1、Laser Remote Sensing机载激光遥感数据及处理机载激光遥感数据及处理1.1.、LiDARLiDAR数据数据2.2.、影像数据处理、影像数据处理3.3.、强度数据处理、强度数据处理4.4.、波形数据处理、波形数据处理5.5.、点云数据处理、点云数据处理6.6.、专题数据处理、专题数据处理机载激光遥感数据及处理机载激光遥感数据及处理1.1.、LiDARLiDAR数据数据1.1.、LiDARLiDAR基本数据基本数据2.2.、LiDARLiDAR数据预处理数据预处理3.3.、LiDARLiDAR数据格式数据格式机载激光遥感数据及处理机载激光遥感数据及处理LiDARLiDAR技术现状：
2、技术现状：绝大部分硬件技术已经解决绝大部分硬件技术已经解决系统集成也基本完成系统集成也基本完成数据处理落后，急需发展数据处理落后，急需发展 数据处数据处理主要的问题：理主要的问题：数据分析、分解、解译、建模数据分析、分解、解译、建模算算法法成果表达成果表达商业软件开发，通用性与专业性商业软件开发，通用性与专业性机载激光遥感数据及处理机载激光遥感数据及处理1.1.、LiDARLiDAR数据数据1.1.、LiDARLiDAR基本数据基本数据机载激机载激光光雷达包雷达包含含了了激光激光测测距距仪仪、角角度编码度编码器器、GPS GPS IMUIMU等子系等子系统统。数据包括：数据包括：GPSGPS数
3、据数据、IMUIMU数据、同步时间数据、多数据、同步时间数据、多 波段传感器的数波段传感器的数据据等。等。过程数据过程数据：IMUIMU数据数据、GPSGPS数据等数据等；结果数据：坐标数据、高程数结果数据：坐标数据、高程数据据、回、回波波强强度度数数据据等等机载激光遥感数据及处理机载激光遥感数据及处理LiDARLiDAR基本数据包括：基本数据包括：定位定向数据定位定向数据（POPOS S数据）数据）差分差分GPSGPS数据、数据、IMUIMU数据数据激光激光扫描测距数据扫描测距数据测距数据、扫描角度、回波测距数据、扫描角度、回波强强度图像度图像检校数据检校数据系统参数（仪器安置参数，系统参数
4、（仪器安置参数，MountingMounting ParametersParameters）定标数据（定标数据（CalibrationCalibration DataData）机载激光遥感数据及处理机载激光遥感数据及处理：LeicaLeica设备设备的的LiDALiDAR R数据包括数据包括 “*.SCN”.SCN”扫描数据扫描数据存储在移动硬盘中存储在移动硬盘中 Raw Raw POSPOS 文件文件存储在闪存中存储在闪存中 VNAVVNAV 实实时导航文件时导航文件机载激光遥感数据及处理机载激光遥感数据及处理5.15.1、LiDARLiDAR数据数据5.1.25.1.2、LiDARLiDA
5、R数据预处理数据预处理机载激光遥感数据及处理机载激光遥感数据及处理5.1.25.1.2、LiDARLiDAR数据预处理数据预处理1 1坐标解算及数坐标解算及数据据导出导出2 2坐标转换坐标转换3 3文件生成文件生成机载激光遥感数据及处理机载激光遥感数据及处理（1 1）坐标解算及数据）坐标解算及数据导导出出SBETSBET（SmoothedSmoothed BestBest Estimated TrajectoryEstimated Trajectory）文件文件航迹文件（每条行带一个航航迹文件（每条行带一个航迹迹文件）文件）处理软处理软件件 POSProcPOSProcGPSGPS差分处理（差
6、分处理（GPSGPS数数据据+基基站数站数据）据）机载激光遥感数据及处理机载激光遥感数据及处理机载激光遥感数据及处理机载激光遥感数据及处理（1 1）坐标解算及数据）坐标解算及数据导导出出机载激光遥感数据及处理机载激光遥感数据及处理（1 1）坐标解算及数据）坐标解算及数据导导出出（1 1）坐标解算及数据）坐标解算及数据导导出出1 1“*.LAS”.LAS”文件文件ALSALS PostPost Processor Processor 解算每个目标点的三维坐标；解算每个目标点的三维坐标；每条航带生成一个二进制格每条航带生成一个二进制格式式的的LASLAS文文件；件；存储格式：存储格式：lat/lo
