基于EPS平台的地面三维激光扫描点云数据处理方法探讨

作者:欧斌;孔祥玲;孙睿英 刊名:测绘与空间地理信息 上传者:张荆柳

【摘要】三维激光扫描技术是通过大量密集的扫描点,以模拟形式体现目标实体对象表面丰富的形体信息,不能获取的点云数据直接读取目标对象的矢量化信息,并进行点云数据处理。笔者在工作中,以EPS2008软件平台为基础,利用VBScript脚本进行二次开发,实现了点云数据分层提取、点云线状地物提取、点云特征轮廓提取、点云数据断面提取和点云高程提取等功能。本文针对已经实现的功能进行探讨,指出每种方法的特点和应用范围。

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0引言20世纪90年代发展起来的三维激光扫描技术(3DLaserScanningTechnology),又称为“实景复制技术”,是一种先进的全自动高精度立体扫描技术,是快速获取空间三维信息的新技术手段,广泛应用于测绘技术行业,带动了测绘技术的全新发展,使得空间数据的获取从传统的单点数据采集向连续的、密集型自动数据获取技术转变[1]。面对全新技术设备所带来的丰富的海量数据,传统的专业数据处理软件却没有相应的针对点云处理的功能,使得数据处理的相关工作变成十分复杂且繁重的手工劳动,而且工作效率较低。三维激光扫描系统获取目标实体对象表面丰富的形体信息,是通过大量密集的扫描点以模拟形式体现出来的,不能获取的点云数据直接读取目标对象的矢量化信息,在大多数情况下还无法直接加以利用,需进行点云数据处理。点云数据处理最基本的任务就是提取点云数据中所包含的目标对象的三维表面形态信息并通过解析表达式的方法表示出来。根据生产工作的需要,以EPS2008软件平台为基础,利用其提供的基于VBScript的脚本级二次开发支持功能[2],实现了地面三维激光扫描点云数据分层提取、点云线状地物提取、点云特征轮廓提取、点云数据断面提取和点云高程提取等功能,本文针对已经实现的功能进行探讨,指出每种方法的特点,提出其应用范围。1数据采集地面三维激光扫描点云数据采集一般采用类似于常规全站仪测量的“测站点+后视点”的方法,也是最接近于传统测量模式的方法。该方法需要在已知控制点上架设扫描仪进行扫描,各控制点的坐标采用其他的方法进行测量,如导线测量、网络RTK方法等。采用网络RTK方法时,可以通过扫描仪自带的接口,将GPS接收机直接连接在扫描仪器上,进行同步测量。外业数据采集时,在控制点上架设三维激光扫描仪和标靶进行扫描,具体数据采集流程如图1所示。图1点云数据采集流程Fig.1Pointclouddataacquisitionprocess2内业数据处理外业通过控制点测量和扫描数据的采集,内业采用三维激光扫描仪随机软件对多站数据进行拼接、坐标转换、点云去噪、滤波等处理后,输出EPS2008软件平台需要的格式文件。数据处理流程如图2所示。图2点云数据内业处理流程Fig.2Thepointclouddataprocessingindustry3EPS2008平台数据提取EPS2008软件平台是一款面向测绘、基础地理信息生成的软件系统。平台具有可包容的海量数据的四级组织架构,使得不同种类、不同数学基础、不同尺度的数据通过工作空间集成,可方便地实现动态投影、叠加显示打印以及互操作。将经过内业数据处理和格式转换的数据读入EPS2008平台中,进行点云数据的提取等操作。3.1点云数据分层提取点云数据分层提取,指的是以点云数据的最低高程点为基准,按一定的高度分层提取点云数据。一般情况下,点云数据中的最低高程点是采集的地表点。该功能的实现是在给定的格网大小内,对格网包含的点云数据进行比较,提取出高程最低的点。为方便直观查看,可通过线段把各最低高程点连接起来。以提取的最低高程点为基础建立三角网,并以该三角网作为基准面,将点云数据按照一定的高度信息,进行分层处理和输出各层点云数据。通过分层处理的点云数据,可为后续点云数据分析提供更准确的数据。点云数据分层提取功能中可以对最低高程点格网大小、分层高度以及是否生产格网线进行控制,输入参数应根据点云数据获取质量、工程需求进行设置。通过分层提取的数据,根据需求分别调入EPS2008中,进行打散和编码转换工作后可进行相关操作。最低高程点层主要用于分方(验方)测量和地形图地表

参考文献

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