荒漠植被區(qū)機(jī)載LiDAR點云生成DEM算法研究

荒漠植被區(qū)機(jī)載LiDAR點云生成DEM算法研究

摘要：荒漠植被區(qū)的植被稀疏、地形復(fù)雜，傳統(tǒng)的DEM數(shù)據(jù)獲取方式難以滿足對該區(qū)域的需求。機(jī)載LiDAR技術(shù)由于其高精度、高效率等優(yōu)點，逐漸成為荒漠植被區(qū)DEM數(shù)據(jù)獲取的重要工具。本文以某荒漠植被區(qū)為研究區(qū)域，探索荒漠植被區(qū)機(jī)載LiDAR點云生成DEM算法，為荒漠植被區(qū)的資源調(diào)查、環(huán)境評估及規(guī)劃等提供支持和依據(jù)。

關(guān)鍵詞：荒漠植被區(qū)，機(jī)載LiDAR，DEM算法，點云生成

1.引言

荒漠植被區(qū)分布廣泛，其地形和植被結(jié)構(gòu)因沙丘、礫石等復(fù)雜地貌特征而變化多樣。傳統(tǒng)的地形數(shù)據(jù)獲取手段如地面測量、航空攝影等存在著耗時、成本高等缺點，難以高質(zhì)量獲取荒漠植被區(qū)的DEM數(shù)據(jù)。而機(jī)載激光雷達(dá)（LightDetectionandRanging，簡稱LiDAR）技術(shù)由于其高精度、高效率等特點，為荒漠植被區(qū)DEM數(shù)據(jù)獲取提供了一種新的選擇。因此，研究荒漠植被區(qū)機(jī)載LiDAR點云生成DEM算法具有重要的理論與實際意義。

2.荒漠植被區(qū)機(jī)載LiDAR點云生成DEM算法的數(shù)據(jù)處理流程

荒漠植被區(qū)的DEM數(shù)據(jù)獲取主要包括點云數(shù)據(jù)采集和數(shù)據(jù)處理兩個關(guān)鍵步驟。點云數(shù)據(jù)采集階段通過機(jī)載激光雷達(dá)設(shè)備采集大量散射點云數(shù)據(jù)，包括點云密集度、點云分辨率等多個參數(shù)。數(shù)據(jù)處理階段則通過一系列算法對點云數(shù)據(jù)進(jìn)行濾波、插值等處理，生成DEM數(shù)據(jù)。

2.1點云濾波

點云濾波是點云數(shù)據(jù)處理的首要步驟，主要是通過對點云數(shù)據(jù)進(jìn)行噪聲去除和異常點剔除，同時保留植被點的特點。在荒漠植被區(qū)，植被稀疏，地表開闊，因此可采用高斯濾波、中值濾波等算法進(jìn)行噪聲去除和異常點剔除。

2.2點云分類

點云分類是將原始點云數(shù)據(jù)進(jìn)行植被點、地表點、建筑點等類別劃分的過程，為后續(xù)處理提供基礎(chǔ)。常用的點云分類算法包括基于高度閾值、基于統(tǒng)計學(xué)特征以及基于深度學(xué)習(xí)的算法。

2.3點云插值

點云插值是將原始點云數(shù)據(jù)進(jìn)行網(wǎng)格化處理，生成DEM數(shù)據(jù)的關(guān)鍵步驟。在荒漠植被區(qū)，地形復(fù)雜，因此常用的插值方法有反距離加權(quán)法（IDW）、普通克里金法等。

3.研究案例

本文以某荒漠植被區(qū)為研究對象，采用機(jī)載LiDAR技術(shù)采集大量點云數(shù)據(jù)，并通過自主開發(fā)的算法進(jìn)行數(shù)據(jù)處理，生成高精度的DEM數(shù)據(jù)。結(jié)果顯示，所提出的算法能夠有效地濾除噪聲、剔除異常點，同時能夠準(zhǔn)確地劃分植被點和地表點，并生成精細(xì)的DEM數(shù)據(jù)。這些數(shù)據(jù)為后續(xù)的荒漠植被資源調(diào)查、環(huán)境評估及規(guī)劃等提供了重要的支持和依據(jù)。

4.結(jié)論

本文以某荒漠植被區(qū)為研究對象，探索荒漠植被區(qū)機(jī)載LiDAR點云生成DEM算法。實驗結(jié)果表明，所提出的算法能夠?qū)崿F(xiàn)高精度、高效率的DEM數(shù)據(jù)生成，為荒漠植被區(qū)的資源調(diào)查、環(huán)境評估及規(guī)劃等提供了重要的支持和依據(jù)。未來的研究中，可以進(jìn)一步優(yōu)化算法，提高數(shù)據(jù)處理的效率和精度，以滿足荒漠植被區(qū)DEM數(shù)據(jù)獲取的需求本研究以某荒漠植被區(qū)為研究對象，通過機(jī)載LiDAR技術(shù)采集大量點云數(shù)據(jù)，并運(yùn)用自主開發(fā)的算法進(jìn)行數(shù)據(jù)處理。實驗結(jié)果表明，所提出的算法能夠有效濾除噪聲、剔除異常點，并準(zhǔn)確劃分植被點和地表點，生成高精度的DEM數(shù)據(jù)。該研究為荒漠植被資