LIDAR数据处理初步流程

1、秘密LiDAR 数据处理流程一、数据预处理及原始数据检查LiDAD数据获得之后，要进行数据预处理后才能进行数据的后处理。数据预处理之后有数据检查的软件对数据成果进行初步的检查。一般数据格式检查有以下步骤：1 格式字段检查；数字高程数据的提交是以 ASCII 纯文字文件的格式，首先判断资料的字段是否一致性，例如某 LiDAR 数据组，有四栏分别为 E、 N、H、 Intensity。检查字段数量的多少，是否为四栏，最后打印报表。2 坐标统计，检查测区范围合理性；统计数据的 E、N、H（也就是 X 、Y 、Z）坐标统计量，包括最大值、最小值、中值、平均数、测点点数等，评估坐标的合理性，并打印错误的

2、报表。3 资料重复性查核；在组合航带资料成为测区资料时， 有时会重复读入航带资料， 造成测点数据资料的重复。4 视觉分析是否有高程资料的大误差；以视觉分析画出的高程剖面的方式检查航带重叠数据， 检查坡面是否有高程偏移，左右航带不吻合等现象。 其次，视觉分析亦可以制作地形晕渲图的方式，视觉分析地形。5 检查影像的分布和质量，如果是12bit 影像要转换为 8bit 数据；6 检查控制点分布情况。预处理的数据成果1 航迹文件 (gps,ins的信息 )2 影像文件（ tiff 或 ecw 的格式），影像时间表文件*.001。3 分析报告（包括是否有错、漏及飞行时间）4 激光点（ las 格式或文本

3、格式）5 LiDAR 设备的基本情况（仪器型号、各种指标等）- 1 -秘密6 相机校准文件，包括相机的初始位置、像幅大小、畸变改正等。一般使用前一次飞行的相机文件。二、数据预处理1 确定项目范围，首先要统计总体数据量，决定点的抽稀程度，以便导入系统进行总体的分块（一般 500 万个点一块，若每平方米 4 个点，即 0.5 米一个点，乘以 2 倍的重叠系数，计算得出每平方公里800 万个点）。抽稀程度一般100 倍以内。2 设置坐标转换参数。包括以下几个坐标系：A WGS84 到 西安 80 ； B WGS84 到 北京 54C 吴淞高程系 到 黄海高程系；D WGS84 到 地方坐标系3 建立

4、统一的项目名称（ project name），由参与工作的人数决定数据所需要分割的块数。数据格式设置问题： 如果的工程项目超过 255条航线，应该选择 Scan binary16 bit 数据文件格式，如果工程项目少于255条航线，选择Scan binary 8 bit数据格式，这个格式是最紧密的。 如果工程项目是基于地面的扫描仪的，你必须选择 Scan binary 8 bit 或 Scan binary 16 bit 格式。如果希望有其他的程序能在同一个工作区二进制文件上使用，那么最好选择LAS二进制格 式（它是一个开放的工业标准格式）。4单机读入数据文件（可能是LAS 文件格式），画出区

5、域块边界框，完成数据的块的分割（要注意设置重叠度的设置），并给予各块统一的编号，后续工作不能改变该编号，以便整体数据的后期管理。完成后保存项目。注意：这里有个关系到后续处理的问题：那就是在后面的房屋建模的过程中，如果块分割时候可能将房屋切到了相邻的两个块中，这就是为什么要在前面分块的时候要设置重叠的原因。要解决问题， 只需要在open block（打开块） 时将 overlap（重叠） 设置为合适的值即可，这要根据测区内的房屋建筑尺寸特点决定。如下图所示： 调入点时， 设置重叠度为60 米（图- 2 -秘密1），虚线比块边界外扩60 米（图 2）。图 1 设置重叠范围图 2 数据分块上面这步有

6、一定的缺陷，因为过大的重叠区域造成许多额外的工作量，因此，考虑使用接边的方法，原理是：在房屋建模时，激光点的分类（low 、 ground、height ）已经结束。因此，我们可以从相邻的区域里将其它人做的*.bin文件拷到自己的目录下，这样可以借用别人的文件来完成工作。考虑到测区较大可能会有上下两排block 区域，建议这种接边工作为接东南边。5 输入航线 *.cte 文件或 sbet*.out 文件，生成 *.trj 文件，自动切割自重叠的航线（ cut turnarounds）。三、数据分类完成预处理之后就需要将激光点数据进行分类。1 演绎时间标记（ deduce using time）

7、，裁航带重叠（ cut overlap）；2 分类低点，地面，水面（对于水面点的分类， 可以先制作一个正射的透视影像，这一个不要求精度很高， 只要能定位水面区域就可以了。 如果没有参照影像， 就只能根据高程区分水面和非水面） ；3 生成地表模型，对异常点进行调整；4 分类出低植被，中植被，高植被；5 大地水准面校正，主要是调整 Z 值；6 抽稀出关键点，建立三角面模型，并输出这些关键点（ key*.bin ），然后根据这些关键点创建 tin ；7 房屋矢量化；这步骤实际也时房屋点的分类。8 树木矢量化；如果遇到不同树种，可以自己做一个rpc 模型，设置必要的参数，程序将自动识别它，在项目实施过

