來(lái)源：遙感分院
時(shí)間：2020/4/25 16:24:20
“十三五”省級(jí)基礎(chǔ)測(cè)繪機(jī)載LiDAR數(shù)據(jù)獲取與處理項(xiàng)目，已于2019年底順利結(jié)束。本項(xiàng)目完成全省陸域（不含海上島嶼和灘涂）10.26萬(wàn)平方千米的機(jī)載LiDAR航攝，獲取的激光點(diǎn)云數(shù)據(jù)經(jīng)POS解算、投影和正常高轉(zhuǎn)換、航帶拼接、分幅裁切、濾波分類等處理，制作1:10000標(biāo)準(zhǔn)分幅LiDAR點(diǎn)云、DEM及元數(shù)據(jù)4158幅。
在項(xiàng)目實(shí)施過(guò)程中，我院申請(qǐng)的機(jī)載LiDAR方面的兩項(xiàng)發(fā)明專利：《一種基于往期DEM輔助的TIN濾波改進(jìn)算法》和《一種基于雙域圖信號(hào)濾波檢測(cè)建筑物邊緣點(diǎn)的方法》，通過(guò)了國(guó)家知識(shí)產(chǎn)權(quán)局的審查，獲得發(fā)明專利證書。這兩項(xiàng)專利為江蘇省機(jī)載LiDAR數(shù)據(jù)獲取與處理項(xiàng)目提供了可靠的技術(shù)支持，優(yōu)化了作業(yè)流程，解決了點(diǎn)云處理的技術(shù)難題。
機(jī)載激光雷達(dá)（Light Detection And Ranging，LiDAR）是九十年代初首先由西方國(guó)家發(fā)展起來(lái)并投入商業(yè)化應(yīng)用的一門新興技術(shù)，它集成激光測(cè)距儀、POS系統(tǒng)于一身，具備直接獲取探測(cè)目標(biāo)三維坐標(biāo)信息的能力。該技術(shù)在三維空間信息的實(shí)時(shí)獲取方面產(chǎn)生了重大突破，為獲取高時(shí)空分辨率的空間信息提供了一種全新的技術(shù)手段。
我院是全國(guó)較早開展機(jī)載LiDAR技術(shù)研究的單位，于2006年開始，先后在江蘇省“十一五”沿海灘涂、海島礁項(xiàng)目，江蘇全省“十一五”基礎(chǔ)測(cè)繪高程更新項(xiàng)目，江蘇省“十二五”沿海灘涂項(xiàng)目，徐州、鹽城、常熟、江蘇干線航道等大比例尺測(cè)繪項(xiàng)目中，利用機(jī)載LiDAR航攝獲取激光點(diǎn)云，通過(guò)數(shù)據(jù)解算、坐標(biāo)轉(zhuǎn)換、濾波分類，最終生產(chǎn)DEM、DSM、高程注記點(diǎn)和等高線等測(cè)繪成果，取得了良好的經(jīng)濟(jì)效益和科技成果，兩次獲得國(guó)家測(cè)繪科技進(jìn)步二等獎(jiǎng)。覆蓋全省的LiDAR以及DEM、DSM等成果資源，在江蘇省“十一五”、“十二五”、“十三五”期間的高分辨率DOM快速生產(chǎn)、三維場(chǎng)景搭建、數(shù)字城市建設(shè)、地理國(guó)情監(jiān)測(cè)等項(xiàng)目中，發(fā)揮了重要作用，有力推動(dòng)了該項(xiàng)新技術(shù)在測(cè)繪領(lǐng)域的應(yīng)用。
