LiDAR技術(shù)現(xiàn)已被很多行業(yè)所認(rèn)可,也會(huì)諸多領(lǐng)域做出了很多的貢獻(xiàn)。其實(shí)LiDAR就是利用GPS和IMU機(jī)載激光掃描,其所測(cè)得的數(shù)據(jù)為數(shù)字表面模型(DSM)的離散點(diǎn)表示,數(shù)據(jù)中含有空間三維信息和激光強(qiáng)度信息。
應(yīng)用分類(Classification)技術(shù)在這些原始數(shù)字表面模型中移除建筑物、人造物、覆蓋植物等測(cè)點(diǎn),即可獲得數(shù)字高程模型(DEM),并同時(shí)得到地面覆蓋物的高度。
一、航測(cè)成圖的不足及采用LiDAR點(diǎn)云數(shù)據(jù)的優(yōu)勢(shì)
航測(cè)成圖在DLG高程制作的不足
DLG高程要素主要包括等高線和高程注記點(diǎn),傳統(tǒng)的等高線制作主要依靠人工在攝影測(cè)量工作站上對(duì)立體影像進(jìn)行立體量測(cè),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。
高程注記點(diǎn)也主要通過(guò)人工在立體影像中測(cè)出。在傳統(tǒng)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(shù)據(jù)更新高程要素的優(yōu)點(diǎn)
(1)精度保障好,機(jī)載LiDAR數(shù)據(jù)通過(guò)航飛獲取,后續(xù)根據(jù)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(cè)區(qū)具有精度一致性的優(yōu)點(diǎn)。經(jīng)過(guò)抽樣對(duì)比,測(cè)點(diǎn)高程精度由于傳統(tǒng)立體量測(cè)獲得的高程。
(2)數(shù)據(jù)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(fù)雜區(qū)域,LiDAR采集所需控制點(diǎn)少,外業(yè)困難的地區(qū)優(yōu)勢(shì)明顯。數(shù)據(jù)從獲取到后續(xù)數(shù)據(jù)處理,相關(guān)軟件和處理系統(tǒng)自動(dòng)化程度高,且可對(duì)整個(gè)測(cè)區(qū)進(jìn)行等高線生成和高程注記點(diǎn)抽取,后續(xù)人工檢查整理工作量小,大大提高了工作效率。
(3)對(duì)人員要求低,只需要掌握相關(guān)軟件操作,將LiDAR數(shù)據(jù)導(dǎo)入后進(jìn)行提取就可以生成,后續(xù)對(duì)結(jié)果進(jìn)行檢查,操作簡(jiǎn)便。
三、利用LiDAR數(shù)據(jù)更新高程要素
(1)LiDAR點(diǎn)云數(shù)據(jù)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(shù)據(jù)處理需要對(duì)LiDAR點(diǎn)云數(shù)據(jù)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(shù)據(jù)會(huì)在一些地方產(chǎn)生空缺,因此,需要進(jìn)行DEM內(nèi)插。不同的差值方法有不同的精度和效率。地貌復(fù)雜區(qū)域采用TIN模型構(gòu)建三角網(wǎng),在較平坦區(qū)域采用規(guī)則格網(wǎng)模型。內(nèi)插后生成完整的DEM。
由LiDAR點(diǎn)云數(shù)據(jù)生成的DEM,高程數(shù)學(xué)精度高,無(wú)論是標(biāo)稱精度還是實(shí)測(cè)驗(yàn)證,其精度都滿足甚至遠(yuǎn)超過(guò)相應(yīng)比例尺DLG高程的精度要求。
(2)等高線生產(chǎn)
等高線生產(chǎn)方式是采用點(diǎn)云規(guī)則格網(wǎng)化提取的DEM成果進(jìn)行內(nèi)插。
處理過(guò)程主要包括:1、點(diǎn)云生成DEM,2、構(gòu)建TIN模型,3、生成等高線,4、人工編輯、修改,5、等高線接邊,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(shè)置好參數(shù)可以自動(dòng)提取等高線。
首先將點(diǎn)云數(shù)據(jù)導(dǎo)入軟件;
其次設(shè)置首曲線和計(jì)曲線的屬性參數(shù),比如等高距、線型、顏色等。直接內(nèi)插生成等高線;
最后,疊加DLG和DOM數(shù)據(jù)、原等高線數(shù)據(jù)等,對(duì)新生成的等高線進(jìn)行人工編輯修整。
為了保證等高線的精度和美觀,對(duì)自動(dòng)生成的等高線需要進(jìn)行必要的修飾,修飾應(yīng)注意的是:
1、平緩地區(qū)等高線走向;
2、V字山脊山谷的朝向是否一致;
3、有無(wú)因?yàn)榈皻ぶ呂礊V除干凈造成的等高線突變。
最終使其能真實(shí)反映地貌特征且做到形態(tài)美觀、圖面簡(jiǎn)潔。
(3)高程注記點(diǎn)生產(chǎn)
將點(diǎn)云 DEM 導(dǎo)入 EPS 軟件,使用提取高程點(diǎn)功能,設(shè)置提取方式和提取參數(shù),比如使用格網(wǎng)提取,設(shè)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(duì)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(dá)到要求,地物點(diǎn)數(shù)亮是否符合要求,高程點(diǎn)與等高線是否矛盾。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(xiàn)在對(duì)基礎(chǔ)地理信息數(shù)據(jù)現(xiàn)勢(shì)性和準(zhǔn)確性的需求越來(lái)越高,作為應(yīng)用廣泛的數(shù)字線劃圖 DLG這種最基礎(chǔ)的數(shù)據(jù),以傳統(tǒng)的生產(chǎn)模式因?yàn)?/span>周期長(zhǎng)、效率低,已經(jīng)不能滿足日益發(fā)展的社會(huì)需要。機(jī)載激光雷達(dá)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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