7、n/el/intensitylat/lon/el/intensity datadata OR OR northing/easting/el/intensitynorthing/easting/el/intensity记录顺序：记录顺序：shot-byshot-by shot,shot,returnreturn byby return return 2 2）quick-lookquick-look 高程图高程图（*.TIF.TIF）机载激光遥感数据及处理机载激光遥感数据及处理机载激光遥感数据及处理机载激光遥感数据及处理（1 1）坐标解算及数据）坐标解算及数据导导出出输输 出出 设设 置置 选选
8、项项机载激光遥感数据及处理机载激光遥感数据及处理（1 1）坐标解算及数据）坐标解算及数据导导出出（1 1）坐标解算及数据）坐标解算及数据导导出出 3 3）日志文件）日志文件“YYMMDD_LogFile.txt”“YYMMDD_LogFile.txt”记录操作命令，命令的记录操作命令，命令的响响应应 以及错误等信息以及错误等信息；“YYMMDD_FlightPlanFile.txt”“YYMMDD_FlightPlanFile.txt”记记录录飞行任务的飞行任务的ID,ID,FOV,scan rate,pulse rate,FOV,scan rate,pulse rate,laser powe
9、r,laser power,attenuatorattenuator positionposition等信等信息。息。机载激光遥感数据及处理机载激光遥感数据及处理设置仪器检校参数设置仪器检校参数机载激光遥感数据及处理机载激光遥感数据及处理机载激光遥感数据及处理机载激光遥感数据及处理WGS84WGS84坐标系大地坐标坐标系大地坐标地方局部坐标系坐标地方局部坐标系坐标投影变换投影变换椭球变换椭球变换下一页下一页（2 2）坐标转换）坐标转换机载激光遥感数据及处理机载激光遥感数据及处理返回返回投影变换投影变换GaussGauss投影投影UTMUTM投影投影MercatorMercator投影投影Lam
10、berLambert t投影投影AlbersAlbers投影投影机载激光遥感数据及处理机载激光遥感数据及处理椭球变换椭球变换七参数法（包括布尔莎模型，七参数法（包括布尔莎模型，一一步法步法模模型型，海尔曼海尔曼 特等），即特等），即X X平移平移，Y Y平移，平移，Z Z平移平移，X X旋转，旋转，Y Y旋旋转，转，Z Z旋转，尺度变旋转，尺度变化化K K。三参数（莫洛登斯基模型），三参数（莫洛登斯基模型），即即X X平平移移，Y Y平平移移，Z Z平平 移，而移，而将将X X旋转旋转，Y Y旋转旋转，Z Z旋转，尺度旋转，尺度变变化化K K视为视为0 0，七参数的特例七参数的特例。返回返回机
11、载激光遥感数据及处理机载激光遥感数据及处理点云生成点云生成机载激光遥感数据及处理机载激光遥感数据及处理（3 3）文件生成）文件生成 离离散点格式散点格式LASLAS格式（格式（*.las.las）文本格式文本格式（*.txt.txt）机载激光遥感数据及处理机载激光遥感数据及处理（3 3）文件生成）文件生成规则格网格式规则格网格式数据重采样数据重采样直接重采直接重采样样邻域邻域点点加权平均重采样加权平均重采样 点云重点云重采采样方法对比样方法对比5.15.1、LiDARLiDAR数据数据5.1.35.1.3、LiDARLiDAR数据格式数据格式 主要有：主要有：LDEFSLDEFS格格式式 、栅
12、、栅格格格格式式 、自定、自定义义文本格式文本格式机载激光遥感数据及处理机载激光遥感数据及处理5.1.35.1.3、LiDARLiDAR数据格式数据格式（1 1）LDEFSLDEFS格式格式美国摄影测量与遥感协会美国摄影测量与遥感协会（ASPRSASPRS，American American Society of Photogrammetry and Remote SensingSociety of Photogrammetry and Remote Sensing）提出提出Lidar Lidar DataData Exchange Exchange FormatFormat Standard
13、Standard（LDEFSLDEFS）标准。标准。后缀为后缀为laslas机载激光遥感数据及处理机载激光遥感数据及处理（1 1）LDEFSLDEFS格式格式2003.05.092003.05.09LAS1.0LAS1.02005.05.072005.05.07 LAS1.1LAS1.12007.05.012007.05.01 LAS2.0LAS2.0（拟定版）拟定版）2008.09.02 2008.09.02 LAS1.2LAS1.22010.10.24 2010.10.24 LAS1.3LAS1.32011.11.14 2011.11.14 LAS1.4LAS1.4机载激光遥感数据及处理机
