《機載LIDAR數據高精度區域網平差研究》是依託武漢大學，由鄔建偉擔任項目負責人的青年科學基金項目。
基本介紹
- 中文名：機載LIDAR數據高精度區域網平差研究
- 項目類別：青年科學基金項目
- 項目負責人：鄔建偉
- 依託單位：武漢大學
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
機載LIDAR系統能直接快速獲取地表三維數據，為高精效空間信息獲取以及困難測圖區測繪帶來了新的機遇和挑戰，其面臨的一個基礎問題是如何消除各類誤差對機載LIDAR數據的影響。機載LIDAR定位精度影響因素眾多，誤差來源複雜多樣，即使經過嚴格檢校的系統，採集的數據仍存在殘餘誤差。本課題基於區域網平差理論研究改善機載LIDAR數據精度的方法。由於不同定位參數間存在很強的相關性，不便於參數的解算，傳統的誤差模型難於滿足機載LIDAR高精度區域網平差的要求。半參數回歸模型綜合了參數估計和非參數估計的優點，是現實世界的更合理解釋。本課題將半參數回歸模型引進機載LIDAR數據區域網平差中，重點研究基於半參數回歸模型的區域網平差理論和方法，在此基礎上，為機載LIDAR數據的區域網平差提供新的高精度平差模型，消除或者削弱機載LIDAR點雲的殘餘誤差，改善數據精度，以滿足各套用領域對高精度三維數據的需求。
結題摘要
機載LiDAR是一種新型直接對地觀測系統，其定位精度受多種因素的影響。研究如何消除機載LiDAR各種誤差源的影響是攝影測量與遙感需要解決的重要問題。為此本項目研究了機載LiDAR數據高精度區域網平差方法，主要開展了以下研究：（1）研究分析了機載LIDAR嚴格幾何定位方程及其誤差模型。在分析了各種誤差源和機載LiDAR嚴格幾何定位方程的基礎上，推導了機載LiDAR定位的嚴格誤差模型；分析了平台的振動誤差和掃描幾何關係對機載LiDAR定位的影響。運動平台振動誤差導致的航帶變形一般不會引起數據漏洞，但是對數據本身的定位精度會造成較大的影響，通過模擬分析可得出其誤差影響不可忽略。掃描幾何關係是影響機載LiDAR幾何定位精度的重要因素，分析表明雷射束方向與坡面法向間夾角從0度變大到90度過程中，定位精度會逐漸降低。（2）研究建立了基於半參數回歸模型的機載LiDAR數據區域網平差模型及其解算方法。本項目將每條航帶當作獨立的模型，認為每條航帶內觀測值具有相同系統性的GPS定位和測姿誤差，即每個模型有獨自的GPS定位和測姿誤差，而經此改正後航帶內點的三維坐標殘餘誤差（空間位置誤差）可以隱含在非參數變數中，在此基礎上構建了基於半參數回歸的機載LiDAR幾何定位誤差模型。通過將薄板樣條法則和補償最小二乘準則相結合，研究了基於半參數回歸的機載LiDAR數據區域網平差模型的求解方法。（3）針對機載LiDAR數據高精度區域網平差的需要，開展了機載LiDAR數據質量評價研究，提出了一種機載LiDAR數據質量評價框架，包括數據評價基本工具、數據評價主要流程以及面向套用需求的數據質量評價等；分析總結了機載LiDAR高度以及水平精度評價方法，並對LiDAR圓形標誌物進行了模擬改進;（4）初步研究了網形結構對機載LiDAR幾何定位的影響。整體上，機載LiDAR數據高精度區域網平差的研究還需要更多更廣泛的實驗驗證與分析比較研究。
