机载激光雷达数据特点和滤波方法研究

机载激光雷达技术是一种安装在飞机上的主动对地观测技术，具有全天候、作业周期短、精度高、费用低等优点，可以快速的获取数字高程模型。在国外，机载激光雷达已经有几十年的发展历史了；但是在国内，其成功的应用于生产还不到十年的时间。与硬件发展日益成熟相对应的是数据后处理软件的相对滞后。根本原因就是数据处理算法的滞后，目前还没有一个可以适应于各种复杂地形的通用算法。 本文研究的主要内容是介绍机载激光雷达的数据特点和组织方式，然后总结分析了现有数据滤波方法，最后针对一种基于坡度的滤波算法提出了一种改进的方法。论文内容包括： 概述了激光雷达的原理、系统构成，分析比较了现有的LIDAR系统。 探讨了激光雷达数据的特点和组织方式，分析了其标准格式。机载激光雷达产生的数据具有数据量大、离散、多次回波等特点。如此海量的数据通常采用的组织结构为规则格网、不规则三角网、剖面、体元和离散点，本文探讨了这几种数据组织方式的优劣和对数据处理所产生的影响。 总结分析了现有的一些激光雷达的滤波方法。目前，滤波算法主要有基于平面的、基于坡度的、基于分割的三种，本文重点分析了Vosselman的基于坡度的滤波方法的优劣，然后提出了一种改进的方法。 从机载激光雷达数据中滤除非地面点是LIDAR数据后处理的首要工作。本文的研究工作对数据处理的滤波部分具有一定的实用和参考意义。