激光雷達作為一種新興遙感技術,為森林資源調查、地形勘測、電力巡檢、地質災害勘查等多個領域提供了一個全新的三維視角。
《激光雷達數據處理方法:LiDAR360教程》簡要介紹激光雷達數據處理與應用的技術原理和方法,并基于LiDAR360軟件系統講解激光雷達數據的標準處理流程。主要內容包括激光雷達技術原理、發(fā)展歷程和趨勢:LiDAR360軟件的數據輸入與輸出、數據顯示、點云和柵格數據預處理、航帶拼接、點云分類、地形產品生產與分析、矢量編輯、點云與影像融合處理、森林結構參數提取等,并通過典型的應用實例,使讀者了解和熟悉激光雷達技術在植被相關研究以及綜合減災中的具體應用。
《激光雷達數據處理方法:LiDAR360教程》既可以作為高等院校激光雷達技術應用實驗課程的教材,也可以作為測繪科學與技術、地理學、地質學、生態(tài)學、林學、農學及相關應用領域科研人員和技術人員的參考書。
《激光雷達數據處理方法:LiDAR360教程》附有相關實例數據的數字資源,讀者可以通過實踐操作來熟悉激光雷達這一主動遙感技術的概念和原理。
激光雷達作為一種新興遙感技術,為森林資源調查、地形勘測、電力巡檢、地質災害勘查等提供了一個全新的三維視角。
《激光雷達數據處理方法:LiDAR360教程》簡要介紹激光雷達數據處理與應用的技術原理和方法,基于LiDAR360軟件詳細講解激光雷達數據的標準處理流程,包括數據輸入與輸出、數據顯示、點云和柵格數據預處理、航帶拼接、點云分類、地形產品生產與分析、矢量編輯、點云與影像融合處理、森林結構參數提取等,并列舉了激光雷達技術在植被研究及綜合減災中的一些典型應用實例。
《激光雷達數據處理方法:LiDAR360教程》既可作為高等院校激光雷達技術應用實驗課程教材,也可供測繪科學與技術、地理學、地質學、生態(tài)學、林學、農學及相關應用領域的科研人員和技術人員參考。
《激光雷達數據處理方法:LiDAR360教程》特點:
既包括LiDAR360激光雷達數據處理功能,又融入相關原理和方法
提供完整的示例數據,方便讀者操作練習
2005年,我于美國加利福尼亞大學默塞德分校開始了我的教職生涯,主要從事激光雷達遙感技術的研發(fā)及其在生態(tài)環(huán)境領域中的應用研究。當時,激光雷達作為一種新興的主動遙感技術,具有植被穿透能力強和精準獲取三維結構信息等特點,廣泛應用于地形測繪、林業(yè)調查、考古建筑、地質災害以及無人駕駛等領域。在美國期間,我主持過多項美國林業(yè)局、美國國家科學基金會、美國地質調查局等機構的項目。在這些項目的實施過程中,我深切感受到激光雷達點云數據處理面臨諸多困難,如數據量大、算法缺乏及市面上相關軟件功能缺乏和操作不友好等,這些問題成為激光雷達技術進一步應用和推廣的瓶頸。由此,我萌生了開發(fā)一套算法高效、功能全面、操作友好的激光雷達數據處理平臺的想法。
2012年,我回國組建團隊正式開始了LiDAR360平臺的系統開發(fā)。2013年,首先推出了林業(yè)模塊,然后相繼推出了地形模塊、影像模塊、航帶拼接和電力應用等模塊。LiDAR360軟件平臺解決了大數據存儲、處理和應用的問題,從數據的加載顯示、預處理、濾波分類到各類產品的生成都有涉及,其高效精準的算法體系、功能全面的處理系統、友好的用戶使用體驗及面向多行業(yè)的應用模塊,基本實現了當初我對該平臺的設想。目前,LiDAR360平臺已經被原國家測繪地理信息局、國家電網、中國地質調查局以及日本、歐美國家等的400余家機構及科研院所使用,成為國際激光雷達點云處理主流軟件之一。
這些年,我和我的團隊在中國科學院、原國家測繪地理信息局等單位多次舉辦了激光雷達應用培訓班,系統講解激光雷達技術在各領域的前沿應用發(fā)展和L1DAR360軟件平臺操作流程等內容。在培訓班講義的基礎上,我們進一步整理和凝練,撰寫了這本關于LiDAR360軟件平臺操作和應用的教程,希望向讀者全面、系統地講解激光雷達點云數據的基本操作及其在不同領域的應用,為激光雷達應用領域的從業(yè)者提供一本有價值的工具書。
第1章 概述
1.1 激光雷達技術原理、發(fā)展歷程與趨勢
1.1.1 傳感器的研發(fā)和創(chuàng)新
1.1.2 多源異構數據融合
1.1.3 激光雷達在大數據時代的發(fā)展和機遇
1.2 點云數據結構特征及國內外相關軟件
1.2.1 點云數據結構特征
1.2.2 國內外相關軟件
第2章 LiDAR360軟件概述
2.1 軟件概述
2.2 軟件安裝與環(huán)境配置
2.3 菜單命令及其功能
2.3.1 圖形用戶界面
2.3.2 菜單命令與功能
2.3.3 快捷鍵
2.4 數據輸入與輸出
2.4.1 數據輸入
2.4.2 數據輸出
第3章 數據顯示操作
3.1 文件列表管理
3.1.1 圖層管理
3.1.2 窗口管理
3.2 渲染顯示
3.3 數據量測
3.3.1 單點選擇
3,3.2 多點選擇
3.3.3 長度量測
3.3.4 面積量測
3.3.5 角度量測
3.3.6 高度量測
3.3.7 體積量測
3.3.8 點密度量測
3.4 選擇工具
3.4.1 選擇工具條
3.4.2 交叉選擇工具
3.5 窗口聯動
3.6 卷簾
3.7 相機漫游
3.8 錄屏
第4章 數據處理基礎
4.1 噪點去除
4.1.1 統計去噪
4.1.2 噪聲濾波
4.2 點云歸一化
4.2.1 根據DEM歸一化
4.2.2 根據地面點歸一化
4.2.3 反歸一化
4.3 點云分塊
4.3.1 按范圍分塊
4.3.2 按點數分塊
4.3.3 按標準分幅
4.4 點云合并
4.5 邊界提取
4.6 重采樣
4.7 PCV
4.8 紋理映射
4.9 點云裁剪
4.9.1 按圓裁剪
4.9.2 按矩形裁剪
4.9.3 按多邊形裁剪
4.10 點云數據提取
4.10.1 按類別提取
4.10.2 按高程提取
4.10.3 按強度提取
4.10.4 按回波次數提取
4.10.5 按GPS時間提取
4.11 點云格網統計
4.12 數據批處理
4.12.1 對話框調用批處理
4.12.2 命令行調用批處理
4.13 柵格工具
4.13.1 影像鑲嵌
4.13.2 影像分幅
4.13.3 柵格計算器
4.13.4 體積統計
4.13.5 柵格鄰域統計
……
第5章 數據預處理
第6章 點云分類
第7章 地形產品生產
第8章 地形分析
第9章 矢量編輯
第10章 點云與影像融合處理
第11章 森林結構參數提取
第12章 激光雷達在植被分析中的應用實例
第13章 激光雷達在綜合減災業(yè)務中的應用實例
參考文獻
索引
附錄
后記