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机载激光雷达点云数据精度分析与评价研究

作　者: 曲佳
导　师: 隋立春
学　校: 长安大学
专　业: 摄影测量与遥感
关键词: 机载激光雷达 点云数据 滤波 DEM 精度
分类号: P237
类　型: 硕士论文
年　份: 2010年
下　载: 389次
引　用: 4次
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内容摘要


机载激光雷达测量技术作为一种信息获取的全新手段,被誉为最近几十年来遥感信息获取领域最具革命性的成就之一。由于该技术能够快速获取高精度、高空间分辨率的数字高程模型。因此,其在灾害监测、环境监测、资源勘查、森林调查、地形测绘等方面的应用具有独特的优势。尽管机载激光雷达测量技术发展已经有近二十年的历史,但其数据后处理的研究还相对滞后,目前多数研究仍集中在如何设计出合理高效的原始点云滤波算法上。而对激光点云三维坐标精度以及其数字高程模型精度的分析也具有很重要的现实意义。由于机载激光雷达系统是由多个部分组成的,因此其测量结果会受到多种因素的影响,主要包括GPS动态定位的误差、惯性导航系统(INS)姿态测定误差、激光扫描测距系统误差等。而各种因素的综合影响则主要反映在点云数据的精度上。本文在详细分析机载激光雷达工作原理及其点云数据特点的基础上,探讨研究点云数据的精度问题。本文从点云密度、滤波方式、内插方法几个方面对不同类别地形条件下点云数据的高程精度进行分析,主要包括下列内容：①采用两种数据后处理方法,即三角网滤波与渐进三角网滤波,以检验分析不同滤波方法对生成DEM精度的影响。②采用两种数据形式,一是滤波后以离散点云为基础进行分析；二是滤波后将地面离散点内插生成DEM,而后在此基础上进行分析。③采用的研究方法是在地形类别不同、点云密度不同以及内插方法不同的情况下利用不同数量的地面检查点对点云数据精度进行分析。最终结果便是以上述不同滤波方法、不同点云密度、不同地形条件的组合进行分析,并得出有意的结论。

全文目录


摘要  5-6
Abstract  6-9
第一章 绪论  9-13
  1.1 研究背景  9-10
  1.2 国内外发展现状  10-11
  1.3 本文研究意义  11
  1.4 本文的研究内容和论文组织  11-13
    1.4.1 论文的研究内容  11-12
    1.4.2 论文的组织结构  12-13
第二章 机载激光雷达系统  13-22
  2.1 机载激光雷达系统构成  13-17
    2.1.1 动态差分GPS定位  13-14
    2.1.2 惯性导航系统  14
    2.1.3 激光雷达测距系统  14-16
    2.1.4 成像装置  16-17
  2.2 机载激光雷达系统工作原理  17-19
    2.2.1 测量原理  17-18
    2.2.2 坐标系统  18-19
  2.3 机载激光雷达测量技术与其他技术手段的比较  19-20
    2.3.1 与机载合成孔径雷达干涉测量技术(InSAR)的对比  19
    2.3.2 与航空摄影测量技术的比较  19-20
  2.4 机载激光雷达技术的主要应用领域  20-22
第三章 机载激光雷达测量数据处理流程及误差源分析  22-29
  3.1 机载激光雷达点云数据获取  22-23
    3.1.1 系统校准  22
    3.1.2 外业飞行  22
    3.1.3 数据前处理  22-23
  3.2 点云数据后处理  23-24
  3.3 点云数据处理平台  24-25
  3.4 误差源分析  25-29
    3.4.1 系统误差  25-27
    3.4.2 后处理误差  27-29
第四章 机载激光雷达点云数据精度分析与评价  29-38
  4.1 引言  29
  4.2 机载激光雷达点云数据滤波算法  29-33
  4.3 DEM内插方法  33-36
  4.4 机载激光雷达点云数据的精度评定方法  36
  4.5 精度评价指标  36-38
第五章 机载激光雷达技术的多类型区域试验  38-73
  5.1 平原类型区域  38-46
    5.1.1 基于离散点精度分析  38-41
    5.1.2 基于DEM精度分析  41-46
  5.2 城市类型区域  46-55
    5.2.1 基于离散点精度分析  47-49
    5.2.2 基于DEM精度分析  49-55
  5.3 山区类型区域  55-64
    5.3.1 基于离散点精度分析  56-58
    5.3.2 基于DEM精度分析  58-64
  5.4 混合类型区域  64-73
    5.4.1 基于离散点精度分析  64-67
    5.4.2 基于DEM精度分析  67-73
第六章 结论与展望  73-75
  6.1 研究内容总结  73-74
  6.2 展望  74-75
参考文献  75-79
攻读学位期间取得的研究成果  79-80
致谢  80

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中图分类: > 天文学、地球科学 > 测绘学 > 摄影测量学与测绘遥感 > 测绘遥感技术
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