一种机载激光雷达航带间冗余数据自动去除方法技术

本发明专利技术公开了一种机载激光雷达航带间冗余数据自动去除方法，包括以下步骤：步骤一、格网化处理：采用数据处理器对所处理点云数据进行格网划分，使得点云数据被划分于多个尺寸相同的方形网格内；二、各激光脚点所属航带确定；三、冗余数据提取：对格网中每一个方形网格内所包括激光脚点的数量与各激光脚点所属的航带分别进行判断，并自格网中查找出所有冗余数据方格；四、冗余数据处理：采用数据处理器且调用冗余数据剔除模块或冗余数据标记模块，对查找出的所有冗余数据方格分别进行冗余数据处理。本发明专利技术方法步骤简单、设计合理、实现方便且使用操作简便、使用效果好，能自动有效检测并剔除机载LiDAR点云数据中的冗余数据。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于机载激光雷达测量
，尤其是涉及一种机载激光雷达航带间冗 余数据自动去除方法。
技术介绍
机载激光雷达(LiDAR)是一种20世纪90年代前后发展起来的新型测量技术。该 技术集激光测距、全球定位系统(GPS)和惯性导航系统(INS)三种技术为一体，采用主动 探测的方式，可以快速获取高精度、高密度的地球表面三维坐标信息。实际测量时，采用机 载激光雷达(LiDAR)所获取的点云数据中所包含的高精度的三维空间坐标信息，能够精细 地表现出扫描对象的表面空间特征，是各类测绘应用的基础，在地理空间信息研究、城市规 划、国土管理等方面也具有重要的意义。机载激光雷达在作业时，由于扫描视场角和航高的限制，完成一个测区数据采集 必须进行多条航线的飞行。这些航线之间需要设置一定的旁向重叠度，以保证数据采集能 够覆盖整个测区。由于这些旁向重叠区域会被两个条带的点云覆盖，从而密度远远大于其 他区域，这样，在重叠区域便形成了数据冗余。这些冗余数据的数据量约等于点云总数目乘 以旁向重叠度的一半。例如，旁向重叠度为15% (—般设置为10% 20%)时，一个航带的点 云总数为一千万，那么冗余数据量则约等于七十五万。冗余数据为数据的存储、管理以及后 期处理带来了很多不便。同时，由于误差的存在，LiDAR数据在条带边缘的点云精度较差， 因此，即使经过平差处理后，重叠区域的两个航带的点云之间依然会出现微小的高程差，使 生成的DEM (即数字高程模型)不平滑。因此，去除冗余数据是机载激光雷达数据后处理以 及产品生成过程中的一个重要且必要的步骤。目前，国内外针对该问题解决方法的研究较少，现有唯一商业化的LiDAR数据处 理软件TerraSolid中包含了点云消冗的模块(Cut overlap),但是由于是商业软件,其相 关方法都是不对外公开的。但是，根据TerraSolid的消冗操作可以判断得出其消冗算法是 依赖特定格式航迹文件的算法，如果不添加航迹文件则不能进行消冗操作，而航迹文件格 式是非公开的。这样，上述方法便有一定的局限性。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题在于针对上述现有技术中的不足，提供一种机载激光 雷达航带间冗余数据自动去除方法，其方法步骤简单、设计合理、实现方便且使用操作简 便、使用效果好，能自动有效检测并剔除机载LiDAR点云数据中的冗余数据。