基于多次回波地面激光扫描的地面滤波和植被成像

• 作者: Francesco Pirotti Alberto Guarnieri Antonio Vettore
• 来源期刊: 地壳构造与地壳应力
• 学科: 工学
• 关键词: 机载激光扫描 滤波方法 目标回波 地面点 植被 三维激光扫描仪 数字地形模型 数字地面模型
• 年，卷（期）: 2013,（2）
• 页码范围: 25-35
• 页数: 11页
• 分类号: TP334.22

摘要

在点云数据研究中，区分地表点和地面以上点（植被和建筑）至关重要。在机载激光扫描中，尽管区分地面点和非地面点的滤波方法已经较为成熟，但在地面激光扫描中却处于刚刚起步阶段。近年来，地面三维激光扫描仪向着长距离、高获取速率、多次回波的方向发展，促进了地表建模的应用。地面三维激光扫描仪所采集的点云数据密度极不均匀，给计算机硬件和数据处理造成了很大的困难。本次实验采用多次目标回波传感器，在实验区收集了超过700000000个点。试验区内植被密度差异很大，不同地形上都分布有裸土。我们测试了生成数字地形模型（DTM）和数字地面模型（DsM）的整个流程，成功地在环境复杂的试验区内提取了植被密度和高程分布信息。我们关注处理效率和速度，首先通过回波数和幅度信息定义地面候选点，然后采用开放操作的渐进形态学滤波方法，根据地面候选点到扫描仪的距离函数对地面点采用多向性网格考虑点密度残差，使用三维空间每个单元中点数的比重估算植被密度。总体结果是一个用最小线程数处理地面三维激光数据的管线，生成DTM、DSM、植被密度图和冠层高度模型，这些数据产品对于林业、水文、地形的应用都十分重要。