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机载 LiDAR 数据预处理流程为:(1)对机载 GPS 数据做后差分处理形成高精度
POS 成果数据,并联合激光测距数据解算生成三维离散点云数据。(2)开展数据预处理
工作,检验数据精度,如精度不满足指标要求,需进行补测工作。(3)对初步检验合格
的数据进行去噪滤波、剔除植被和人机交互等处理,得到分类后的点云成果数据。(4)
根据点云分类成果,采用 1985 国家高程基准进行坐标转换,生成数字表面模型(digital
surface model,DSM)和数字高程模型(digital elevation model,DEM)。同时,基于
机载同步影像生成数字正射影像图(digital orthophoto map,DOM)。
数据处理采用业内通用的芬兰 TerraSolid 软件,经过数据去噪、滤波、航带平差、点
云分类、构建 DEM 等操作,制作了分辨率优于 0.5 m 的高精度 DEM。
3. 机载 LiDAR 数据采样密度分析
激光点云采样密度是数据获取和灾害解译中一项非常重要的参数,它决定了采样数据
的分辨率,同时也是控制项目工期和资金成本的重要因素。本文获取机载 LiDAR 数据的目
的是解译地质灾害,这与地形测量的要求有着本质的不同。查阅国内外相关技术文献,并
未找到明确的关于地质灾害识别的点云采样密度的相关规范要求,地质灾害识别的相关文
献在此方面也无深入论述,可参考的资料极度缺乏。查阅文献发现 2013 年学者 Lin 对不
同分辨率的 DEM 数据和高精度 LiDAR 数据进行对比分析,结果表明地貌学研究的最佳空
间分辨率是 0.5 m,低于该分辨率会错漏地貌特征,而超过该分辨率并未带来明显变化
[9]
。
这一论断是针对地貌学开展的宏观研究,而不是完全针对地质灾害的识别分析,但也具有
重要的参考价值。目前,关于机载 LiDAR 数据获取的技术规范主要有应用于基础测绘的
《机载激光雷达数据获取技术规范》(CH/T 8024-2011),在其§4.1 中给出了点云密度
与 DEM 网格密度的对应关系(见表 1),提出了机载 LiDAR 获取的点云数据密度应满足
内插 DEM 数据的需求,平坦地区点云密度适当放宽,地貌破碎地区适当加严。
表 1 点云密度要求
Table 1. Point Cloud Density Requirements
注:按不大于 1/2 DEM 成果网格间距计算点云密度