为解决上述技术问题，本专利技术采用的技术方案是一种机载激光雷达航带间冗余 数据自动去除方法，其特征在于该方法包括以下步骤步骤一、格网化处理采用数据处理器对所处理点云数据进行格网划分，使得所述 点云数据被划分于多个尺寸相同的方形网格内，且划分后所形成格网的行数和列数分别为 Rmax= (MAXY-MINY)/L+1和 Cmax=(MAXX-MINX)/L+1 ；所处理点云数据为采用机载激光雷达由先至后对测区进行N个架次飞行后，所获得的包含N个航带的激光雷达点云数据，其中N ^ 2 ;每一个航带的激光雷达点云数据中均包括多个激光脚点的测量数据，且每一个激光脚点的测量数据均包括该激光脚点的(X，Y， Z)三维坐标数据和测量数据获取时间；其中，MAXY为所处理点云数据中Y轴坐标值最大的激光脚点的Y轴坐标值，MINY 为所处理点云数据中Y轴坐标值最小的激光脚点的Y轴坐标值,MAXX为所处理点云数据中 X轴坐标值最大的激光脚点的X轴坐标值，且MINX为所处理点云数据中X轴坐标值最小的激光脚点的X轴坐标值；L为所述方形网格的边长，且L= (I + b) X Vi ,式中b=20% 30%，a为所处理点云数据的密度；步骤二、各激光脚点所属航带确定根据所处理点云数据中各激光脚点的测量数据获取时间，对所处理点云数据中所有激光脚点所属的航带分别进行判断，并根据判断结果且采用所述数据处理器标记出各激光脚点所属的航带编号；步骤三、冗余数据提取根据步骤二中所标记出的各激光脚点所属的航带编号，采用所述数据处理器对步骤一中所述格网中每一个所述方形网格内所包括激光脚点的数量与各激光脚点所属的航带分别进行判断，并自所述格网中查找出所有冗余数据方格，且所述冗余数据方格为内部包含两个航带激光脚点的测量数据的方形网格；步骤四、冗余数据处理采用所述数据处理器且调用冗余数据剔除模块或冗余数据标记模块，对步骤三中查找出的所有冗余数据方格分别进行冗余数据处理；调用所述冗余数据剔除模块进行冗余数据处理时，所有冗余数据方格的冗余数据处理方法均相同；且对任一个所述冗余数据方格进行进行冗余数据处理时，所述数据处理器调用所述冗余数据剔除模块，将当前所处理冗余数据方格内所包含的一个航带的激光脚点的测量数据剔除，并保留另一个航带的激光脚点的测量数据；调用所述冗余数据标记模块进行冗余数据处理时，所有冗余数据方格的冗余数据处理方法均相同；且对任一个所述冗余数据方格进行进行冗余数据处理时，所述数据处理器调用所述冗余数据标记模块，将当前所处理冗余数据方格内所包含的一个航带的激光脚点的测量数据标记为冗余数据。上述，其特征是步骤三中自所述格网中查找出所有冗余数据方格后，还需采用所述数据处理器且调用冗余数据方格标记模块，对查找出的所有冗余数据方格分别进行标记。上述，其特征是步骤三中自所述格网中查找出所有冗余数据方格后，相邻两个所述航带之间的所有冗余数据方格形成一个冗余数据条带；所述冗余数据条带的数量为N-1个。上述，其特征是步骤四中调用所述冗余数据剔除模块进行冗余数据处理时，对N-1个所述冗余数据条带分别进行冗余数据处理，且N-1个所述冗余数据条带的冗余数据处理方法均相同；且对任一个所述冗余数据条带进 行冗余数据处理时，其处理过程如下4011、冗余数据条带的几何中心线提取提取出当前所处理冗余数据条带的几何中心线；当前所处理冗余数据条带位于航带一和航带二之间，并且所述航带一位于所述航带二的左侧；4012、冗余数据剔除根据步骤二中所标记出的各激光脚点所属的航带编号，将位 于步骤4011中所述几何中心线左侧的航带二的激光雷达点云数据均剔除，同时将位于步 骤4011中所述几何中心线右侧的航带一的激光雷达点云数据均剔除。