无人机激光雷达点云数据提取高精度DEM

 利用无人机激光雷达在野外进行航测，航测点云数据包括3次回波，本次案例以林地区域提取DEM为例，先进性野外拍摄，然后内业点云拼接，点云地面点信息提取，最后生成DEM。

一、航拍

利用无人机激光雷达对工作区进行航测，生成工作区的点云数据（图1）。

图1 航测点云数据

二、提取地面点

激光雷达可以穿透植被，产生3次回波。在林地区域，激光雷达提取地面点信息非常的容易。在植被稀疏和植被茂密的地方都得到很好的效果，如图2为点云数据剔除植被前后的二维对比图，图3为剔除植被前后的三维效果对比图。

图2 剔除植被前后对比图（左图为剔除前，右图为剔除植被后）

图3 剔除植被前后对比图（左图为剔除前，右图为剔除植被后）

三、DEM信息提取

根据地面点信息可以生成工作区的DEM高程数据（图4）。通过DEM晕渲效果（图5）可以看出DEM很平滑，不存在植被的干扰，三维效果非常好。

图4 DEM成果

图6 DEM三维模型

四、精度验证

DEM的精度验证从高程质量、与原来数据的吻合度（是否出现分层）、高程值信息等来判断。

1.提取的DEM信息非常平滑

图7 DEM比较光滑（左图为DEM，右图为对应区域的正射图）

2.提取的DEM很好地消除了植被的干扰

图8 消除植被对高程的干扰（左图为植被干扰的DEM，右图为我们提取的DEM）

3.提取的DEM准确的反映出实际的地面信息，与原始点云模型无分层现象。

图9 DEM模型真实反映地面信息

（左图为DEM模型，右图为DEM模型与正射模型的叠加）

4.提取的DEM在高程值上已经减去了植被的高度，能真实反映地面高程信息。下图在正射模型和DEM模型预定的一棵树上打点测量，左边正射模型窗口打到的是树木位置，测其高程为244.956米，而右边DEM模型测其高程为234.711米，实地测量这棵树的高度约10.2米，DEM能真实反映地面高程信息。

图10 相同位置高程对比