14、载激光遥感数据及处理（1 1）LDEFLDEFS S格式格式 Las1.Las1.0 0格式为例格式为例公共数据区公共数据区(Public(Public HeaderHeader Block)Block)可变数据可变数据区区(Variable(Variable lengthlength Records)Records)脚点数据区脚点数据区(Point(Point data)data)机载激光遥感数据及处理机载激光遥感数据及处理PUBLIC HEADER BLOCKVARIABLE LENGTH RECORDSPOINT DATA公共数据区公共数据区(Public(Public HeaderHe
15、ader Block)Block)公共数据区的大小公共数据区的大小是是227227 bytesbytes，记录了关于该文件记录了关于该文件 的一些的一些基基本信本信息息，详详细细描描述述了关了关于于l la as s数据数据采采集集的的信信息息。机载激光遥感数据及处理机载激光遥感数据及处理ItemItemFormatFormatSizeSizeRequiredRequiredFileFile SignatureSignature Char4Char44 4 bytesbytes*ReservedReservedUnsignedUnsigned longlong4 4 bytesbytesGUI
16、D dataGUID data 1 1UnsignedUnsigned longlong4 4 bytesbytesGUID dataGUID data 2 2UnsignedUnsigned shortshort2 2 bytesbytesGUID dataGUID data 3 3UnsignedUnsigned shortshort2 2 bytesbytesGUID dataGUID data 4 4UnsignedUnsigned char8char88 8 bytesbytes公共数据区公共数据区(Public(Public HeaderHeader Block)Block)机载激
17、光遥感数据及处理机载激光遥感数据及处理VersionVersion MajorMajorUnsignedUnsigned charchar1 1 bytesbytes*VersionVersion MinorMinorUnsignedUnsigned charchar1 1 bytesbytes*SystemSystem IdentifierIdentifierChar32Char323232 bytesbytes*Generating Generating SoftwareSoftwareChar32Char323232 bytesbytes*Flight DataFlight Data J
18、ulianJulianUnsignedUnsigned shortshort2 2 bytesbytesYearYearUnsignedUnsigned shortshort2 2 bytesbytesHeaderHeader SizeSizeUnsignedUnsigned shortshort2 2 bytesbytes*Offset toOffset to datadataUnsignedUnsigned longlong4 4 bytesbytes*Number of variable Number of variable lengthlength recordsrecordsUnsi
19、gnedUnsigned longlong4 4 bytesbytes*公共数据区公共数据区(Public(Public HeaderHeader Block)Block)机载激光遥感数据及处理机载激光遥感数据及处理Point Data FormatPoint Data Format IDIDUnsignedUnsigned charchar1 1 bytesbytes*Point Data RecordPoint Data Record LengthLengthUnsignedUnsigned shortshort2 2 bytesbytes*Number of pointNumber of