上述，其特征是步骤四中调用 所述冗余数据标记模块进行冗余数据处理时，对N-1个所述冗余数据条带分别进行冗余数 据处理，且N-1个所述冗余数据条带的冗余数据处理方法均相同；且对任一个所述冗余数 据条带进行冗余数据处理时，其处理过程如下4021、冗余数据条带的几何中心线提取提取出当前所处理冗余数据条带的几何 中心线；当前所处理冗余数据条带位于航带一和航带二之间，并且所述航带一位于所述航 带二的左侧；4022、冗余数据剔除根据步骤二中所标记出的各激光脚点所属的航带编号，将位 于步骤4021中所述几何中心线左侧的航带二的激光雷达点云数据均标记为冗余数据，同 时将位于步骤4021中所述几何中心线右侧的航带一的激光雷达点云数据均标记为冗余数据。上述，其特征是步骤二中对所 处理点云数据中所有激光脚点所属的航带分别进行判断时，根据同一航带内前后相邻两个 激光脚点的测量数据获取时间的连续性，对相邻两个航带之间的分界线进行确定，并根据 所确定的相邻两个航带之间的分界线，对所有激光脚点所属的航带分别进行判断。上述，其特征是步骤一中进行 格网化处理之前本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种机载激光雷达航带间冗余数据自动去除方法，其特征在于该方法包括以下步骤：步骤一、格网化处理：采用数据处理器对所处理点云数据进行格网划分，使得所述点云数据被划分于多个尺寸相同的方形网格内，且划分后所形成格网的行数和列数分别为Rmax=（MAXY?MINY)/L+1和Cmax=(MAXX?MINX)/L+1；所处理点云数据为采用机载激光雷达由先至后对测区进行N个架次飞行后，所获得的包含N个航带的激光雷达点云数据，其中N≥2；每一个航带的激光雷达点云数据中均包括多个激光脚点的测量数据，且每一个激光脚点的测量数据均包括该激光脚点的（X，Y，Z）三维坐标数据和测量数据获取时间；其中，MAXY为所处理点云数据中Y轴坐标值最大的激光脚点的Y轴坐标值，MINY为所处理点云数据中Y轴坐标值最小的激光脚点的Y轴坐标值，MAXX为所处理点云数据中X轴坐标值最大的激光脚点的X轴坐标值，且MINX为所处理点云数据中X轴坐标值最小的激光脚点的X轴坐标值；L为所述方形网格的边长，且式中b=20%～30%，a为所处理点云数据的密度；步骤二、各激光脚点所属航带确定：根据所处理点云数据中各激光脚点的测量数据获取时间，对所处理点云数据中所有激光脚点所属的航带分别进行判断，并根据判断结果且采用所述数据处理器标记出各激光脚点所属的航带编号；步骤三、冗余数据提取：根据步骤二中所标记出的各激光脚点所属的航带编号，采用所述数据处理器对步骤一中所述格网中每一个所述方形网格内所包括激光脚点的数量与各激光脚点所属的航带分别进行判断，并自所述格网中查找出所有冗余数据方格，且所述冗余数据方格为内部包含两个航带激光脚点的测量数据的方形网格；步骤四、冗余数据处理：采用所述数据处理器且调用冗余数据剔除模块或冗余数据标记模块，对步骤三中查找出的所有冗余数据方格分别进行冗余数据处理；调用所述冗余数据剔除模块进行冗余数据处理时，所有冗余数据方格的冗余数据处理方法均相同；且对任一个所述冗余数据方格进行进行冗余数据处理时，所述数据处理器调用所述冗余数据剔除模块，将当前所处理冗余数据方格内所包含的一个航带的激光脚点的测量数据剔除，并保留另一个航带的激光脚点的测量数据；调用所述冗余数据标记模块进行冗余数据处理时，所有冗余数据方格的冗余数据处理方法均相同；且对任一个所述冗余数据方格进行进行冗余数据处理时，所述数据处理器调用所述冗余数据标记模块，将当前所处理冗余数据方格内所包含的一个航带的激光脚点的测量数据标记为冗余数据。FDA00002651364600011.jpg...

