不同因素对地面三维激光扫描点云精度的影响

作者:蔡越;徐文兵;梁丹;李翀;陈佐; 刊名:激光与光电子学进展 上传者:黄贤军

【摘要】影响地面三维激光扫描点云精度的因素有很多,它们共同存在且交互影响,研究各因素及其交互作用对点云数量、点云反射强度和点云标准偏差的影响有利于有效地提高地面点云精度。选择目标物的颜色、粗糙度、距离作为研究对象,利用多因素方差分析法、多元线性回归分析法,分析了各因素及其交互作用影响的显著性,并拟合了点云标准偏差和点云反射强度的回归方程。研究结果表明:目标物距离对点云数量的影响较大,5m距离的点云数量约是30m距离的40倍,距离与点云数量成反比;目标物颜色对点云反射强度的影响较大,白色最大点云强度可达0.54,而黑色只有0.18,点云反射强度从大到小为白色、绿色、蓝色、红色、黑色;目标物距离对地面三维激光扫描点云标准偏差影响最大,30m距离的点云标准偏差是5m距离的3倍左右,颜色次之,粗糙度的影响不明显,点云标准偏差与点云反射强度具有幂函数关系。

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激光与光电子学进展 54,092801(2017) Laser &Optoelectronics Progress ○C2017《中国激光》杂志社 不同因素对地面三维激光扫描点云精度的影响 蔡 越1,徐文兵1, 2,梁 丹1,李 翀1, 3,陈 佐1 1浙江农林大学省部共建亚热带森林培育国家重点实验室,浙江 临安311300; 2同济大学测绘与地理信息学院,上海200092;3北京林业大学林学院,北京100083 摘要 影响地面三维激光扫描点云精度的因素有很多,它们共同存在且交互影响,研究各因素及其交互作用对点云数量、点云反射强度和点云标准偏差的影响有利于有效地提高地面点云精度。选择目标物的颜色、粗糙度、距离作为研究对象,利用多因素方差分析法、多元线性回归分析法,分析了各因素及其交互作用影响的显著性,并拟合了点云标准偏差和点云反射强度的回归方程。研究结果表明:目标物距离对点云数量的影响较大, 5m距离的点云数量约是30m距离的40倍,距离与点云数量成反比;目标物颜色对点云反射强度的影响较大,白色最大点云强度可达0.54,而黑色只有0.18,点云反射强度从大到小为白色、绿色、蓝色、红色、黑色;目标物距离对地面三维激光扫描点云标准偏差影响最大,30m距离的点云标准偏差是5m距离的3倍左右,颜色次之,粗糙度的影响不明显,点云标准偏差与点云反射强度具有幂函数关系。 关键词 遥感;地面三维激光扫描仪;点云数量;点云反射强度;精度中图分类号 P232   文献标识码 Adoi:10.3788/LOP54.092801   收稿日期:2017-04-14;收到修改稿日期:2017-04-24基金项目:国家自然科学基金(41671449 ,41401528 )作者简介:蔡 越( 1992—),女,硕士研究生,主要从事三维激光扫描技术与三维建模等方面的研究。 E-mail:371927896 @qq.com 导师简介:徐文兵(1978—),男,硕士,副教授,主要从事三维激光扫描技术在林业测量中应用等方面的研究。 E-mail:xuwb97@163.com(通信联系人) Impacts of Different Factors on Accuracyof Point Cloud Obtained from Terrestrial Three-Dimensional Laser Scanning Cai Yue 1,Xu Wenbing 1, 2,Liang Dan 1,Li Chong 1, 3,Chen Zuo 1 1  State Key Laboratory o f Subtropical Silviculture , Zhe j iang A &F Universit y , Lin ′ an , Zhe j iang 311300, China ; 2  College o f Surveying and Geo - Informatics , Tongj i Universit y , Shanghai  200092, China ; 3  College o f Forestry , Bei j ing Forestry Universit y , Bei j ing 100083, China Abstract  Many factors affect the accuracy of the point cloud obtained from terrestrial three-dimentional laserscanning.These fac

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