20、 point recordsrecordsUnsignedUnsigned longlong4 4 bytesbytes*Number of points byNumber of points by returnreturnUnsignedUnsigned long5long52020 bytesbytes*X scaleX scale factorfactordoubledouble8 8 bytesbytes*Y scaleY scale factorfactorDoubleDouble8 8 bytesbytes*Z scaleZ scale factorfactorDoubleDoub
21、le8 8 bytesbytes*X X offsetoffsetDoubleDouble8 8 bytesbytes*Y Y offsetoffsetDoubleDouble8 8 bytesbytes*Z Z offsetoffsetDoubleDouble8 8 bytesbytes*公共数据区公共数据区(Public(Public HeaderHeader Block)Block)X X Y Y Z Z 坐标值的计算坐标值的计算机载激光遥感数据及处理机载激光遥感数据及处理Xcoordinate(Xrecord*Xscale)XoffsetYcoordinate(Yrecord*Ysca
22、le)YoffsetZcoordinate(Zrecord*Zscale)Zoffset公共数据区公共数据区(Public(Public HeaderHeader Block)Block)机载激光遥感数据及处理机载激光遥感数据及处理MaxMax X XDoubleDouble8 8 bytesbytes*MinMin X XDoubleDouble8 8 bytesbytes*MaxMax Y YDoubleDouble8 8 bytesbytes*MinMin Y YDoubleDouble8 8 bytesbytes*MaxMax Z ZDoubleDouble8 8 bytesbytes
23、*MinMin Z ZDoubleDouble8 8 bytesbytes*可变数据可变数据区区(Variable(Variable lengthlength records)records)记录了数据描述以及所用坐标记录了数据描述以及所用坐标投投影的影的一一些些信信息息机载激光遥感数据及处理机载激光遥感数据及处理ItemItemFormatFormatSizeSizeRequiredRequiredRecord Record Signature(0 xAABB)Signature(0 xAABB)Unsigned Unsigned shortshort bytesbytes*UserUser
24、 IDIDChar16Char161616 bytesbytes*RecordRecord IDIDUnsigned Unsigned shortshort2 2 bytesbytes*Record Length Record Length AfterAfter HeaderHeaderUnsigned Unsigned shortshort2 2 bytesbytes*DescriptionDescriptionChar32Char323232 bytesbytes脚点数据区脚点数据区(Public(Public HeaderHeader Block)Block)详细记录了该次回波的相关信详
25、细记录了该次回波的相关信息息，如，如：坐坐标标值，本值，本 次回波强度，回波序号，该次次回波强度，回波序号，该次脉脉冲的冲的扫扫描描方方向，向，分分类编类编 号等，共有两种记录格式，具号等，共有两种记录格式，具体体采用采用的的数数据据记录记录格格式由式由 PointPoint DataData FormatFormat IDID确定。确定。机载激光遥感数据及处理机载激光遥感数据及处理Point Point Data FormatData Format IDID0 0的的 值值 为为时时机载激光遥感数据及处理机载激光遥感数据及处理ItemItemFormatFormatSizeSizeRequi