【技术特征摘要】
1.一种机载激光雷达航带间冗余数据自动去除方法，其特征在于该方法包括以下步骤 步骤一、格网化处理采用数据处理器对所处理点云数据进行格网划分，使得所述点云数据被划分于多个尺寸相同的方形网格内，且划分后所形成格网的行数和列数分别为Rmax= (MAXY-MINY)/L+1和 Cmax=(MAXX-MINX)/L+1 ； 所处理点云数据为采用机载激光雷达由先至后对测区进行N个架次飞行后，所获得的包含N个航带的激光雷达点云数据，其中N ^ 2 ;每一个航带的激光雷达点云数据中均包括多个激光脚点的测量数据，且每一个激光脚点的测量数据均包括该激光脚点的(X，Y，Z)三维坐标数据和测量数据获取时间； 其中，MAXY为所处理点云数据中Y轴坐标值最大的激光脚点的Y轴坐标值，MINY为所处理点云数据中Y轴坐标值最小的激光脚点的Y轴坐标值，MAXX为所处理点云数据中X轴坐标值最大的激光脚点的X轴坐标值，且MINX为所处理点云数据中X轴坐标值最小的激光脚点的X轴坐标值；L为所述方形网格的边长，且L=(l + b)x|，式中b=20% 30%，a为所处理点云数据的密度； 步骤二、各激光脚点所属航带确定根据所处理点云数据中各激光脚点的测量数据获取时间，对所处理点云数据中所有激光脚点所属的航带分别进行判断，并根据判断结果且采用所述数据处理器标记出各激光脚点所属的航带编号； 步骤三、冗余数据提取根据步骤二中所标记出的各激光脚点所属的航带编号，采用所述数据处理器对步骤一中所述格网中每一个所述方形网格内所包括激光脚点的数量与各激光脚点所属的航带分别进行判断，并自所述格网中查找出所有冗余数据方格，且所述冗余数据方格为内部包含两个航带激光脚点的测量数据的方形网格； 步骤四、冗余数据处理采用所述数据处理器且调用冗余数据剔除模块或冗余数据标记模块，对步骤三中查找出的所有冗余数据方格分别进行冗余数据处理； 调用所述冗余数据剔除模块进行冗余数据处理时，所有冗余数据方格的冗余数据处理方法均相同；且对任一个所述冗余数据方格进行进行冗余数据处理时，所述数据处理器调用所述冗余数据剔除模块，将当前所处理冗余数据方格内所包含的一个航带的激光脚点的测量数据剔除，并保留另一个航带的激光脚点的测量数据； 调用所述冗余数据标记模块进行冗余数据处理时，所有冗余数据方格的冗余数据处理方法均相同；且对任一个所述冗余数据方格进行进行冗余数据处理时，所述数据处理器调用所述冗余数据标记模块，将当前所处理冗余数据方格内所包含的一个航带的激光脚点的测量数据标记为冗余数据。2.按照权利要求1所述的一种机载激光雷达航带间冗余数据自动去除方法，其特征在于步骤三中自所述格网中查找出所有冗余数据方格后，还需采用所述数据处理器且调用冗余数据方格标记模块，对查找出的所有冗余数据方格分别进行标记。3.按照权利要求1或2所述的一种机载激光雷达航带间冗余数据自动去除方法，其特征在于步骤三中自所述格网中查找出所有冗余数据方格后，相邻两个所述航带之间的所有冗余数据方格形成一个冗余数据条带；所述冗余数据条带的数量为N-1个。4.按照权利要求3所述的一种机载激光雷达航带间冗余数据自动去除方法，其特征在于步骤四中调用所述冗余数据剔除模块进行冗余数据处理时，对N-1个所述冗余数据条带分...

【专利技术属性】
技术研发人员：宋袁龙，梁菲，赵铁梅，王慧芳，左涛，姚春雨，
申请(专利权)人：西安煤航信息产业有限公司，
类型：发明
国别省市：