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机载LiDAR系统可以快速获取物体表面三维空间坐标信息,系统中配有的光学相机可以同步获取地面物体的光学影像。机载LiDAR系统点云与同步光学影像配准后,既可以得到物体表面三维空间坐标,也可以得到物体表面的纹理信息,在制作正射影像、建筑物提取与建模、树冠建模、图像分类、城区建筑物变化检测等方面发挥着重要作用。 机载LiDAR点云与光学影像的配准主要是以共线方程为数学模型建立点云与光学影像的映射关系。POS系统可以直接测量航摄仪在曝光瞬间的三维空间位置和姿态,由于惯性测量单元IMU与航摄仪之间存在安置角误差,导致由POS数据直接解算的影像外方位元素不够准确,影响点云与光学影像的配准精度。因此,实现机载LiDAR点云与光学影像配准的主要工作在于解算光学影像的外方位元素。检校航摄仪与惯性测量单元之间的安置角误差,可以利用POS数据直接准确解算影像外方位元素,实现点云与光学影像的精确配准。传统的安置角误差检校一般需要通过布设检校场,利用地面控制点解算安置角误差。布设检校场不仅使作业成本有所增加还会延长成图周期,不能充分发挥机载LiDAR系统机动灵活的优势。 本文在前人研究的基础上分别对安置角误差对点云与光学影像配准的影响、根据POS数据解算影像外方位元素、POS辅助区域网平差等内容进行研究,探讨在没有地面控制点的情况下使用测区数据实现机载LiDAR点云与同步光学影像配准的流程和方法,并采用实际数据对提取的配准流程和方法进行验证,实验证明提出的配准流程和方法是可行的。