激光雷达作为一种新兴遥感技术,为森林资源调查、地形勘测、电力巡检、地质灾害勘查等多个领域提供了一个全新的三维视角。
《激光雷达数据处理方法:LiDAR360教程》简要介绍激光雷达数据处理与应用的技术原理和方法,并基于LiDAR360软件系统讲解激光雷达数据的标准处理流程。主要内容包括激光雷达技术原理、发展历程和趋势:LiDAR360软件的数据输入与输出、数据显示、点云和栅格数据预处理、航带拼接、点云分类、地形产品生产与分析、矢量编辑、点云与影像融合处理、森林结构参数提取等,并通过典型的应用实例,使读者了解和熟悉激光雷达技术在植被相关研究以及综合减灾中的具体应用。
《激光雷达数据处理方法:LiDAR360教程》既可以作为高等院校激光雷达技术应用实验课程的教材,也可以作为测绘科学与技术、地理学、地质学、生态学、林学、农学及相关应用领域科研人员和技术人员的参考书。
《激光雷达数据处理方法:LiDAR360教程》附有相关实例数据的数字资源,读者可以通过实践操作来熟悉激光雷达这一主动遥感技术的概念和原理。
激光雷达作为一种新兴遥感技术,为森林资源调查、地形勘测、电力巡检、地质灾害勘查等提供了一个全新的三维视角。
《激光雷达数据处理方法:LiDAR360教程》简要介绍激光雷达数据处理与应用的技术原理和方法,基于LiDAR360软件详细讲解激光雷达数据的标准处理流程,包括数据输入与输出、数据显示、点云和栅格数据预处理、航带拼接、点云分类、地形产品生产与分析、矢量编辑、点云与影像融合处理、森林结构参数提取等,并列举了激光雷达技术在植被研究及综合减灾中的一些典型应用实例。
《激光雷达数据处理方法:LiDAR360教程》既可作为高等院校激光雷达技术应用实验课程教材,也可供测绘科学与技术、地理学、地质学、生态学、林学、农学及相关应用领域的科研人员和技术人员参考。
《激光雷达数据处理方法:LiDAR360教程》特点:
既包括LiDAR360激光雷达数据处理功能,又融入相关原理和方法
提供完整的示例数据,方便读者操作练习
2005年,我于美国加利福尼亚大学默塞德分校开始了我的教职生涯,主要从事激光雷达遥感技术的研发及其在生态环境领域中的应用研究。当时,激光雷达作为一种新兴的主动遥感技术,具有植被穿透能力强和精准获取三维结构信息等特点,广泛应用于地形测绘、林业调查、考古建筑、地质灾害以及无人驾驶等领域。在美国期间,我主持过多项美国林业局、美国国家科学基金会、美国地质调查局等机构的项目。在这些项目的实施过程中,我深切感受到激光雷达点云数据处理面临诸多困难,如数据量大、算法缺乏及市面上相关软件功能缺乏和操作不友好等,这些问题成为激光雷达技术进一步应用和推广的瓶颈。由此,我萌生了开发一套算法高效、功能全面、操作友好的激光雷达数据处理平台的想法。
2012年,我回国组建团队正式开始了LiDAR360平台的系统开发。2013年,首先推出了林业模块,然后相继推出了地形模块、影像模块、航带拼接和电力应用等模块。LiDAR360软件平台解决了大数据存储、处理和应用的问题,从数据的加载显示、预处理、滤波分类到各类产品的生成都有涉及,其高效精准的算法体系、功能全面的处理系统、友好的用户使用体验及面向多行业的应用模块,基本实现了当初我对该平台的设想。目前,LiDAR360平台已经被原国家测绘地理信息局、国家电网、中国地质调查局以及日本、欧美国家等的400余家机构及科研院所使用,成为国际激光雷达点云处理主流软件之一。
这些年,我和我的团队在中国科学院、原国家测绘地理信息局等单位多次举办了激光雷达应用培训班,系统讲解激光雷达技术在各领域的前沿应用发展和L1DAR360软件平台操作流程等内容。在培训班讲义的基础上,我们进一步整理和凝练,撰写了这本关于LiDAR360软件平台操作和应用的教程,希望向读者全面、系统地讲解激光雷达点云数据的基本操作及其在不同领域的应用,为激光雷达应用领域的从业者提供一本有价值的工具书。
第1章 概述
1.1 激光雷达技术原理、发展历程与趋势
1.1.1 传感器的研发和创新
1.1.2 多源异构数据融合
1.1.3 激光雷达在大数据时代的发展和机遇
1.2 点云数据结构特征及国内外相关软件
1.2.1 点云数据结构特征
1.2.2 国内外相关软件
第2章 LiDAR360软件概述
2.1 软件概述
2.2 软件安装与环境配置
2.3 菜单命令及其功能
2.3.1 图形用户界面
2.3.2 菜单命令与功能
2.3.3 快捷键
2.4 数据输入与输出
2.4.1 数据输入
2.4.2 数据输出
第3章 数据显示操作
3.1 文件列表管理
3.1.1 图层管理
3.1.2 窗口管理
3.2 渲染显示
3.3 数据量测
3.3.1 单点选择
3,3.2 多点选择
3.3.3 长度量测
3.3.4 面积量测
3.3.5 角度量测
3.3.6 高度量测
3.3.7 体积量测
3.3.8 点密度量测
3.4 选择工具
3.4.1 选择工具条
3.4.2 交叉选择工具
3.5 窗口联动
3.6 卷帘
3.7 相机漫游
3.8 录屏
第4章 数据处理基础
4.1 噪点去除
4.1.1 统计去噪
4.1.2 噪声滤波
4.2 点云归一化
4.2.1 根据DEM归一化
4.2.2 根据地面点归一化
4.2.3 反归一化
4.3 点云分块
4.3.1 按范围分块
4.3.2 按点数分块
4.3.3 按标准分幅
4.4 点云合并
4.5 边界提取
4.6 重采样
4.7 PCV
4.8 纹理映射
4.9 点云裁剪
4.9.1 按圆裁剪
4.9.2 按矩形裁剪
4.9.3 按多边形裁剪
4.10 点云数据提取
4.10.1 按类别提取
4.10.2 按高程提取
4.10.3 按强度提取
4.10.4 按回波次数提取
4.10.5 按GPS时间提取
4.11 点云格网统计
4.12 数据批处理
4.12.1 对话框调用批处理
4.12.2 命令行调用批处理
4.13 栅格工具
4.13.1 影像镶嵌
4.13.2 影像分幅
4.13.3 栅格计算器
4.13.4 体积统计
4.13.5 栅格邻域统计
……
第5章 数据预处理
第6章 点云分类
第7章 地形产品生产
第8章 地形分析
第9章 矢量编辑
第10章 点云与影像融合处理
第11章 森林结构参数提取
第12章 激光雷达在植被分析中的应用实例
第13章 激光雷达在综合减灾业务中的应用实例
参考文献
索引
附录
后记