三維激光掃描數(shù)據(jù)處理理論及應(yīng)用

第1章 緒論

1.1 地面三維激光掃描技術(shù)概述

1.2 地面三維激光掃描技術(shù)的發(fā)展與研究

1.2.1 點(diǎn)云數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)組織研究現(xiàn)狀

1.2.2 點(diǎn)云數(shù)據(jù)的坐標(biāo)配準(zhǔn)研究現(xiàn)狀

1.2.3 點(diǎn)云數(shù)據(jù)的特征提取研究現(xiàn)狀

1.3 地面三維激光掃描技術(shù)的應(yīng)用

1.4 地面三維激光掃描技術(shù)的特點(diǎn)及與其他相關(guān)技術(shù)的關(guān)系

1.4.1 地面三維激光掃描技術(shù)的特點(diǎn)

1.4.2 地面三維激光掃描技術(shù)與攝影測量的區(qū)別

1.4.3 地面三維激光掃描技術(shù)與傳統(tǒng)測繪的比較

第2章 地面三維激光掃描系統(tǒng)基本原理

2.1 地面三維激光掃描系統(tǒng)的組成及基本工作原理

2.1.1 地面三維激光掃描系統(tǒng)的基本工作原理

2.1.2 三維激光掃描儀的分類

2.2 典型的地面三維激光掃描系統(tǒng)

2.3 地面三維激光掃描系統(tǒng)數(shù)據(jù)的結(jié)構(gòu)及特點(diǎn)

2.4 地面三維激光掃描數(shù)據(jù)處理理論

2.4.1 數(shù)據(jù)獲取

2.4.2 數(shù)據(jù)縮減

2.4.3 坐標(biāo)糾正

2.4.4 數(shù)據(jù)濾波

2.4.5 數(shù)據(jù)分割

2.4.6 三角網(wǎng)格建立

2.4.7 三維建模

2.4.8 紋理映射

2.5 地面三維激光掃描儀及數(shù)據(jù)處理的主要誤差分析

2.5.1 系統(tǒng)本身構(gòu)造誤差

2.5.2 測量誤差

2.5.3 坐標(biāo)配準(zhǔn)誤差

2.6 點(diǎn)云數(shù)據(jù)的組織與索引

2.6.1 基于B樹和Hilbert曲線的空間索引

2.6.2 基于線性四杈樹的格網(wǎng)索引

2.6.3 基于八杈樹與B樹的點(diǎn)云數(shù)據(jù)的組織與索引

第3章 地面三維激光掃描系統(tǒng)的應(yīng)用

3.1 古建筑保護(hù)

3.2 文物保護(hù)

3.3 地形測繪

3.4 道路測量

3.5 邊坡監(jiān)測

3.6 數(shù)字校園

第4章 地面三維激光掃描數(shù)據(jù)處理軟件

4.1 Cyclone軟件

4.1.1 Cyclone軟件特點(diǎn)

4.1.2 Cyclone模塊介紹

4.2 Polyworks軟件

4.2.1 PolyWorks軟件特點(diǎn)

4.2.2 PolyWorks模塊介紹

4.2.3 PolyWorks軟件處理數(shù)據(jù)一般流程

第5章 地面三維激光掃描儀

5.1 Leica公司產(chǎn)品

5.1.1 ScanStation C10、C5三維激光掃描儀

5.1.2 HDS8800三維激光掃描儀

5.1.3 HDS6200三維激光掃描儀

5.1.4 Leica公司系列產(chǎn)品參數(shù)

5.2 Trimble公司產(chǎn)品

5.3 Riegl公司產(chǎn)品

5.3.1 VZ-4000三維激光掃描儀

5.3.2 VZ-1000、VZ-400等三維激光掃描儀

5.3.3 Riegl公司系列產(chǎn)品參數(shù)

5.4 Optech公司產(chǎn)品

5.5 不同廠家三維激光掃描儀的主要技術(shù)指標(biāo)

第6章 機(jī)載LIDAR系統(tǒng)概述

6.1 機(jī)載LIDAR硬件系統(tǒng)

6.2 機(jī)載LIDAR技術(shù)的特點(diǎn)和優(yōu)勢

6.2.1 LIDAR技術(shù)的特點(diǎn)

6.2.2 LIDAR技術(shù)的優(yōu)勢

6.2.3 LIDAR技術(shù)與傳統(tǒng)航空攝影測量的區(qū)別

6.3 機(jī)載LIDAR技術(shù)的國內(nèi)外研究和應(yīng)用現(xiàn)狀

第7章 機(jī)載LIDAR外業(yè)和內(nèi)業(yè)數(shù)據(jù)處理流程

7.1 機(jī)載LIDAR外業(yè)數(shù)據(jù)獲取

7.1.1 LIDAR設(shè)備指標(biāo)分析

7.1.2 飛行設(shè)計(jì)特點(diǎn)

7.1.3 飛行設(shè)計(jì)流程

7.1.4 地面控制

7.1.5 數(shù)據(jù)采集

7.2 機(jī)載LIDAR內(nèi)業(yè)數(shù)據(jù)處理

7.2.1 數(shù)據(jù)預(yù)處理

7.2.2 數(shù)據(jù)后處理

7.3 數(shù)據(jù)成果的制作

7.3.1 DEM制作

7.3.2 DOM制作

7.3.3 DLG制作

第8章 機(jī)載LIDAR數(shù)據(jù)的應(yīng)用及集成

8.1 機(jī)載LIDAR點(diǎn)云數(shù)據(jù)的應(yīng)用

8.2 機(jī)載LIDAR數(shù)據(jù)成果的應(yīng)用

8.2.1 DEM應(yīng)用

8.2.2 DOM應(yīng)用

8.2.3 DLG應(yīng)用

8.3 多源掃描數(shù)據(jù)的集成應(yīng)用

8.3.1 機(jī)載、車載及地面激光掃描集成技術(shù)

