机载激光雷达(LiDAR)测量在公路三维测设中的应用

精密数字地面模型(DTM)是进行公路三维测设的基础。吉林省东部山区地形复杂,植被茂盛,传统全野外测量获取DTM难度大、周期长、精度低。从2011年起,我院开始利用机载Li DAR技术获取DTM数据产品,成功应用于7条高等级公路的勘测设计中,证明了在四季分明的广大北方地区机载Li DAR在公路三维测设中具有较好的实用性和应用前景。     

多源数据与机载LiDAR数据的DTM提取算法

本文提出了基于坡度因子的概念、利用已知DEM辅助信息、针对LIDAR点云迭代进行DTM提取的新方法。主要介绍了多源数据配准、激光点云滤波算法的原理,并在山地、居民、水域等地区进行了实验,同时应用两种精度验证方法对实验数据进行运算和评价。实验证明该算法不依赖初始坡度设定,自适应性较好。     

影响机载激光雷达点云密度的因素分析

针对机载激光雷达设计点云密度与实际获取不一致的问题,该文从参数设计、设备性能、摄区情况和综合要求等方面讨论影响点云密度的因素,分析各个因素对点云密度的影响程度,提出了保证点云密度的一般方法。基于影响因素分析结果,该文从工程实践出发,系统性地介绍了点云密度设计思路并验证点云密度影响因素。研究结果为如何设计机载激光雷达点云密度提供参考依据,对工程项目设计和数据处理具有一定指导意义。     

约束数据域的Delaunay三角剖分与修改算法

顾及地形特征线的散点域（约束数据域）三角剖分是建立高精度数字地面模型的基础，在GIS、地学分析、计算几何、多分辨率DTM等领域中有着广泛的应用。本文研究了约束数据域的Delaunay三角剖分剖,简要分析了现存的算法特点并提出了约束数据域的Delaunay三角剖分的迭代算法和删除算法。     

基于机载LiDAR点云滤波的矿区DEM构建方法

机载Li DAR数据是进行矿山高植被覆盖区地面塌陷调查的有效工具。利用湖南某矿区的机载Li DAR点云数据,提出了一种基于区域分割的渐进三角网滤波构建DEM的方法。首先,对原始机载Li DAR点云数据进行重新组织,以提高邻域点计算效率;其次,结合高程差计算区域统计值,按照地形情况分割测区内的地面点和非地面点,利用地面点构建初始稀疏TIN模型;然后,通过计算其他点与TIN的距离,渐进加密三角网,提取地面点;最后,剔除孤立点,生成格网间距为1 m的DEM。研究结果表明:基于区域分割的渐进三角网滤波构建的DEM能够较为精细地表达地形信息,特别在高植被覆盖区域,能够提取出高精度的真实地表DEM,可更加准确地表达出矿区高植被覆盖区的地表塌陷位置和范围等信息。     

基于机载LiDAR和倾斜影像的城市三维建模方法

"数字孪生"城市建设是近两年新兴的一条建设智慧城市的技术路径,它是构建一个与现实物理城市匹配对应的数字城市,实现城市要素数字化,其核心数据之一是高度仿真的城市三维模型.本文在研究机载LiDAR点云、倾斜摄影和三维可视化等技术之后,探讨了利用机载LiDAR和倾斜影像进行互补融合,构建城市三维模型的方法,并详细描述了三维建...     

数字地形分析原理及三维GIS系统实现

本文从DEM基本理论和由DEM衍生的数字地形分析方法两个方面对数字地形分析原理进行总结、概述。并设计一个三维WebGIS系统对数字地形分析的典型方法进行应用实现,在三维平台中实现坡度坡向、地形剖面、淹没分析等常用的数字地形分析运算,为其他专业领域提供直观、实用的地形地貌信息和分析应用环境。     