26、redRequiredX Xlonglong4 4 bytesbytes*Y Ylonglong4 4 bytesbytes*Z Zlonglong4 4 bytesbytes*IntensityIntensityunsignedunsigned shortshort2 2 bytesbytesReturnReturn NumberNumber3bits3bits3 3 bitsbits*Number Number ofof ReturnsReturns3bits3bits3 3 bitsbits*Scan DirectionScan Direction FlagFlag1bit1bit1 1
27、 bitbit*Edge Edge of Flightof Flight LineLine1bit1bit1 1 bitbit*ClassificationClassificationunsignedunsigned charchar1 1 bytebyteScan AngleScan Angle RankRankcharchar1 1 bytebyte*FileFile MarkerMarkerunsignedunsigned charchar1 1 bytebyteUser User BitBit FieldFieldunsignedunsigned shortshort2 2 bytes
28、bytesPoint Point Data FormatData Format IDID1 1的的 值值 为为时时机载激光遥感数据及处理机载激光遥感数据及处理ItemItemFormatFormatSizeSizeRequiredRequiredX Xlonglong4 4 bytesbytes*Y Ylonglong4 4 bytesbytes*FileFile MarkerMarkerunsignedunsigned charchar1 1 bytebyteUser BitUser Bit FieldFieldunsignedunsigned shortshort2 2 bytesbyte
29、sGPSGPS TimeTimedoubledouble8 8 bytesbytes*5.1.35.1.3、LiDARLiDAR数据格式数据格式（2 2）栅格格式）栅格格式一些公一些公司司采用了采用了栅栅格文件格文件格格式作式作为为L Li idadar r的数据格式的数据格式 例如，采例如，采用用ArcInfoArcInfo GridGrid 格式的数据作为通用格格式的数据作为通用格式式 。*.ASC.ASC格式格式机载激光遥感数据及处理机载激光遥感数据及处理（2 2）栅格格式）栅格格式 文件头部信息：文件头部信息：ncols ncols 行数；行数；nrowsnrows 列数；列数；xll
30、centerxllcenter 中心中心点点x x坐标坐标；yllcenteryllcenter 中心中心点点y y坐标坐标；cellsizecellsize 采样间距；采样间距；NODATA_valueNODATA_value -9999.000000-9999.000000（无无效数据效数据）。）。文件数据信息：记录具体的信文件数据信息：记录具体的信息息数数据据。机载激光遥感数据及处理机载激光遥感数据及处理5.1.35.1.3、LiDARLiDAR数据格式数据格式（3 3）自定义文本格式）自定义文本格式直接以文本方式记录直接以文本方式记录LiDARLiDAR数据，每一行记录数据，每一行记录
31、一一束激束激 光的回波数光的回波数据据，每列记录不同，每列记录不同属属性的性的数数据据，一般一般会会在在数数 据中加以说明据中加以说明。*.TXT.TXT格式。格式。ISPRSISPRS提供的提供的一一种文种文本本格式数据格式数据，共计共计8 8列：列：首次首次回波回波x x，y y，z z，首次回波强度，首次回波强度d d末次回波末次回波x x，y y，z z，末次回波强度，末次回波强度d d机载激光遥感数据及处理机载激光遥感数据及处理1.1.、LiDARLiDAR数据数据2.2.、影像数据处理、影像数据处理3.3.、强度数据处理、强度数据处理4.4.、波形数据处理、波形数据处理5.5.、点
