油气管道工程线状LiDAR数据的快速DEM提取.pdfVIP

学兔兔 吣 NGG 。GY Y 顺 与测量 l87 油气管道工程线状LiDAR数据的 快速DEM提取 徐国杰 杨汝芬 张建国 中国石油集团工程设计有限责任公司西南分公司，四川 成都 610041 摘要： 为适应大型油气管道工程对地形数据的快速获取要求，可利用机载激光雷达数据进行快速 DEM提取。讨论油气管道工程线状 LiDAR数据快速 DEM提取的两个关键 问题：滤波和DEM构建。 针对多植被丘陵地区线状数据，采用基于坡度变化的滤波算法对原始点云进行滤波；用不规则三角 网线性内插算法对滤波结果进行处理，并构建DEM；用一组线状 LiDAR数据做实验，将实验结果与 实测数据进行比对 。在构建的DEM上提取线路断面线，结果与实测地形基本相符。 关键词 ： 线状工程 ；点云；滤波 ；DEM构建 文献标识码 ：A 文章编号：1006—5539(2012)04—0087—04 O 前言 ． 1 LiDAR点云滤波 机载激光雷达 (LightDetectionAndRanging，Li- 1．1 关于滤波的讨论 DAR)~0量技术作为一种新兴的空间对地观测技术 ， LiDAR数据 的形式是分布在地表三维空间的一 已在多等级三维空间信息的实时获取方面产生了重 些离散的点，因点的数量 巨大 ，可形象地称之为点云。 大突破 ，引起 了测绘等相关行业的浓厚兴趣 ；也因其 这些点中，有些是落在真实 的地球表面 ，有些是落在 高效快速等特点，在各种大型工程特别是线状工程 人工地物上 (如各种建构物的顶部和侧部)，有些则落 (铁路、公路、电力线、油气管线)中得到了广泛应用并 在 自然地物上 (如树木 ，草丛等)。在植被茂密地区：．打 取得了良好效果E1~23。 在树冠 、草丛上的点 占了一定 的比重。而利用 LiDAR 在油气管道工程测量 中，测量的主要任务之一就 数据提取DEM，则需要将点云中的这些非地面点滤 是获取地面的高程信息，即DEM。而利用 LiDAR数据 除，这个过程 ，就是所谓 的点云滤波 训。 可 以快速提取 DEM，本文 旨在探讨如何利用 LiDAR 点云的滤波取决于所采用 的扫描方式、测 区地 数据快速提取 DEM。 形 、地物复杂度和点云采样密度等要素。地形缓和、地 物稀疏的地 区，较易区分地面点和非地面点；此类地 收稿 日期 ： 2012—03—10 基金项 目： 中国石油天然气集团公司重点工程资助项 目(HGPE201007508) 作者简介 ： 徐 国杰 (1984一)，男 ，山东单县人 ，助理工程师 ，硕士 ，主要从事测量技术工作 。 学兔兔 I I 881 油OLIl20128月 区点云的空间分布要求不是很密 ，因此可 以适当放宽 数据的特点，选择基于坡度变化的滤波算法对点云数 对滤波算法的性能要求。而地形复杂、地物稠密的地 据进行滤波。 区，区分地面点和非地面点较 困难 ；此类地 区要求必 基于坡度变化的滤波算法由VosselmanG提出 。 须保证点云密度 ，要想获得较好的滤波结果，需采用 该算法原理是数学形态学，类似于数学形态学中的腐 有一定适应性和针对性的滤波算法 。实际情况是 ： 蚀运算。算法的基本假设是地形缓和并连续 ：如果相 LiDAR系统在数据采集过程 中有一定 的盲 目性 ，激光 邻两激光点的高程值差异很大 (即