利用(yòng)LiDAR點雲快(kuài)速進行等高(gāo)線制作

　　測繪工程實踐需要利用(yòng)LiDAR點雲對(duì)等高(gāo)線進行提取。因點雲數據的(de)量太大(dà)，使得(de)在對(duì)點雲進行處理(lǐ)的(de)過程中，利用(yòng)點雲數據對(duì)三角網進行構建，并基于三角網對(duì)等高(gāo)線進行追蹤，這(zhè)種多(duō)在常規矢量中應用(yòng)的(de)處理(lǐ)方法不能達到理(lǐ)想的(de)效果，或者無法使用(yòng)。等高(gāo)線自動生成是在EPS2008基礎地理(lǐ)信息工作平台下(xià)開發的(de)機載LiDAR測圖系統的(de)子模塊之一，通(tōng)過使用(yòng)栅格的(de)方法使海量點雲等高(gāo)線自動生成這(zhè)一難題得(de)到成功的(de)解決。

　　1、機載LiDAR測圖系統

　　以Eps2008地理(lǐ)信息工作站（以下(xià)簡稱EPS）爲基，使用(yòng)機載LiDAR測制城(chéng)市基本比例尺地形圖的(de)系統實施研發，采納點雲與影(yǐng)像處理(lǐ)等制圖功能，以及Eps強大(dà)的(de)數據編輯功能。依照(zhào)從底至上的(de)模塊化(huà)設計思想進行設計。

　　2、海量點雲數據管理(lǐ)與快(kuài)速顯示技術

　　非常巨大(dà)的(de)數據量，是點雲數據特點的(de)其中之一，在一個(gè)普通(tōng)工程文件中，點雲數據量就可(kě)達到幾億點。等高(gāo)線自動生成的(de)前提就要對(duì)海量點雲進行編輯和(hé)處理(lǐ)，首先必須解決點雲的(de)管理(lǐ)和(hé)快(kuài)速顯示的(de)問題。本項目在點雲數據描述與顯示環節進行優化(huà)，解決了(le)超大(dà)點雲數據存儲與顯示效率問題。主要采用(yòng)了(le)以下(xià)技術：（1）無損壓縮技術（2）虛拟緩存技術（3）動态篩選技術。

　　3、工作原理(lǐ)

　　将點雲顯示和(hé)存儲的(de)問題解決後，該文将對(duì)利用(yòng)點雲數據使等高(gāo)線得(de)到快(kuài)速生産的(de)基本原理(lǐ)進行探討(tǎo)：按照(zhào)等高(gāo)距，将點雲分(fēn)成不同的(de)級，并給每級賦予同一種顔色，要使相鄰的(de)分(fēn)級顔色不相同；按照(zhào)精度的(de)要求，通(tōng)過繪圖手段把分(fēn)色之後的(de)點雲栅格化(huà)，使栅格圖片生成；通(tōng)過采用(yòng)圖像處理(lǐ)方法，将本色邊界線提取出來(lái)；對(duì)等高(gāo)線進行賦值；讓分(fēn)塊處理(lǐ)後的(de)等高(gāo)線實現接邊；由于圖像處理(lǐ)成熟，在實踐中有廣泛的(de)應用(yòng)，通(tōng)過采用(yòng)點雲栅格化(huà)的(de)方法，EPS成功地把基于點雲生成等高(gāo)線問題，變成基于圖像對(duì)色塊分(fēn)界線進行提取的(de)問題，又由于在對(duì)點雲進行栅格化(huà)時(shí)，已經過濾掉了(le)大(dà)多(duō)數的(de)噪聲，從而使等高(gāo)線柔順、光(guāng)滑得(de)到了(le)保證。

　　4、技術路線

　　該文結合工作生産實踐，提出了(le)基于利用(yòng)LiDAR點雲快(kuài)速進行等高(gāo)線制作的(de)作業流程。

　　4.1數據獲取

　　該項目通(tōng)過采用(yòng)德國TopoSys公司的(de)機載LiDAR系統Harrier68i對(duì)點雲數據進行采集，前期數據處理(lǐ)主要采用(yòng)TOPPIT、POSPAC、Terransolid等軟件進行了(le)處理(lǐ)，然後将點雲數據讀入EPS2008基礎地理(lǐ)信息平台。

　　4.2點雲分(fēn)級賦色

　　在EPS2008基礎地理(lǐ)信息平台下(xià)，對(duì)點雲進行分(fēn)級賦色，并且保證相鄰兩級點雲的(de)顔色不同。

　　4.3圖像化(huà)處理(lǐ)及等高(gāo)線的(de)自動生成

　　按照(zhào)精度的(de)要求，通(tōng)過繪圖手段把分(fēn)色之後的(de)點雲栅格化(huà)，使栅格圖片生成；通(tōng)過采用(yòng)圖像處理(lǐ)方法，将本色邊界線提取出來(lái)；對(duì)等高(gāo)線進行賦值；讓分(fēn)塊處理(lǐ)後的(de)等高(gāo)線實現接邊；由于圖像處理(lǐ)成熟，在實踐中有廣泛的(de)應用(yòng)，通(tōng)過采用(yòng)點雲栅格化(huà)的(de)方法，EPS成功地把基于點雲生成等高(gāo)線問題，變成基于圖像對(duì)色塊分(fēn)界線進行提取的(de)問題，又由于在對(duì)點雲進行栅格化(huà)時(shí)，已經過濾掉了(le)大(dà)多(duō)數的(de)噪聲，從而使等高(gāo)線柔順、光(guāng)滑得(de)到了(le)保證。

　　5、生産應用(yòng)

　　筆者所在單位于2011年完成從化(huà)1985平方公裏1；5000地形圖測制，其中2/3是山地，需要繪制等高(gāo)線。項目數據獲取采用(yòng)德國TopoSys公司的(de)機載LiDAR系統Harrier68i。前期數據處理(lǐ)主要采用(yòng)TOPPIT、POSPAC、Terransolid等軟件，地形圖測制利用(yòng)EPS2008基礎地理(lǐ)信息平台，得(de)到1：5000地形圖測繪産品成果。經過對(duì)項目成果的(de)檢驗，最終得(de)到地形測繪成果點位平面中有0.60m的(de)誤差，高(gāo)程中有0.161m的(de)誤差，點位間距中有0.601m的(de)誤差，成果的(de)邏輯一緻性、要素的(de)完備性、屬性精度等，都和(hé)設計和(hé)規範要求相符合。

　　6、結語

　　該文立足測繪新技術的(de)應用(yòng)，在EPS2008基礎地理(lǐ)信息平台下(xià)，利用(yòng)LiDAR點雲數據快(kuài)速生成等高(gāo)線的(de)工作原理(lǐ)進行了(le)梳理(lǐ)。依照(zhào)以往對(duì)其他(tā)軟件進行使用(yòng)的(de)經驗，由點雲直接、大(dà)面積、快(kuài)速地生成等高(gāo)線的(de)方法，有著(zhe)占用(yòng)計算(suàn)資源少、操作相對(duì)簡單、圖面美(měi)觀、速度較快(kuài)等諸多(duō)優勢。

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