江蘇省“十三五”基礎(chǔ)測(cè)繪機(jī)載LiDAR數(shù)據(jù)獲取與處理項(xiàng)目始于2017年初，經(jīng)過(guò)3年時(shí)間的有序組織、人員調(diào)度和設(shè)備投入，取得了優(yōu)良的數(shù)據(jù)成果和科研成果。與“十一五”開展的機(jī)載LiDAR項(xiàng)目相比，本輪項(xiàng)目產(chǎn)品的技術(shù)規(guī)格明顯提升，上一輪激光點(diǎn)間距3～4米，DEM格網(wǎng)為5米，而本輪激光點(diǎn)間距小于1米，DEM格網(wǎng)為2米，這意味著一幅1:1萬(wàn)圖幅的點(diǎn)云數(shù)據(jù)量由500萬(wàn)個(gè)，增加了10倍，達(dá)到了5000萬(wàn)個(gè)，這種數(shù)據(jù)的海量增加，對(duì)處理能力提出了更高的要求。項(xiàng)目組頂住壓力，一方面鉆研改進(jìn)LiDAR數(shù)據(jù)處理和質(zhì)量檢查的方法，一方面總結(jié)上一輪LiDAR數(shù)據(jù)生產(chǎn)過(guò)程中遺留的歷史難題，積極向院職能科室、同行單位和武漢大學(xué)遙感院的專家技術(shù)人員請(qǐng)教，廣泛聽取和收集數(shù)據(jù)生產(chǎn)的建議，認(rèn)真分析生產(chǎn)中出現(xiàn)的問(wèn)題，完成了“高程注記點(diǎn)和等高線生產(chǎn)工序創(chuàng)新”和“LiDAR點(diǎn)云數(shù)據(jù)質(zhì)量檢查工序優(yōu)化”兩項(xiàng)生產(chǎn)流程優(yōu)化方案改造，編寫了LiDAR點(diǎn)云數(shù)據(jù)處理補(bǔ)充規(guī)定，完善了項(xiàng)目技術(shù)方案。這兩項(xiàng)專利，也就是在數(shù)據(jù)處理方法鉆研過(guò)程中不斷探索和嘗試出來(lái)的，對(duì)項(xiàng)目生產(chǎn)效率提升起到了明顯效果。
《一種基于往期DEM輔助的TIN濾波改進(jìn)算法》是利用我院往期DEM數(shù)據(jù)提取地形高程信息和地形梯度信息輔助，改進(jìn)漸進(jìn)加密不規(guī)則三角網(wǎng)中初始地面種子點(diǎn)選取方法，優(yōu)化地面點(diǎn)判斷參數(shù)，并對(duì)往期DEM數(shù)據(jù)和現(xiàn)勢(shì)LiDAR點(diǎn)云數(shù)據(jù)之間的地形變化進(jìn)行檢測(cè)和處理，提出基于往期DEM輔助的TIN濾波改進(jìn)算法，實(shí)現(xiàn)往期DEM輔助下的LiDAR點(diǎn)云自適應(yīng)濾波處理。
《一種基于雙域圖信號(hào)濾波檢測(cè)建筑物邊緣點(diǎn)的方法》則是將點(diǎn)數(shù)據(jù)的局部特征統(tǒng)計(jì)直方圖作為空域信號(hào)，高程值作為值域信號(hào)，構(gòu)建三維無(wú)向加權(quán)雙域信號(hào)圖；基于邊緣保持原則，先進(jìn)行雙邊濾波，不僅剔除了近地的小物體，同時(shí)也保留了邊緣的顯著性。最后，基于雙閾值高通濾波檢測(cè)邊緣點(diǎn)，提高了建筑物邊緣點(diǎn)的檢測(cè)精度。
江蘇省機(jī)載LiDAR數(shù)據(jù)獲取及處理項(xiàng)目是“十三五”省級(jí)基礎(chǔ)測(cè)繪重大項(xiàng)目，項(xiàng)目組技術(shù)人員能夠發(fā)揮先鋒模范作用，立足崗位，潛心鉆研，積極進(jìn)取，甘于奉獻(xiàn)，最終保障項(xiàng)目各項(xiàng)目標(biāo)順利實(shí)現(xiàn)。