正射影像(DOM)與機載激光雷達點云數據的融合應用

文/宋亭磊 安徽省水利水電勘測設計院勘測分院 安徽蚌埠 233000

1、項目背景

肥西縣截污工程是環巢湖地區環境綜合治理的重點工程之一。該項目規劃設計埋設一條截污管道，合肥市西南繁華大道起，沿G206向東南至合銅公路，再沿合銅公路向西南至將口河，最后沿將口河至巢湖，線路全線長約32km。該項目要求提供全要素1：1000數字化地形圖和0.1m地面分辨率的正射影像(DOM)，并對完工日期和主要技術參數做了要求。

2、項目策劃與實施

⑴由于該項目工期緊要求高，期間正值五月，天氣炎熱，作業人手有限。于是依據此項目特點制定了詳細的作業計劃。計劃決定采用一組人使用低空無人機航飛生產正射影像(DOM)數據，同時另外一組人采用機載激光雷達航飛對測區進行掃描，生產出覆蓋測區的點云數據。

⑵機載三維激光雷達測量系統是一種主動航空遙感裝置，是實現地面三維坐標和影像數據同步、快速、高精確獲取，并快速、智能化實現地物三維實時、變化、真實形態特性再現的一種國際領先的測繪高新技術。該技術基 于激光測距、GPS定位、慣導測量、及航空攝影測量原理，可以快速、低成本、高精度地獲取三維地形地貌、航空數碼影像等空間地理信息數據。

機載激光雷達測繪相比較與其他手段的測繪有著明顯的優勢：成果的整體精度與精細程度更高。三維激光點云數據都是由激光直接測量得到，而傳統航測本質上是依據有限幾個像控點基于航測理論進行的擬合測量；三維激光雷達系統采集原始點的密度遠遠高于傳統航測，平均每平方米可達到一個、甚至十幾個原始數據點，這是傳統航測立體像對模擬技術采集或工程測量人工采集所無法比擬的；高程測量精度比其他測繪方法更高。特別在對傳統測量手段存在困難的樹木植被覆蓋地區，由于激光掃描的速度非?？欤芏纫卜浅８撸灰脖挥幸稽c點空隙激光點就可以達到地面，從而獲取更高精度的地面點數據。

3、DOM與機載激光雷達數據融合生產數字化地形圖

生產出DOM與點云數據以后，對于數字地形圖的生產采用先內業后外業的方法經行。

3.1 內業數據處理

首先對DOM和點云數據進行質量檢查，其主要指標均符合項目設計要求。

其次，對點云數據經行分類處理，除去噪聲點和屋頂及植被上的點云，得到覆蓋測區的地面點點云數據，之后使用Global Mapper軟件對點云數據按百分之一的比例抽稀處理，以減少數據量。

最后將正射影像(DOM)和抽稀后的地面點云數據導入Global Mapper，生成兩種數據疊加的影像數據。并導出為.jpg格式的圖像，以便于導入Cass繪制線化圖。導出后如圖1所示：

圖一

圖二

3.2 在Cass環境下繪制線化圖

在經過了以上數據處理之后，將Global Mapper生成的.jpg格式的圖像導入Cass再疊加經抽稀過的點云數據。由此各個要素均能夠方便的繪制出來，既解決了線性地物的問題也解決了高程點的精度問題。

3.3 外業調繪

當內業完成以后，安排人員到實地實施調繪。主要檢查地物的平面精度和高程點的精度。

4、精度分析

本次外業檢查從每一幅圖上抽取均勻分布的地物點與高程點實測。并把實測數據與內業繪制的地形圖和摘取的高程點作對比。經對比分析發現，平面位置中誤差為±0.1m，高程中誤差為±0.2m。結果完全符合1：1000比例尺數字地形圖的測量要求。

結語：

對于數字化地形圖的生產，借助于機載激光雷達技術可以避免因為地面植被覆蓋過密而造成的高程點數據無法精確獲得的問題。同時加快了產品的生產速度和精度。對于植被茂密地區的測繪，由無人機航拍生產的正射影像(DOM)和機載激光雷達掃描所得到的地面點云數據融合使用能極大的提高作業效率，且成果精度完全符合測量規范的要求，這也為我們測繪產品的生產提供了新的途徑。