正射影像(DOM)与机载激光雷达点云数据的融合应用

文/宋亭磊 安徽省水利水电勘测设计院勘测分院 安徽蚌埠 233000

1、项目背景

肥西县截污工程是环巢湖地区环境综合治理的重点工程之一。该项目规划设计埋设一条截污管道，合肥市西南繁华大道起，沿G206向东南至合铜公路，再沿合铜公路向西南至将口河，最后沿将口河至巢湖，线路全线长约32km。该项目要求提供全要素1：1000数字化地形图和0.1m地面分辨率的正射影像(DOM)，并对完工日期和主要技术参数做了要求。

2、项目策划与实施

⑴由于该项目工期紧要求高，期间正值五月，天气炎热，作业人手有限。于是依据此项目特点制定了详细的作业计划。计划决定采用一组人使用低空无人机航飞生产正射影像(DOM)数据，同时另外一组人采用机载激光雷达航飞对测区进行扫描，生产出覆盖测区的点云数据。

⑵机载三维激光雷达测量系统是一种主动航空遥感装置，是实现地面三维坐标和影像数据同步、快速、高精确获取，并快速、智能化实现地物三维实时、变化、真实形态特性再现的一种国际领先的测绘高新技术。该技术基 于激光测距、GPS定位、惯导测量、及航空摄影测量原理，可以快速、低成本、高精度地获取三维地形地貌、航空数码影像等空间地理信息数据。

机载激光雷达测绘相比较与其他手段的测绘有着明显的优势：成果的整体精度与精细程度更高。三维激光点云数据都是由激光直接测量得到，而传统航测本质上是依据有限几个像控点基于航测理论进行的拟合测量；三维激光雷达系统采集原始点的密度远远高于传统航测，平均每平方米可达到一个、甚至十几个原始数据点，这是传统航测立体像对模拟技术采集或工程测量人工采集所无法比拟的；高程测量精度比其他测绘方法更高。特别在对传统测量手段存在困难的树木植被覆盖地区，由于激光扫描的速度非常快，密度也非常高，只要植被有一点点空隙激光点就可以达到地面，从而获取更高精度的地面点数据。

3、DOM与机载激光雷达数据融合生产数字化地形图

生产出DOM与点云数据以后，对于数字地形图的生产采用先内业后外业的方法经行。

3.1 内业数据处理

首先对DOM和点云数据进行质量检查，其主要指标均符合项目设计要求。

其次，对点云数据经行分类处理，除去噪声点和屋顶及植被上的点云，得到覆盖测区的地面点点云数据，之后使用Global Mapper软件对点云数据按百分之一的比例抽稀处理，以减少数据量。

最后将正射影像(DOM)和抽稀后的地面点云数据导入Global Mapper，生成两种数据叠加的影像数据。并导出为.jpg格式的图像，以便于导入Cass绘制线化图。导出后如图1所示：

图一

图二

3.2 在Cass环境下绘制线化图

在经过了以上数据处理之后，将Global Mapper生成的.jpg格式的图像导入Cass再叠加经抽稀过的点云数据。由此各个要素均能够方便的绘制出来，既解决了线性地物的问题也解决了高程点的精度问题。

3.3 外业调绘

当内业完成以后，安排人员到实地实施调绘。主要检查地物的平面精度和高程点的精度。

4、精度分析

本次外业检查从每一幅图上抽取均匀分布的地物点与高程点实测。并把实测数据与内业绘制的地形图和摘取的高程点作对比。经对比分析发现，平面位置中误差为±0.1m，高程中误差为±0.2m。结果完全符合1：1000比例尺数字地形图的测量要求。

结语：

对于数字化地形图的生产，借助于机载激光雷达技术可以避免因为地面植被覆盖过密而造成的高程点数据无法精确获得的问题。同时加快了产品的生产速度和精度。对于植被茂密地区的测绘，由无人机航拍生产的正射影像(DOM)和机载激光雷达扫描所得到的地面点云数据融合使用能极大的提高作业效率，且成果精度完全符合测量规范的要求，这也为我们测绘产品的生产提供了新的途径。