球体剖分瓦块的大区域真三维地理场景构建

针对目前地理信息科学领域存在的三维地理场景大都是局部的、基于投影的2.5维表面模型的问题,该文提出了利用球体大圆弧八叉树剖分(SGOG)瓦块建立大区域真三维地理场景的方法。将SGOG特定剖分层次的顶点与全球共享DEM数据进行匹配,构建大区域真三维地形框架;以地形起伏度为阈值,采用不同层次的瓦块进行自适应建模,大大减少了数据量;粘贴遥感纹理,建立虚拟地理场景。中国大陆地区的实验结果表明:所提方法不但顾及了地球曲率,克服了投影变形的缺陷,而且可以利用SGOG多尺度特性,灵活建立各种(混合)尺度的模型,并可实现地表上下空间的一体化建模。     

Mapping alteration minerals using sub-pixel unmixing of ASTER data in the Sarduiyeh area,SE Kerman,Iran

This paper is an attempt to introduce the role of earth observation technology and a type of digital earth processing in mineral resources exploration and assessment. The sub-pixel distribution and quantity of alteration minerals were mapped using linear spectral unmixing (LSU) and mixture tuned matched filtering (MTMF) algorithms in the Sarduiyeh area, SE Kerman, Iran, using the visible-near infrared (VNIR) and short wave infrared (SWIR) bands of the Advanced Spaceborne Thermal Emission and Reflection Radiometer (ASTER) instrument and the results were compared to evaluate the efficiency of methods. Three groups of alteration minerals were identified: (1) pyrophylite-alunite (2) sericite-kaolinite, and (3) chlorite-calcite-epidote. Results showed that high abundances within pixels were successfully corresponded to the alteration zones. In addition, a number of unreported altered areas were identified. Field observations and X-ray diffraction (XRD) analysis of field samples confirmed the dominant mineral phases identified remotely. Results of LSU and MTMF were generally similar with overall accuracy of 82.9 and 90.24%, respectively. It is concluded that LSU and MTMF are suitable for sub-pixel mapping of alteration minerals and when the purpose is identification of particular targets, rather than all the elements in the scene, the MTMF algorithm could be proposed.     

现代测绘学在构建数字地球中的作用

叙述了数字地球的由来、概念和作用。从现代测绘学的发展,阐述了它在构建数字地球中的作用和地位。     

Creating high-resolution bare-earth digital elevation models (DEMs) from stereo imagery in an area of densely vegetated deciduous forest using combinations of procedures designed for lidar point cloud filtering

For areas of the world that do not have access to lidar, fine-scale digital elevation models (DEMs) can be photogrammetrically created using globally available high-spatial resolution stereo satellite imagery. The resultant DEM is best termed a digital surface model (DSM) because it includes heights of surface features. In densely vegetated conditions, this inclusion can limit its usefulness in applications requiring a bare-earth DEM. This study explores the use of techniques designed for filtering lidar point clouds to mitigate the elevation artifacts caused by above ground features, within the context of a case study of Prince William Forest Park, Virginia, USA. The influences of land cover and leaf-on vs. leaf-off conditions are investigated, and the accuracy of the raw photogrammetric DSM extracted from leaf-on imagery was between that of a lidar bare-earth DEM and the Shuttle Radar Topography Mission DEM. Although the filtered leaf-on photogrammetric DEM retains some artifacts of the vegetation canopy and may not be useful for some applications, filtering procedures significantly improved the accuracy of the modeled terrain. The accuracy of the DSM extracted in leaf-off conditions was comparable in most areas to the lidar bare-earth DEM and filtering procedures resulted in accuracy comparable of that to the lidar DEM.     

激光扫描技术在土方量计算中的应用及精度分析

土方量计算的方法有方格网法、断面法、等高线法、数字高程模型(DEM)方法等,本文提出一种利用激光扫描获取海量数据生成不规则三角网(TIN)来计算土方量的方法,介绍其作业方法、地形数据提取、土方量计算等。在实际工程中,用不同方法计算出来的土方量会存在差别,哪种计算方法的精度更高,通过精度分析得出相应结论。     

利用卫星立体影像生产DEM的关键技术研究

在利用国产资源三号卫星立体影像制作DEM产品过程中,通过遥感手段利用NDVI和ND-WI对植被、水域等要素范围边界进行快速提取,实现了数据制作过程中滤波环节准确性和适应性的增强,进而达到了对DEM产品精度提升和制作效率提高的目的.由此形成的技术方案可以为全球地理信息资源建设与应用提供参考.     

