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什么是点云?点云数据处理的关键技术


什么是点云?


  以矢量和影像地图为代表的二维空间数据表达走过了漫长历程,随着时代的发展二维空间数据表达难以满足社会的需求,点云数据应运而生。那么什么是点云?点云是通过一定的测量手段直接或间接采集的,且符合测量规则能够刻画目标表面特性的密集点集合,是继矢量、影像后的第三类空间数据。为刻画三维现实世界提供了最直接和有效的表达方式。目前激光点云是最具代表性的三维数据。

  激光雷达由发射系统、接收系统、信息处理等部分组成。它利用激光对地球表面进行密集采样,以产生高精度的三维x,y,z 测量值。能生成可通过 GIS 进行管理、显示、分析以及共享的离散多点云数据集。初始点云是 3D 高程点的大集合,其包括 x 值、y 值、z 值以及 GPS 时间戳等其他属性。在初始激光雷达点云经过后处理后,可对激光遇到的特定表面要素进行分类。地面、建筑物、森林冠层、高速公路以及任何激光束在测量过程中遇到的物体构成了激光点云数据。

激光点云.jpg



点云数据处理的关键技术

  Lidar数据处理是一个复杂的过程,以机载Lidar数据为例,整个 Lidar 数据处理大概可分为六个步骤:

一、通过DGPS/IMU组合系统的数据精确确定遥感平台的飞行航迹。

二、通过对激光测距数据、IMU姿态数据、DGPS数据以及扫描角数据进行相应的处理,获得巨量离散、形似云状的激光脚点的三维坐标信息,激光点云数据。

三、应用一定的数学算法对点云数据进行滤波、分类、建筑物边缘提取以及建筑物三维重建等数据后处理。

四、机载LiDAR系统在完成对整个区域地扫描过程中,采用分航带的方式进行飞行,航带间保证一定的重叠度。在数据后处理过程中通过航带间的重叠部分将点云数据进行拼接,组成一个完整的目标区域。

五、将点云数据坐标系统转换成用户需求的坐标系统。

六、将滤波、分类获得的地面点,通过相应的操作生成DEM、DSM和DOM等最终的测绘产品。



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