DLG高程要素為何采用LiDAR點(diǎn)云數據更新？

LiDAR技術(shù)現已被很多行業(yè)所認可，也會(huì )諸多領(lǐng)域做出了很多的貢獻。其實(shí)LiDAR就是利用GPS和IMU機載激光掃描，其所測得的數據為數字表面模型(DSM)的離散點(diǎn)表示，數據中含有空間三維信息和激光強度信息。

應用分類(lèi)(Classification)技術(shù)在這些原始數字表面模型中移除建筑物、人造物、覆蓋植物等測點(diǎn)，即可獲得數字高程模型(DEM)，并同時(shí)得到地面覆蓋物的高度。

一、航測成圖的不足及采用LiDAR點(diǎn)云數據的優(yōu)勢

航測成圖在DLG高程制作的不足

DLG高程要素主要包括等高線(xiàn)和高程注記點(diǎn)，傳統的等高線(xiàn)制作主要依靠人工在攝影測量工作站上對立體影像進(jìn)行立體量測，選定高程后，在立體影像中通過(guò)手輪和腳盤(pán)控制跟蹤，生成等高線(xiàn)。

高程注記點(diǎn)也主要通過(guò)人工在立體影像中測出。在傳統的DLG高程制作中主要的問(wèn)題是精度難以保證，人力成本很高，效率低下。

二、LiDAR數據更新高程要素的優(yōu)點(diǎn)

（1）精度保障好，機載LiDAR數據通過(guò)航飛獲取，后續根據傳感器外方位元素進(jìn)行定向，獲取地面的高程信息，整個(gè)測區具有精度一致性的優(yōu)點(diǎn)。經(jīng)過(guò)抽樣對比，測點(diǎn)高程精度由于傳統立體量測獲得的高程。

（2）數據獲取不受天氣限制，在不采集影像的情況下可以全天候采集，且有一定植被穿透能力，在地形復雜區域，LiDAR采集所需控制點(diǎn)少，外業(yè)困難的地區優(yōu)勢明顯。數據從獲取到后續數據處理，相關(guān)軟件和處理系統自動(dòng)化程度高，且可對整個(gè)測區進(jìn)行等高線(xiàn)生成和高程注記點(diǎn)抽取，后續人工檢查整理工作量小，大大提高了工作效率。

（3）對人員要求低，只需要掌握相關(guān)軟件操作，將LiDAR數據導入后進(jìn)行提取就可以生成，后續對結果進(jìn)行檢查，操作簡(jiǎn)便。

三、利用LiDAR數據更新高程要素

（1）LiDAR點(diǎn)云數據處理

LiDAR點(diǎn)云中涵蓋了房屋點(diǎn)，地面點(diǎn)，樹(shù)木，道路等，進(jìn)行數據處理需要對LiDAR點(diǎn)云數據進(jìn)行濾波剔除非地面點(diǎn)，提取地面點(diǎn)。

濾波后，點(diǎn)云數據會(huì )在一些地方產(chǎn)生空缺，因此，需要進(jìn)行DEM內插。不同的差值方法有不同的精度和效率。地貌復雜區域采用TIN模型構建三角網(wǎng)，在較平坦區域采用規則格網(wǎng)模型。內插后生成完整的DEM。

由LiDAR點(diǎn)云數據生成的DEM，高程數學(xué)精度高，無(wú)論是標稱(chēng)精度還是實(shí)測驗證，其精度都滿(mǎn)足甚至遠超過(guò)相應比例尺DLG高程的精度要求。

（2）等高線(xiàn)生產(chǎn)

等高線(xiàn)生產(chǎn)方式是采用點(diǎn)云規則格網(wǎng)化提取的DEM成果進(jìn)行內插。

處理過(guò)程主要包括：1、點(diǎn)云生成DEM，2、構建TIN模型，3、生成等高線(xiàn)，4、人工編輯、修改，5、等高線(xiàn)接邊，6生成成果?？刹捎?/span>EPS等軟件進(jìn)行處理，一般軟件都包含處理模塊，設置好參數可以自動(dòng)提取等高線(xiàn)。

首先將點(diǎn)云數據導入軟件；

其次設置首曲線(xiàn)和計曲線(xiàn)的屬性參數，比如等高距、線(xiàn)型、顏色等。直接內插生成等高線(xiàn)；

最后，疊加DLG和DOM數據、原等高線(xiàn)數據等，對新生成的等高線(xiàn)進(jìn)行人工編輯修整。

為了保證等高線(xiàn)的精度和美觀(guān)，對自動(dòng)生成的等高線(xiàn)需要進(jìn)行必要的修飾，修飾應注意的是：

1、平緩地區等高線(xiàn)走向；

2、V字山脊山谷的朝向是否一致；

3、有無(wú)因為蛋殼之輩未濾除干凈造成的等高線(xiàn)突變。

最終使其能真實(shí)反映地貌特征且做到形態(tài)美觀(guān)、圖面簡(jiǎn)潔。

（3）高程注記點(diǎn)生產(chǎn)

將點(diǎn)云 DEM 導入 EPS 軟件，使用提取高程點(diǎn)功能，設置提取方式和提取參數，比如使用格網(wǎng)提取，設置格網(wǎng)間距后軟件及自動(dòng)提取高程，并生成高程注記。

對高程注記點(diǎn)進(jìn)行展會(huì )和檢查。將高程注記點(diǎn)疊加到 DLG 上，檢查圖面是否有高程異常點(diǎn)，高程點(diǎn)能否代表實(shí)地特征，點(diǎn)位密度是否達到要求，地物點(diǎn)數亮是否符合要求，高程點(diǎn)與等高線(xiàn)是否矛盾。相鄰圖幅高程點(diǎn)是否沖突，高程注記是否壓蓋其他要素等。

現在對基礎地理信息數據現勢性和準確性的需求越來(lái)越高，作為應用廣泛的數字線(xiàn)劃圖 DLG這種最基礎的數據，以傳統的生產(chǎn)模式因為周期長(cháng)、效率低，已經(jīng)不能滿(mǎn)足日益發(fā)展的社會(huì )需要。機載激光雷達為我們探索新的生產(chǎn)模式，創(chuàng )新生產(chǎn)方法提供了一種可行的方法途徑。

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