8、程中，应该针对测区制作若干rpc 模型，然后再自动矢- 3 -秘密量化时，对不同植物的地方，采用栅栏的方式分别矢量化这些植物。9 分类检查，确保没有问题。四、影像纠正与正射影像生成1 设置 tphoto 软件模块的任务（ mission）；2 调入地面激光点（ ground 类）；3 在 tphoto 中输入航线文件；4 引入已有的大地水准三角网模型（ TIN ）；5 航线相对大地水准面进行配准 （Managecamera trajectories tools adjust to geoid ）；6 计算影像列表： 载入影像，查看影像，保证实际有的影像要与影像列表中的一致；7 调入 high

9、vegetation类，选择点与图像的显示的前后位置，根据camera 下的 heading 、roll 、pitch 三个角度调整它们的匹配情况，达到最佳的视觉匹配度；8 创建连接点：输入前面导出的关键点文件key*.bin，关键点载入 Terraphoto ；9 设置 point count，开始手动输入连接点。选择足够连接点之后，输出报告，将报告中的相机改正参数值写到terraphotocamera 中；10 纠正影像：设置网格，输入参数，计算机进行正射纠正的解算。以上影像纠正工作应该放在矢量化之前。原因矢量化需要用到影像列表和相机参数。如果相机参数不准确，会影响房屋建模。11 调整连接

10、点，重新调入影像并调入各种模型（建筑物、树木等） ，生成正射影像。五 房屋三维框架模型生成房屋矢量化在 Tscan模块下进行，要求必须有影像且相机参数调整较好。每个人处理的各块内部之间的重叠部分由操作者自己掌握房屋的矢量化与房屋点的分类， 而不同操作人员处理的块之间的房屋矢量化各自仍需要完成（为了房屋点分类与影像矫正） ，最后输出产品的时候需要注意，相同的房屋模型不- 4 -秘密要重复输出。）六 输出产品1 地面模型关键点；2 任意层或区域激光数据；3 房屋三维框架模型；4 场景制作及渲染录像（一般作为附送产品） ；5 纵横断面图；6 正射影像图（不包含属性信息和图廓整饰） ；7 等高线图。相

11、关技术背景知识说明：1 数据采集要达到系统陈述的高程精度：1200M 时为 15cm，2000M 时为 25cm，3000M时为 35cm，ALTM 一定要在一个达到如下情况的优化的GPS 环境下进行：* 航飞的时候至少连续有 6 个或更多的卫星被观察到。* 卫星的高程遮蔽在 15 度以上* 卫星几何分布良好 (PDOP 4 )* 飞机在卫星基站的 50KM 范围内。（有些公司要求 20KM 设置一个基站，也就是 40KM 直径范围内）2 软件内存的使用用户电脑内存容量的大小将决定能一次处理多大的任务。一个激光点会占用20 字节的内存。应该合理的计划你的工作以便有足够的物理内存来供处理的激光点

12、使用。虚拟内存的使用会大大降低“ TerraScan”的运行速度。基本总体内存大体组成为： 40-70M 为 windows 平台20M为 MicroStation及设计文件20M为每百万个装载点还应该注意，一些分类的常规事务也将暂时地占用实质的内存空间。最占空间的常规处理是地表分类， 它将使得每个点占用额外的4 个字节，而在最后的地- 5 -秘密表类中，每个点将多占用80 个字节。当运行地面或高出地表的分类时，能处理：2-5 百万个点（ 256M 内存）4 百万到 1 千万个点（ 512M 内存）8 百万到 2 千万个点（ 1024M 内存）低的值适宜绝大多数点是地面点的情况。高的值适宜大半

13、的点打在植被上的情况。处理其他任务时，最多能处理的点为：8 百万个点为（ 256M 内存）2 千万个点（ 512M 内存） 4 千万个点（ 1024M 内存）实际情况中，能处理的点可能会更少。3 几何区域的划分处理一个工程的第一步是针对要分割数据进几何区域的划分。有如下步骤：1）用 Load Airborne Points 工具从所有输入文件中每20（或 50或100）个点读取一次。目的在于了解激光点的几何覆盖范围和较高点密度的位置。2） 用 MicroStation 的 Place Shape 工具放置几何区域的边界元素。每个区域应该围入一个易操作数量的点。应该用试探模式让邻近区域边界匹配准

14、确。让区域边界足够大，以便每个输入点都在区域边界内。3） 释放第一步装载的点。4）选择Define Project 工具，弹出Project窗口。5）用 File 下拉菜单New project命令定义一个新项目。6）选择所有第 2步创建的区域边界元素。7）用 Block 下拉菜单Add by boundaries命令将区域增加到项目。8）用 File 下拉菜单Save project As 命令保存项目定义。9）用 File 下拉菜单Import points into project命令将所有输入文件的点读入项目中。4 分类数据时，一般的工作步骤：1） 利用工具，读入一个工作区的二进制文件；- 6 -秘密2）用截面查看数据的有效性；3）运行分类步骤，记录运用的参数设置值；4） 看结果，确保分类是成功的；5）保存已分类的点到工作区的二进制文件；6）创建分类步骤的一个或多个宏；7）开始Project 窗口的Run macro 菜单命令以开始一组宏，应用于其他区域的分类。5 文件类型说明：*.ptc分类类别设置文件*.trj航迹文件，由系统自动生成，二进制