機載LIDAR係統原理與點雲處理方法 [The Principle of Airborne LiDAR and Approaches of Processing Point Clouds] 下載 mobi epub pdf 電子書 2024

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內容簡介

　　《機載LIDAR係統原理與點雲處理方法》共13章，主要內容包括機載LiDAR係統的發展與應用、機載LiDAR係統的原理、機載LiDAR點雲的獲取與處理、LAS格式與全波形、LiDAR點雲結構與可視化、點雲配準、點雲濾波方法、建築物3D模型重建、道路網提取、電力綫提取、水域提取、機載LiDAR係統在森林中的應用、LiDAR技術展望等。
　　《機載LIDAR係統原理與點雲處理方法》作者根據實踐經驗，係統全麵地介紹瞭機載LiDAR係統的主要理論方法和實際應用領域，對機載LiDAR係統點雲處理方法的發展具有重要的推動作用。
　　《機載LIDAR係統原理與點雲處理方法》可以作為高等院校相關專業本科生和研究生的教材，也可供相關領域的技術人員參考學習。

內頁插圖

目錄

第1章 機載LiDAR係統的發展與應用
1．1 機載LiDAR的發展曆史
1．2 機載LiDAR的技術特點
1．3 機載LiDAR技術與航空攝影測量
1．4 機栽LiDAR的應用領域

第2章 機載LiDAR係統的原理
2．1 激光測距儀
2．2 差分GPS定位
2．3 慣性導航係統原理
2．4 係統同步過程
2．5 LiDAR點雲的定位與誤差源

第3章 機載LiDAR點雲的獲取與處理
3．1 飛行任務設計
3．2 GPS基站的選址
3．3 航攝飛行
3．4 數據下載與檢查
3．5 航跡綫解算
3．6 安置角檢校
3．7 LiDAR數據調整
3．8 機載LiDAR點雲數據的特點
3．9 機載LiDAR點雲處理軟件

第4章 LAS格式與全波形
4．1 LiDAR點雲LAS格式
4．2 LiDAR波形數字化

第5章 LiDAR點雲結構與可視化
5．1 LiDAR點雲可視化
5．2 LiDAR點雲數據結構
5．3 LiDAR點雲分割
5．4 LiDAR點雲數據壓縮

第6章 機載LiDAR係統點雲配準
6．1 LZD航帶匹配算法
6．2 總體最小二乘航帶匹配法
6．3 點雲與影像的自動配準

第7章 機載LiDAR係統的點雲濾波方法
7．1 直方圖噪聲濾波法
7．2 基於坡度的地麵點分類法
7．3 漸進式形態學地麵點分類法
7．4 自適應TIN加密法
7．5 窗口迭代的剋裏金點雲分類法

第8章 機載LiDAR係統建築物3D模型重建
8．1 麵嚮對象的建築物識彆算法
8．2 多源點雲特徵的建築物3D重建

第9章 機載LIDAR係統的道路網提取
9．1 PCD算法提取道路網
9．2 半自動法提取道路網

第10章 機載LiDAR係統電力綫提取
10．1 懸鏈綫法
10．2 二次多項式擬閤法

第11章 機載LiDAR係統水域提取
11．1 水域提取概述
11．2 LiDAR點雲結閤影像的水體輪廓提取
11．3 LiDAR點雲柵格化海岸綫提取

第12章 機載LiDAR係統在森林中的應用
12．1 機栽LiDAR森林應用概述
12．2 林區數字地麵模型
12．3 冠層高度模型與生物量的測量
12．4 單樹探測與建模
12．5 生態係統分析與應用
12．6 地麵激光掃描儀的應用

