作為一名測繪小白
看到眼前這些密密麻麻的點
是否讓你感到眼前一黑?
你能獲取哪些有用的測繪信息呢?
這些點可大有來頭,用處可大了!
且聽筆者詳細(xì)道來吧~
原來,這些都是激光雷達(dá)(LiDAR)點云數(shù)據(jù),每一個點都包含了三維坐標(biāo)信息,也是我們常說的X、Y、Z三個元素,有時還包含顏色信息、反射強度信息、回波次數(shù)信息等。
▲ 點云信息查詢
其實,這些點是機載激光雷達(dá)向地面發(fā)射激光信號,然后收集地面反射的激光信號而來的。此后,業(yè)內(nèi)通過聯(lián)合解算、偏差校正,便可以計算出這些點的準(zhǔn)確空間信息??瓷先ヒ粋€簡單的數(shù)據(jù)獲取,其實包含了較為復(fù)雜的設(shè)備結(jié)構(gòu)及數(shù)據(jù)采集過程。
▲ 機載激光雷達(dá)數(shù)據(jù)獲取
其一,激光雷達(dá)(LiDAR)包括了激光測距系統(tǒng)、光學(xué)機械掃描單元、控制記錄單元、全球定位系統(tǒng)(Global Position System,GPS)、慣性測量系統(tǒng)(Intertial Measuremet Unit,IMU)以及一套成像設(shè)備等。其二,機載激光雷達(dá)(LiDAR)進(jìn)行采集點云數(shù)據(jù)時除了天氣需要滿足飛行條件外,還需要獲得空域許可,提前設(shè)計航線,實地勘察。
▲ 點云數(shù)據(jù)獲取及解算過程
我們在上文所見的那些離散點無法獲取有用信息,是因為打開的方式不對。
正確的打開方式是這樣的:
▲ 點云三維預(yù)覽
三維預(yù)覽,只是點云最基本的表面特征,因為每一個點云都具備空間坐標(biāo)信息,因此它們都具備測量能力。兩點成線,三點成面,四點成體,通過這些點,不僅可以明確了解地表空間上的某個點的坐標(biāo)信息,還可以計算它們之間的長度、面積、體積、角度等信息,正好應(yīng)對了測量需要的要素。
通過對點云數(shù)據(jù)進(jìn)行自動化預(yù)處理,地面濾波,結(jié)合人工編輯對激光點云進(jìn)行進(jìn)一步的精分類,保留地面點,剩余的地面點通過構(gòu)建不規(guī)則三角網(wǎng)(TIN)等模型進(jìn)行柵格化,可得到高精度的數(shù)字高程模型(DEM)數(shù)據(jù),也可以轉(zhuǎn)換為等高線數(shù)據(jù)。
可用于三維建模
隨著激光雷達(dá)技術(shù)的逐步成熟,三維激光雷達(dá)技術(shù)制作的三維模型精度高,適用范圍廣,外業(yè)工作量少,省時省力。在建筑物的房屋輪廓提取、特征點檢測和三維重建工作上發(fā)揮了重要作用。且結(jié)合傾斜攝影技術(shù),地物提取更加便捷,數(shù)據(jù)可視化程度更高。
可用于農(nóng)林普查
機載激光點云可以用于普查林木的特征,例如樹木的平均高度、樹冠密度、生物量、林木儲量和植被覆蓋度。如果搭配高光譜成像儀,可以確定更多的信息,如植被分類、植被儲量、土壤變化等。其次,衍生數(shù)據(jù)可用于監(jiān)測森林生長、風(fēng)暴或火災(zāi)造成的損害等。
可用于土方計算
高精度激光點云,可用于構(gòu)建地形三維模型,為勘察設(shè)計提供斷面量測、坡度坡向量測、土方填挖量等信息,大大減少工程勘察設(shè)計中的外業(yè)工作量,縮短工作周期。
可用于監(jiān)測地質(zhì)災(zāi)害
通過地形三維模型的建立,可以大面積監(jiān)測地形的變化,可以根據(jù)地形的變化方向及地形的變化量,作出風(fēng)險評估,為預(yù)防地質(zhì)災(zāi)害的發(fā)生提供依據(jù)。例如,對滑坡體地表的監(jiān)測,特別是在陡坡下的道路、鐵軌,以及削坡建房等容易發(fā)生滑坡地區(qū),能夠為滑坡體成因和發(fā)育趨勢的推斷提供重要依據(jù)。
上述五個方面,只是點云數(shù)據(jù)應(yīng)用的其中一部分。
因為激光雷達(dá)具備著以下幾個特點:
全天候工作,主動獲取數(shù)據(jù);
隱蔽性好,抗有源干擾能力強,且獲取數(shù)據(jù)范圍廣;
激光穿透能力強;
外業(yè)工作量小;
點云精度高,空間坐標(biāo)信息準(zhǔn)確;
所以,激光雷達(dá)(LiDAR)獲取的點云數(shù)據(jù),往往也適用資源勘探、城市規(guī)劃、農(nóng)業(yè)開發(fā)、水利工程、環(huán)境監(jiān)測、礦山測量、隧道測量、公路道路測量、電纜監(jiān)測、海洋深水測量等各個方面。
今天的激光雷達(dá)(LiDAR)點云數(shù)據(jù)就介紹到這里啦,你有沒有g(shù)et到呢?
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