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机载激光雷达全波形数据可视化

李堃  
【摘要】:地理空间信息一种是基于时间、空间变化的信息,大地测量、地形图、航空影像等传统地理空间信息获取方式已经远远不能满足数字化城市的建设速度,发展进程。同时,人们出于对三维世界的兴趣,三维空间领域知识与应用设备的提高,20世纪90年代前后,人们将激光扫描技术,高精度的姿态的定位技术,差分GPS技术以及飞行控制与管理技术等融合在一起,构建了机载激光雷达系统。该系统是测绘行业内继GPS空间定位系统之后的又一项突出贡献。实时采集、高精度、数据量大、抗干扰能力强等特性使得机载激光雷达技术从创建至今发展迅猛,这克服了地理空间数据更新时,应急减灾时遇到的数据量大,时间紧迫等问题。所以机载激光雷达技术现在已经在城市建模、应急减灾、洪水分析、电力交通检测、森林检测等多个应用领域被广泛应用。 而机载激光雷达全波形的研究更是近些年兴起的全新技术领域。与传统的机载激光雷达系统相比较,全波形机载激光雷达系统通过波形数据的处理,能提供更高的点云密度。为丰富点云信息,提供更突出的地物信息做出了卓越贡献。本文主要内容包括: 1)本文针对机载激光雷达这一研究较少领域,介绍了全波形机载激光雷达系统,以及机载激光雷达工作原理,详细介绍了波形数据的提取方法。 2)针对波形参量的噪声特点,提出直方图法和中值滤波两种去噪预处理算法。 3)介绍反向散射截面内容,计算反向散射截面系数,得到各点的反向散射截面。 4)利用距离信息、波形宽度信息、波形振幅信息、反向散射截面信息,分别完成机载激光雷达全波形数据可视化的工作,并简要分析了不同地物在不同可视化点云图中的效果。


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