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机载LiDAR点云密度与DEM产品精度关系研究.docx
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机载LiDAR点云密度与DEM产品精度关系研究.docx
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摘要
对点云密度与数字高程模型(digital elevation mo-del,DEM)产品质量之间的对应关系进行研究,
以获得具有指导意义的参数。首先依据香农采样定理,对生产不同比例尺 DEM 产品所需要的点云
密度进行理论推导和论证,然后以 1∶2 000、1∶1 000、1∶500 比例尺 DEM 数据为例,用平
地、丘陵、山区 3 种地形数据进行实验。结果表明,使用理论推导密度的点云数据在平地区域可以
生产出满足精度要求的 DEM 产品,但在丘陵及山地区域需要适当增大点云密度。
Abstract
The corresponding relationship between point cloud density and the accuracy of
digital elevation model(DEM) product is studied to obtain the guiding parameters.
Firstly, according to Shannon sampling theorem, the appropriate point cloud
densities for production of different scales DEM in theory are theoretically deduced
and demonstrated. Then, the terrain data in flat, hilly and mountainous areas are
experimented with DEM data of 1∶2 000, 1∶1 000 and 1∶500 scale. The results
show that for DEM product ge-neration which meets the precision requirement, the
theoretical density is enough in flat area, but it needs to be increased in hilly and
mountainous area. The results also show that DEM products meeting the precision
requirements can be produced in the flat area by using the theoretically derived
point cloud density. But it is necessary to increase the point cloud density
appropriately in hilly and mountainous areas.
译
关键词
机载激光雷达; 点云密度; 香农采样定理; 数字高程模型
Keywords
airborne light detection and ranging (LiDAR); point cloud density; Shannon sampling
theorem; digital elevation model (DEM)
译
机载 激 光 雷 达(light detection and ranging,LiDAR)是一 种 先 进 的对地测绘遥 感 技 术 。利用 该
技术获取的点云数据坐标精度高,且不受天气、日照条件影响,已被广泛应用于基础测绘、建筑物
三 维 重 建 、 森 林 资 源 调 查 等 领 域
[1, 2]
。 利 用 这 种 技 术 获 取 的 点 云 数 据 生 产 数 字 高 程 模 型 (digital
elevation model,DEM)产品具有精度高、处理速度快、自动化程度高等优势,已成为测绘生产
领域研究热点
[3]
。
作为 LiDAR 数据的重要指标,点云密度从整体上反映了激光脚点分布的密集程度,对 DEM 产品的
质量和成本有重要影响
[4]
。一般而言,激光脚点越密集,其对地形的表征就更细致,通过点云数据
生产的 DEM 产品质量就更高。随着 LiDAR 技术的不断发展,获取高密度点云数据已成为可能,但
是实际工况中常采用降低飞行高度、减少扫描带宽、减慢飞行速度等方法增加点云密度,这些方法
在增加点云密度的同时,也增加了数据采集、数据管理及数据处理的经济和时间成本,对硬件、软
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