《機載LiDAR點雲與光學影像的整體空三方法研究》是依託武漢大學，由張靖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點雲與光學影像的整體空三方法研究
- 項目類別：青年科學基金項目
- 項目負責人：張靖
- 依託單位：武漢大學
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
機載LiDAR與相機的集成實現了三維點雲和光學影像的同步獲取，提高了數據採集效率。點雲和影像的集成處理可以充分發揮雷射掃描的幾何精度優勢和影像的細節優勢，套用潛力顯著。由於各種系統誤差的影響，原始點雲和影像的定位不可避免地存在系統性偏差，兩種數據之間也無法直接對準。如何消除系統誤差的影響，提高兩者的定位精度是進一步套用面臨的首要問題。由於點雲和影像在採樣方式、數據特徵、定位模型等方面差異較大，現有的處理方法一般將兩種數據分開，分別採用不同的模型進行平差處理，問題是忽視了兩者之間的內在聯繫，處理方法不夠嚴格，處理的精度有進一步提高的空間和必要。針對該問題，本項目提出一種點雲與影像整體空三的聯合平差方法。在對兩者的系統誤差特性進行深入分析的基礎上，依據兩者系統誤差之間的關聯關係，建立整體空三的嚴格平差模型。通過對系統誤差的整體補償，不僅可以提高點雲和影像的定位精度，也可以更好地實現兩者的配準。
結題摘要
雷射點雲與光學影像是兩種重要的遙感數據源，點雲數據能夠直接獲取目標的三維信息，而影像紋理細節豐富，兩者的融合能夠實現優勢互補，在地形製圖、災害評估、數字城市等領域極具套用價值。目前Leica、Optech、Riegl等公司相繼推出了機載LiDAR與相機的集成系統，實現了三維點雲和光學影像的同步獲取，提高了數據採集效率。 由於各種系統誤差的影響，原始點雲和影像的定位不可避免地存在系統性偏差，兩種數據之間也無法直接對準。如何消除系統誤差的影響，提高兩者的定位精度是進一步套用面臨的首要問題。由於點雲和影像在採樣方式、數據特徵、定位模型等方面差異較大，現有的處理方法一般將兩種數據分開處理，分別採用不同的模型進行平差，這種處理方法忽視了兩者之間的內在聯繫，算法模型不夠嚴格，處理的精度和可靠性還有待提高。針對上述問題，本項目從以下三個方面開展研究： （1）雷射點雲與光學影像的聯合誤差建模 （2）雷射點雲與光學影像之間同名觀測值的穩健提取方法 （3）雷射點雲與影像的整體空三聯合平差以及系統誤差的最佳化求解方法 通過理論推導和實際數據驗證，建立了雷射點雲與光學影像整體空三的聯合平差方法框架。利用該套方法對登封實驗區、安陽實驗區獲取的多套雷射點雲和光學影像數據進行測試，結果表明該方法不僅可以改善點雲和影像數據之間的配準精度，還能夠實現對兩者系統誤差的整體補償，有效提高點雲和影像的定位精度。 本項目所取得的成果可以直接作為傳統空三方法的有效補充和擴展，項目中的相關理論成果和研究方法，還能夠套用於組合導航領域，解決光學感測器和距離感測器的聯合平差問題。