32、云数据处理、点云数据处理6.6.、专题数据处理、专题数据处理机载激光遥感数据及处理机载激光遥感数据及处理2.2.、影像数据处理、影像数据处理1.1.、机载、机载LiDARLiDAR与影像配准与影像配准2.2.、真正射影像生产、真正射影像生产3.3.、辅助、辅助LiDARLiDAR数据处理数据处理机载激光遥感数据及处理机载激光遥感数据及处理5.25.2、影像数据处理、影像数据处理商用商用LiDALiDAR R系统都配装了数码相机，这些数码系统都配装了数码相机，这些数码相相机大机大 多为约多为约20002000万万40004000万像素，像素大小万像素，像素大小为为0.70.7 左右。左右。主要主
33、要目的是目的是为为LiDARLiDAR点云数据提供辅助的光谱点云数据提供辅助的光谱影影像信像信 息，帮助获得纹理和分类息，帮助获得纹理和分类的的信信息息；生；生产产真真正正射影射影像像。LiDARLiDAR数据数据：高程精度：高程精度高高、直接获取三维信息、直接获取三维信息光学影像：平面精度高、光谱光学影像：平面精度高、光谱特特征准征准确确、纹纹理信息理信息机载机载LiDAR+LiDAR+光学影光学影像像：提高解译可靠性和精度：提高解译可靠性和精度机载激光遥感数据及处理机载激光遥感数据及处理2.2.、影像数据处理、影像数据处理1.1.、机、机载载LiDARLiDAR与影像配准与影像配准机载机载
34、LiDARLiDAR设备都配置有光设备都配置有光学学相机相机。由于由于扫描平台存在的各种误扫描平台存在的各种误差差,使使得得获取获取的的影影像像方方位位 元素与真实姿态有偏差，造成元素与真实姿态有偏差，造成点点云数云数据据与与影影像数像数据据配准配准 误差误差。需要修正影像的外方位元需要修正影像的外方位元素素,使两使两种种数据数据源源精精确确配准配准机载激光遥感数据及处理机载激光遥感数据及处理5.2.15.2.1、机、机载载LiDARLiDAR与影像配准与影像配准（1 1）基于影像灰）基于影像灰度度值值将将激光激光点点云内插云内插成成灰度图灰度图像像(强度强度图图像或距像或距离离图图像像)，然
35、后在灰度图像和数码影像之然后在灰度图像和数码影像之间间进行进行配配准准。两种传感器得到图像的灰度值两种传感器得到图像的灰度值有有较大较大差差异异，且不成且不成 线性关系线性关系。机载激光遥感数据及处理机载激光遥感数据及处理5.2.15.2.1、机、机载载LiDARLiDAR与影像配准与影像配准（2 2）基于点特征）基于点特征首先利用摄影测量的方法使用首先利用摄影测量的方法使用数数码影码影像像生生成成点云，点云，再利用迭代最邻近点配准算再利用迭代最邻近点配准算法法(Iterative(Iterative Closest Closest PointPoint AlgorithmAlgorithm，
36、ICP)ICP)实现配准实现配准。机载激光遥感数据及处理机载激光遥感数据及处理5.2.15.2.1、机、机载载LiDARLiDAR与影像配准与影像配准（3 3）基于线特征）基于线特征首先利用相对定首先利用相对定向向，将影像上，将影像上的的同名同名直直线线转转换换到到3D 3D 摄影测量辅助坐标系中，再利摄影测量辅助坐标系中，再利用用转换转换方方程程使使得该得该直直线与线与 LiDARLiDAR点云中对应的空间直线重合，实现配准。点云中对应的空间直线重合，实现配准。机载激光遥感数据及处理机载激光遥感数据及处理5.2.15.2.1、机、机载载LiDARLiDAR与影像配准与影像配准4 4基于面特征
37、基于面特征假设没有系统误假设没有系统误差差影响，影响，经过经过相相对定对定向向，获获取影取影像像 上的同名面特上的同名面特征征，转换，转换到到3D3D摄影测量摄影测量辅辅助助坐坐标系标系中中，再再 利用转换方程使得该面片与点利用转换方程使得该面片与点云云中的中的面面片片重重合。合。5 5基于其它特征的方法基于其它特征的方法机载激光遥感数据及处理机载激光遥感数据及处理5.25.2、影像数据处理、影像数据处理5.2.25.2.2、真正射影像生产、真正射影像生产真正射影像和正射影像的差别真正射影像和正射影像的差别，体现体现在在建建筑筑物的纠物的纠 正上，由正上，由于于DEMDEM没有建筑物的高度信息
38、没有建筑物的高度信息，在纠在纠正正时只能时只能 按照地面的高度进行纠正，造按照地面的高度进行纠正，造成成了一了一定定的的偏偏差差。采用采用具有建筑物信息具有建筑物信息的的DSMDSM就不存在这就不存在这个个问题问题，能能够够 得到正确的投影位置。得到正确的投影位置。机载激光遥感数据及处理机载激光遥感数据及处理5.2.25.2.2、真正射影像生产、真正射影像生产机载激光遥感数据及处理机载激光遥感数据及处理5.2.25.2.2、真正射影像生产、真正射影像生产机载激光遥感数据及处理机载激光遥感数据及处理C1A1B1CB A投影面投影面地面地面（a）未做纠正）未做纠正机载激光遥感数据及处理机载激光遥感
