDAR測繪技術(shù)在工程測繪中的應用分析

ArcGIS平臺中LiDAR數據三維城市建模

版權聲明：文章來(lái)源于網(wǎng)絡(luò )，登載此文出于傳遞更多信息之目的，版權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益，請聯(lián)系我們。