三维城市模型纹理的研究与应用

三维城市模型是数字城市建设的重要内容。当前,在建立三维城市模型的过程中,许多模型的构建都运用了纹理映射技术,纹理是衡量城市三维场景是否逼真的标准。本文主要论述了纹理获取和处理的方法。     

DEM检查方法应用探讨

数字高程模型(DEM)作为基础地理信息数据应用越来越广泛,其数据成果的位置精度检查是评定成果质量的重要依据。本文以"2015年省基础测绘大连市1∶10 000项目"为例,阐述了DEM数据成果检查方法、检查内容、位置精度,质量元素的检查方法、质量控制情况,对测区内不同地理坐标带的数据接边检查方法进行探讨。     

机载三维信息获取地面扫描轨迹分析

该文根据机载三维信息获取中常用的扫描光学系统结构,导出了地面扫描采样点轨迹与光学系统结构参数之间的关系,获得了地面采样点坐标的定量表示,给出了实现特定扫描轨迹的地面测量时光学系统结构参数的选择方法和计算结果。     

黄土丘陵沟壑区地形复杂度分析

针对黄土丘陵沟壑区地形复杂度难以准确量化的问题,该文提出了基于区统计的评价方法,采用地形分析方法提取坡度、地势起伏度、地表切割深度,沟壑密度等地形因子,应用区统计法、变异系数法对研究区地形复杂度进分析评价。结果表明:彭阳县地形复杂度的空间分布特征与坡度、地势起伏度、地表切割深度的变化规律相似,中复杂区域和高复杂区域所占面积较大,且存在明显的分异规律;基于1:50 000数字高程模型数据的地形复杂度提取与分析方法能够快速有效地获取研究区地形地貌信息,为黄土丘陵沟壑区流域治理、土地规划、地形及景观格局的分区和尺度推绎等研究提供依据。     

露天矿区多源数字高程模型数据对比分析

针对数字高程模型数据源不同会带来一定的不确定性和差异性的问题,选取德国某露天矿为实验区,以高精度DEM数据TanDEM-X为参照,对比了SRTM、AW3D30、ASTER GDEM与TanDEM-X数据的高程精度,分析了DEM数据的差异.结果表明:(1)露天矿区的开采和复垦活动明显地体现在了不同时期获取的DEM高程变化...     

地形平坦地区DEM生成算法的比较研究

数字高程模型(DEM)是GIS的基础数据之一,是许多涉及高程信息的空间分析的重要基础。DEM插值精度的好坏直接影响基于DEM的各种地学分析及应用,因此研究高精度的DEM插值算法具有重要意义。介绍了基于水文强化算法的DEM插值算法——ANUDEM,并与传统的TIN建立DEM的算法进行了比较。认为在地形复杂地区由于等高线密集,高程信息丰富,两种插值算法效果都比较好;而在地形平坦地区ANUDEM算法精度优于TINDEM,并且,ANUDEM得到的DEM很好地避免了平山顶、阶梯状地形,其派生的等高线和水系与原始数据更加吻合。相对于TINDEM算法,ANUDEM算法更适合地形平坦地区的DEM建立。     

Analysing urban dynamics using multi-temporal satellite images in the case of a mountain area,Sinaia (Romania)

The purpose of this study is to produce an analysis of the urban expansion in the case of a mountain resort in the Romanian Carpathians through the integration of different cartographic and ancillary material in the remote sensing imagery processing. The spatial pattern analysis of the changes underwent by the urban landscape was based on multi-temporal information sources, covering 28 years, which highlighted the major turning points in landscape evolution, meaning industrial development under the communist production planning and residential expansion in recent years. To fully exploit the combination of satellite image processing in IDRISI, the manual image classification and database interrogation in ArcGis, we used a uniform grid, representing a set of vector data for each year available from the Landsat image archive. The image comparison was completed by using appropriate quantitative techniques. In conclusion the urban landscape evolution was linked to the socio-economic context. At a historic scale the main phenomenon identified is the concentration of mass tourism facilities, located in contiguity to a protected area, a situation reflected in the constant fragmentation of surfaces covered with vegetation at the urban fringe. In the digital earth science, the interplay between mountain ecosystems and human activities encompasses a key role in the management of viable mountain landscapes.