39、数据及处理C1A1B1BA投投影影面面地面地面5.2.25.2.2、真正射影像生产、真正射影像生产（b）正射影像正射影像 使用使用DEM做纠正做纠正C机载激光遥感数据及处理机载激光遥感数据及处理C1A1B1BA投影面投影面地面地面5.2.25.2.2、真正射影像生产、真正射影像生产（c）真正射影像）真正射影像使使用用DSM做纠正做纠正C5.25.2、影像数据处理、影像数据处理5.2.35.2.3、辅、辅助助LiDARLiDAR数据处理数据处理辅助点云数据滤波，剔除非地辅助点云数据滤波，剔除非地面面点；点；辅助点云数据分类，得到专题辅助点云数据分类，得到专题产产品；品；辅助质检，观察数据处理质量
40、辅助质检，观察数据处理质量机载激光遥感数据及处理机载激光遥感数据及处理1.1.、LiDARLiDAR数据数据2.2.、影像数据处理、影像数据处理3.3.、强度数据处理、强度数据处理4.4.、波形数据处理、波形数据处理5.5.、点云数据处理、点云数据处理6.6.、专题数据处理、专题数据处理机载激光遥感数据及处理机载激光遥感数据及处理3.3.、强度数据处理、强度数据处理1.1.、特点、特点2.2.、处理步骤、处理步骤3.3.、去噪、去噪4.4.、应用、应用机载激光遥感数据及处理机载激光遥感数据及处理3.3.、强度数据处理、强度数据处理1.1.、特点、特点商用商用LiDARLiDAR系统在获取三维位
41、置坐标信息（距离）系统在获取三维位置坐标信息（距离）数据的同时，记录下了数据的同时，记录下了各各激光激光脚脚点反点反射射的的回回波信波信号号的的强强 度信息度信息。本质本质同传统的光同传统的光学学影像一样，影像一样，通通常采常采用用传传统统的数字的数字 图像处理的方法处理图像处理的方法处理。机载激光遥感数据及处理机载激光遥感数据及处理5.3.15.3.1、特点、特点噪声大噪声大未定标未定标与距离信息同与距离信息同时获取时获取与光学影像相似与光学影像相似机载激光遥感数据及处理机载激光遥感数据及处理5.35.3、强度数据处理、强度数据处理5.3.25.3.2、处理步骤、处理步骤重采样重采样去粗差去
42、粗差取整、拉伸取整、拉伸去噪去噪应用处理应用处理机载激光遥感数据及处理机载激光遥感数据及处理5.3.25.3.2、处理步骤、处理步骤（1 1）重采样）重采样将时间序列的数据转换为规则格将时间序列的数据转换为规则格网网数据数据阵阵列列，每个每个 像素值代表该点对应的回波强像素值代表该点对应的回波强度度值值。机载激光遥感数据及处理机载激光遥感数据及处理5.3.25.3.2、处理步骤、处理步骤（2 2）去粗差）去粗差机载激光遥感数据及处理机载激光遥感数据及处理5.3.25.3.2、处理步骤、处理步骤（3 3）取整，拉伸）取整，拉伸回波强度数据不回波强度数据不是是整数整数，也不，也不刚刚好好25625
43、6个灰度个灰度级级，要要 想显示为灰度图像想显示为灰度图像，必须，必须取整取整和和拉伸拉伸（压压缩缩）机载激光遥感数据及处理机载激光遥感数据及处理5.35.3、强度数据处理、强度数据处理5.3.35.3.3、去噪、去噪强度信息存在严重噪声，主强度信息存在严重噪声，主要要成成份为份为脉脉冲冲噪噪声（声（椒椒 盐噪声），其概率密度函数盐噪声），其概率密度函数（PDFPDF）一一般般为指为指数数密度密度分分 布和伽马密度分布布和伽马密度分布。这种这种噪声为乘性噪声，与信号噪声为乘性噪声，与信号相相关，关，本本质质上上是非线是非线 性的，难以去除。性的，难以去除。机载激光遥感数据及处理机载激光遥感数据
44、及处理5.3.35.3.3、去噪、去噪中值滤波是对一个滑动窗口内中值滤波是对一个滑动窗口内的的所有所有像像素素灰灰度值排度值排 序，用中值作为窗口中心像素序，用中值作为窗口中心像素输输出值出值的的处处理理；均值滤波的基本原理是把数字均值滤波的基本原理是把数字图图像中像中每每一一点点的值，的值，用它的邻域中各像素灰度值的用它的邻域中各像素灰度值的均值均值代代替替。机载激光遥感数据及处理机载激光遥感数据及处理5.3.35.3.3、去、去噪噪例子：基于平坦度例子：基于平坦度的的LiDARLiDAR强度图像去噪强度图像去噪 融合强度融合强度信息的图像均值去信息的图像均值去噪噪算算法，法，算算法法：同时