8.3.2 多源掃描數(shù)據(jù)集成

8.4 機(jī)載LIDAR技術(shù)展望

參考文獻(xiàn) 2100433B

同時(shí)，結(jié)合實(shí)例分別對(duì)地面三維激光掃描系統(tǒng)和機(jī)載LIDAR系統(tǒng)從數(shù)據(jù)獲取到處理以及最后的模型建立的操作方法進(jìn)行了闡述，并說明了地面三維激光掃描系統(tǒng)和機(jī)載LIDAR系統(tǒng)的應(yīng)用領(lǐng)域。另外，對(duì)常用的兩種數(shù)據(jù)處理軟件進(jìn)行了介紹，并分廠商對(duì)目前常用的地面三維激光掃描儀器進(jìn)行介紹和對(duì)比分析。

地面三維激光掃描技術(shù)作為一種新型的空間信息獲取技術(shù)，具有速度快、操作方便、精度高等優(yōu)點(diǎn)，實(shí)現(xiàn)了空間立體數(shù)據(jù)獲取的革命性飛躍，在數(shù)字城市、文物保護(hù)、災(zāi)害評(píng)估、變形監(jiān)測等領(lǐng)域具有廣闊的應(yīng)用前景。在目前的研究中，點(diǎn)云數(shù)據(jù)處理仍有許多問題需要進(jìn)一步完善，包括誤差、粗差對(duì)點(diǎn)云數(shù)據(jù)的影響，多視點(diǎn)云配準(zhǔn)中誤差累積及傳播問題、點(diǎn)云變形特征的提取以及三維激光掃描技術(shù)與實(shí)際應(yīng)用領(lǐng)域的結(jié)合等。 本項(xiàng)目所屬攝影測量與遙感專業(yè)類別，從2008年開始，在國家自然科學(xué)基金、江西省自然科學(xué)基金和國家測繪地理信息局重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室開放基金等多個(gè)項(xiàng)目的支持下，投入150余萬元，以地面三維激光掃描技術(shù)為基礎(chǔ)，重點(diǎn)研究地面三維激光掃描技術(shù)數(shù)據(jù)處理理論、方法及其在變形監(jiān)測中的應(yīng)用。,地面三維激光掃描技術(shù)作為一種新型的空間信息獲取技術(shù)，具有速度快、操作方便、精度高等優(yōu)點(diǎn)，實(shí)現(xiàn)了空間立體數(shù)據(jù)獲取的革命性飛躍，在數(shù)字城市、文物保護(hù)、災(zāi)害評(píng)估、變形監(jiān)測等領(lǐng)域具有廣闊的應(yīng)用前景。在目前的研究中，點(diǎn)云數(shù)據(jù)處理仍有許多問題需要進(jìn)一步完善，包括誤差、粗差對(duì)點(diǎn)云數(shù)據(jù)的影響，多視點(diǎn)云配準(zhǔn)中誤差累積及傳播問題、點(diǎn)云變形特征的提取以及三維激光掃描技術(shù)與實(shí)際應(yīng)用領(lǐng)域的結(jié)合等。 本項(xiàng)目所屬攝影測量與遙感專業(yè)類別，從2008年開始，在國家自然科學(xué)基金、江西省自然科學(xué)基金和國家測繪地理信息局重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室開放基金等多個(gè)項(xiàng)目的支持下，投入150余萬元，以地面三維激光掃描技術(shù)為基礎(chǔ)，重點(diǎn)研究地面三維激光掃描技術(shù)數(shù)據(jù)處理理論、方法及其在變形監(jiān)測中的應(yīng)用。 2100433B

星載、機(jī)載、地面激光雷達(dá)已經(jīng)成為對(duì)地觀測數(shù)據(jù)獲取體系的重要組成部分。近些年，地面三維激光雷達(dá)發(fā)展迅速，但是地面三維激光雷達(dá)數(shù)據(jù)處理理論及應(yīng)用研究則相對(duì)嚴(yán)重滯后，缺乏完整的理論體系，特別是沒有國產(chǎn)地面激光雷達(dá)數(shù)據(jù)處理軟件系統(tǒng)、相應(yīng)的專業(yè)應(yīng)用軟件更少，嚴(yán)重制約了地面激光雷達(dá)在多個(gè)領(lǐng)域的工程化廣泛應(yīng)用。針對(duì)高精度地面三維空間信息獲取與應(yīng)用的普遍需求，本課題旨在系統(tǒng)地研究地面三維激光雷達(dá)數(shù)據(jù)處理理論，突破地面掃描激光雷達(dá)三維測量與重建的智能化快速處理關(guān)鍵技術(shù)，研究地面三維激光雷達(dá)點(diǎn)云的不確定性問題，研制我國自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的地面激光雷達(dá)數(shù)據(jù)處理軟件平臺(tái)，本課題成果將為促進(jìn)地面三維激光雷達(dá)的國產(chǎn)化進(jìn)程與工程應(yīng)用奠定堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。