[发明专利]一种机载LIDAR单片模式下的数字线划图半自动测图方法

说明书

一、技术领域

本发明涉及一种测绘遥感领域中的数字线划图测图技术，特别是一种机载LIDAR技术下的数字线划图半自动测图方法。

二、技术背景

传统的数字线划图测图方法，主要采用工程测量、传统航空摄影测量技术。但这些传统技术手段都存在明显的缺点和不足：

(1)工程测量存在工作量大、项目成本高、周期长、劳动强度大等多方面缺点，在大范围数字线划图测图项目中不具有经济可行性；

(2)传统航空摄影测量需要布设大量外业像控点、立体测图自动化程度低、生产效率低、项目周期长、在山区特别是林木覆盖地区测图精度差，在大比例尺数字线划图测图中存在很大的局限性。

所以在数字线划图测图过程中采用工程测量、传统航空摄影测量等方法时，不可避免地带来很多麻烦且效率低下。因此，现有技术存在自动化程度低、生产效率低、项目成本高，开发周期长、产品精度低等多方面缺点。怎样在保证数字线划图测图产品质量的前提下，提高自动化程度和生产效率、降低项目成本，缩短开发周期成为本领域科技人员急待解决的问题。

三、发明内容

为了解决现有测绘遥感技术在数字线划图测图中带来的诸多问题，提高生产效率，本发明的目的是提供一种机载LIDAR单片模式下的数字线划图半自动测图方法。它在保证数字线划图产品精度的情况下，提高了测图的自动化程度和生产效率，极大的降低了项目开发成本，缩短了项目周期，克服了传统测绘遥感技术手段存在的缺点。

本发明的目的是这样实现的：在获取机载LIDAR航测原始成果并进行数据预处理后，构建激光点云辅助下的航片单片测图环境，通过高效的自动化算法和实用的人工交互方法设计，实现建筑物、道路、水系、植被等地物要素矢量线划的半自动提取，结合单片测图环境实现对其它地物要素的绘制，通过高密集的激光点云实现等高线和高程注记点的自动生成，从而实现机载LIDAR单片模式下的数字线划图半自动测图。

本项发明与现有技术相比具有以下优点：

①变革了传统立体像对方式的测图思路，避免了传统航测方法下数字线划图全手工测图问题，成倍的提高了测图生产效率。

传统摄影测量技术也可以采用单片测图方法，但与本方法不同，该方法不能有效利用激光点云的有效信息，也不能实现要素像空间向物空间的快速转换。

②较低的测图项目成本，较短的测图周期

机载LIDAR不需要外业地面像控点、在部分矢量线的提取方面实现了半自动化甚至全自动化，可极大的节省项目开发成本，缩短测图项目周期。

③高精度的数字线划图产品

机载LIDAR与传统数码航片一样，参考高分辨率的数码航片可精确确定地物要素的平面位置。但机载LIDAR同时可获取高精度、高密集的三维激光点云数据，通过内插后生成的等高线和高程注记点高程精度可达到20cm左右，在森林覆盖密集的山区优势更为明显。相比于传统航空摄影测量，机载LIDAR可获取更高精度的数字线划图产品。

四、具体实施方式

机载LIDAR单片模式下的数字线划图半自动测图方法与现有技术相比有很大的不同，具体是：

通过设备的检校飞行，可完成激光传感器和数码相机两种设备参数的精确检校；以激光点云条带、数码航片条带的重叠部分信息为参考，参考少量地面控制点，对整个数据进行整体平差处理，同时参考点云构成的数字地面模型和高精度Pos辅助定位信息对航片进行整体空三加密处理，可得到测区内高精度的数字高程模型和具有高精度外方位元素的数码航片，实现点云和航片在像空间的精确匹配；构建点云和航片集成的单片测图环境，采用人工辅助方式实现建筑物和道路、水系、植被等线状地物特征线的半自动提取；其它剩余地物提取，仍在单片测图环境中采用手工编辑完成；同时，参考高精度的激光点云，实现等高线内插和高程注记点的自动生成。

1、设备激光传感器和数码相机参数的精确检校。激光传感器需检校heading、roll、pitch三个参数，数码相机除需检校heading、roll、pitch外，还需检校相机的畸变参数。两套传感器的设备检校需选取满足技术要求的检校场，测量外业地面控制点，采用专业数据处理和分析方法进行设备检校参数的解算，去除测量过程中的系统误差。