45、同时考考虑对应虑对应LiDARLiDAR距离信息中像素距离信息中像素的的8-8-邻域内的高邻域内的高 程信息，分别计算的左上角子程信息，分别计算的左上角子邻邻域、域、左左下下子子邻域邻域、右上右上 角子邻域及右下角子邻域的高角子邻域及右下角子邻域的高程程平坦平坦度度，然然后取后取最最小平小平 坦度对坦度对应应的子领的子领域域的强度的强度的的均值作均值作为为该像素该像素的的新灰度新灰度值值机载激光遥感数据及处理机载激光遥感数据及处理5.3.35.3.3、去噪、去噪机载激光遥感数据及处理机载激光遥感数据及处理高程平坦度：高程平坦度：(f(i,j)p(i,j)2ij式中式中：f(i,j)为子邻域中各
46、个像素的高程值为子邻域中各个像素的高程值p(i,j)为子邻域中所有像素的高程的为子邻域中所有像素的高程的均均值值5.3.35.3.3、去噪、去噪计算如图所示的高程平坦度值计算如图所示的高程平坦度值左上子邻域左上子邻域为为 ：机载激光遥感数据及处理机载激光遥感数据及处理1110110001101高程平坦度为：高程平坦度为：V=(1-3/4)V=(1-3/4)2 2+(1-3/4)+(1-3/4)2 2+(1-3/4)+(1-3/4)2 2+(0-3/4)+(0-3/4)2 2=3/4=3/4同理，可计算得到左下、右同理，可计算得到左下、右上上、右、右下下的高的高程程平坦度平坦度分分别别 为为：3
47、/43/4、0 0和和1 1，右上角，右上角子子邻域邻域高高程全程全为为1 1，最最平坦，平坦，V V0 0 为最小值。算法取相应的强为最小值。算法取相应的强度度影像影像中中的右的右上上角子邻角子邻域域的均的均 值作为该像素的新的灰度值。值作为该像素的新的灰度值。5.3.35.3.3、去噪、去噪 实验结果：实验结果：机载激光遥感数据及处理机载激光遥感数据及处理原始机载激光雷达强度图像原始机载激光雷达强度图像原始影像（局部）原始影像（局部）中值滤波结果（局部）中值滤波结果（局部）实验结果：实验结果：机载激光遥感数据及处理机载激光遥感数据及处理实验结果：实验结果：机载激光遥感数据及处理机载激光遥感
48、数据及处理平坦度均值去噪算法结果平坦度均值去噪算法结果（局部）（局部）均值滤波结果（局部）均值滤波结果（局部）5.3.35.3.3、去噪、去噪各种指标计各种指标计算算结果：结果：机载激光遥感数据及处理机载激光遥感数据及处理算法算法原始图像原始图像中值滤波中值滤波均值滤波均值滤波平坦度去噪平坦度去噪EPIEPI1.0000001.0000000.5654840.5654840.2439330.2439330.7038800.703880清晰度清晰度2.1333392.1333391.2383101.2383101.1210421.1210421.8768981.876898信噪比信噪比50.38
49、768850.38768849.61267649.61267658.14371758.143717平均值平均值15.74304615.74304615.74821415.74821415.74154915.74154915.75797515.7579755.3.35.3.3、去噪、去噪通过以上指标发现，不论从目通过以上指标发现，不论从目视视的主的主观观评评判判还是从还是从 客观的统计指标来看，融合了客观的统计指标来看，融合了距距离与离与强强度度信信息的息的平平坦度坦度 均值去噪算法，既保持了传统均值去噪算法，既保持了传统均均值滤值滤波波的的优优点又点又改改进了进了 对弱边缘的保护。对弱边缘的保
50、护。机载激光遥感数据及处理机载激光遥感数据及处理5.35.3、强度数据处理、强度数据处理5.3.45.3.4、应用、应用从从LiDARLiDAR数据中自动提数据中自动提取取道路道路Simon Simon CLODECLODE等等（20042004）先利用距先利用距离离信息生信息生成了成了DEMDEM，再基于强度信息进行滤波操作再基于强度信息进行滤波操作，最后最后对对距距离离图像图像按按数字数字 图像处理的方法提取道路图像处理的方法提取道路机载激光遥感数据及处理机载激光遥感数据及处理5.3.45.3.4、应、应用用步骤：步骤：机载激光遥感数据及处理机载激光遥感数据及处理5.3.45.3.4、应用
