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基于海量机载LIDAR数据的规则格网生成算法研究

张春亢  
【摘要】:作为一项近年来在测绘领域具有革命性的新技术,机载LIDAR技术以其精度高、速度快、受天气和地形影响小等优点在各个领域得到了广泛的应用。但是,其获取的海量数据也给现有的算法、软件和应用带来了空前的挑战,这在很大程度上限制了机载LIDAR技术的进一步发展与应用。 在众多的海量机载LIDAR数据处理理论和算法中,本文主要针对海量机载LIDAR数据构建规则格网这一方向,展开理论与算法方面研究。本研究在总结与分析机载LIDAR数据特点、现有海量机载LIDAR数据构建规则格网算法基础上,针对现有算法存在的问题与不足,提出了一种Delaunay三角网切块剖分算法,用于解决现有算法时间性能和空间性能存在矛盾的问题;基于直线正负区判别数学原理的基础上,提出一种TIN向规则格网转换的新算法;利用流式计算在处理海量数据时所具有的优势,建立了一套基于海量机载LIDAR数据构建规则格网的理论体系与处理流程,用于解决海量机载LIDAR数据数据处理I/O操作耗时严重的问题。 实验与分析表明:Delaunay三角网切块剖分算法具有良好的时间和空间性能;TIN向规则格网转换算法的效率比现有算法有较大提高,且复杂度为线性,适合海量机载LIDAR数据的处理;流式算法成功避免了基于TIN的海量机载LIDAR数据栅格化过程中大量TIN数据的I/O操作,并高效地利用了内存,显著提高了基于TIN的机载LIDAR数据栅格化效率,为基于TIN的海量机载LIDAR数据的栅格化及并行计算提供了算法支持。


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