机载激光雷达技术在植被茂密地区的应用挑战与解决方案

机载激光雷达技术获取DEM 数据具有精度高、速度快等优势，但在地表植被茂密地区，往往会存在激光束穿不透植被的现象，使得密集植被下方，往往会缺点、少点，使构建的DEM 形状失真，大大增加了手工分类的工作量。

近年来无人机技术发展迅速，从制造到飞控软件的研发已经达到了非常高的水平，并且快速应用到了很多行业。无人机航拍、无人机测绘、无人机植保等都已经形成了专业化的应用。

随着无人机技术的不断发展，无人机性能的不断稳定，激光雷达的轻小化，激光雷达搭载在无人机上使用也成为一种趋势。特别是在应急抢险，点云数据快速获取方面发挥着重要的作用。无人机搭载轻小型激光雷达系统获取小区域的激光点云数据已经在很多项目得到应用。

目前，国内获取DEM 产品常用四种方法，分别为传统地面测量法、特征点线内插法、机载激光雷达获取法、摄影测量匹配法。针对DEM的制作方法，近年来一些学者进行了研究，主要有石翠萍(齐齐哈尔大学，2014年)对常用的构建DEM 的插值方法进行分析，并系统描述构建各种不同DEM 方法的优缺点。柏飞(新疆维吾尔自治区交通规划勘察设计研究院，2015年)提出利用激光点云处理软件Terrasolid 软件，通过高程分类算法对点云数据进行分类，通过人机互助快速提取出地面点制作DEM。陈庆华等人(吉林省基础地理信息中心，2015年)基于Cartosat1 卫星获取的多角度卫星影像，对DSM、DEM 等数字3D产品的生成方法进行了研究。施骏骋等人(昆明理工大学，2016年)提出运用DEMix 自动生成结构点并与其他软件互相配合的一种DEM 制作方法。

无人机激光雷达技术由于其数据精度高、获取数据速度快，近几年在各行业得到尝试应用。主要有:(www.xing528.com)

赵大伟等人(华南理工大学，2015年)利用改进的3D 正态分布变换(3D-NDT)进行航带配准，得到航带间的变换关系参数。通过具体实验对常见的迭代最近点(ICP)算法与3D 正态分布变换算法进行比较，验证了该方法实现航带拼接，具有速度快、精度高、稳健性好等特点，非常适合于工程实际应用。

刘昌军等人(中国水利水电科学研究院，2015年)利用金景科技无人机雷达测量技术对栾川县协心小流域进行航测，获取了协心小流域激光点云数据、分辨率优于0.2m 的航拍数据。制作了lm×1m 的DEM数据，并基于无人机激光雷达点云数据自动提取了沿河村落居民户高程、河道纵横断面数据。无人机激光雷达技术为快速获取山洪灾害调查评价工作基础数据提供了技术支撑，缩短了工作时间，节省了费用，得到了更多数据产品。

罗东山等人(西安长庆科技工程有限责任公司，2015年)结合无人机航摄技术和三维激光扫描技术的优势，对硬件系统总体架构和软件系统主要功能模块进行分析，采用合理的数据编辑和滤波算法，形成了一套无人机空中激光扫描测绘系统。并在西安未央湖附近进行了实地飞行试验，对系统硬件的稳定性和软件各功能模块进行了测试，最后对采集的点云数据处理后的线划图精度进行了分析。分析得出该系统采集的点云数据滤波后内插生成的地形图主要指标达到了1 ∶500 地形图的技术要求。