第13章 LiDAR技術展望
13．1 測量技術的二次革命
13．2 LiDAR未來的發展
13．3 LiDAR存在的問題
13．4 幾點思考

參考文獻

前言/序言

　　自20世紀60年代世界上第一颱激光器問世以來，即被用於精確測距領域。隨後，為瞭獲得激光點的位置信息，科研人員嘗試利用陀螺儀和地麵雷達基站來定位激光腳點的位置；但是，限於高昂的成本和落後的技術，激光點的定位隻能限於小範圍區域內。直到20世紀90年代中期，美國國防部建立瞭世界上第一個全球定位係統（GPS），激光點的定位纔變得更加容易。1993年，斯圖加特大學的PeterFrie、JoachimLindenberger兩位博士生將GPS接收機、慣性測量係統IMU以及激光掃描儀集成為世界第一套機載LiDAR係統的樣機，二人成立的Topscan公司與加拿大的Optech公司閤作推齣瞭第一颱商業機載LiDAR係統-ALTM1020，自此開啓瞭機載LiDAR係統生産與應用的先例。2004年，奧地利Riegl公司研製的LMS-Q560全波形激光掃描儀能夠獲得地物的無限個迴波，能更精細地觀測地錶地物的結構和特徵，將機載LiDAR係統推嚮瞭一個新的應用高潮。2004年，山西亞太數字遙感新技術有限公司率先從德國IGI公司引進瞭中國第一套機載LiDAR係統，並在公路、電力、林業、測繪領域進行瞭推廣試點。自此，機載LiDAR係統如雨後春筍般在中華大地不斷湧現，目前在4D産品製作、三維城市建模、電力綫和公路選綫設計、森林生物量估算、電力設施識彆、地震災害分析等領域得到瞭廣泛應用。作者有幸在2004年親身參與瞭國內第一颱機載LiDAR係統的操作和試驗工作，參加瞭機載LiDAR係統在國內部分行業中的實踐應用，在使用中也深深地體會到該項技術快捷高精度的優勢，但是在具體的點雲數據前期、中期處理和後期特徵識彆方麵感到該項技術仍然存在諸多不足。現已齣版的關於LiDAR技術的相關書籍並不是很多，而且多集中在LiDAR係統的基本原理、地麵濾波和建築物重建部分，而對GPS事後差分、慣導係統組成和工作原理、安置角檢校方法、點雲的多特徵提取等方麵語焉不詳，不利於相關技術人員瞭解並深入應用該係統。
　　針對以上背景，作者結閤國內外最近發錶的研究成果，立足於點雲處理的實際需求並根據作者多年的實踐操作、點雲數據處理和應用的經驗，從機載LiDAR係統的特點與原理齣發，係統全麵地介紹瞭機載LiDAR係統的主要理論方法和實際應用領域，不僅可以作為高等院校本科生和研究生的教材，而且對相關的技術人員具有一定的參考和應用價值，同時希望本書能為機載LiDAR點雲處理方法的發展起到一定的推動作用。
　　全書分為13章。第1章為機載LiDAR係統的發展與應用，主要介紹瞭機載LiDAR係統的發展概況、技術特點與應用領域，並與傳統的航空攝影測量進行瞭對比分析。第2章為機載LiDAR係統的原理，介紹瞭機載LiDAR係統的三大組成部分，即激光測距儀、GPS、慣性導航係統，闡述瞭各部分的工作原理與同步工作的過程，詳細推導瞭激光點雲定位原理公式，分析瞭誤差産生的原因以及減小誤差的實施措施。第3章為機載LiDAR點雲的獲取與處理，涵蓋瞭機載LiDAR係統從飛行任務設計、GPS基站選址、航攝飛行采集點雲數據、數據質量檢查、航跡綫解算、安置角檢校、LiDAR數據調整等點雲數據的前期處理過程，另外還介紹瞭點雲的特點及常用的點雲處理軟件。第4章為LAS格式與全波形，主要介紹瞭激光點雲LAS格式的公共頭區域、可變長記錄、點數據記錄以及擴展的可變長記錄部分，全波形部分介紹瞭波形數字化技術、多迴波與全波形的關係和全波形高級過濾技術。第5章為LiDAR點雲的結構與可視化，討論瞭基於點的渲染技術和LiDAR點雲的各種常見可視化影像，介紹瞭Delaunay三角網、八叉樹和KD樹3種LiDAR點雲數據結構，簡述瞭3DHough變換、隨機
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