基于LiDAR技术的城市三维建模

利用机载激光扫描仪或地面激光扫描仪LIDAR获取探测目标的三维数据，结合数字摄影图像或遥感图像对目标进而进行三维建模，是一种 主动式的现代的光学遥感系统，能直接获取高精度地表地形数据，是对传统摄影测量技术在高程数据获取及自动化快速处理方面的重要补充。在城市三维测量应用中，机载LiDAR系统具有较好的应用和发展前景。

机载LIDAR系统的构成，主要包括:

(1)动态GPS接收机，用于确定扫描投影中心的空间位置。

(2)姿态测量转置INS (ntertial naigtio system)是由惯性测量单元(nterial measurement unit,IMU)和导航电脑组成，用于测量投影装置主光轴的空间姿态参数。

(3)激光扫描测距系统，用于测量传感器到地面的距离。

(4)一套成像装置(主要是数码相机)，用于获取对应地面的地物地貌影像信息。

(5)控制系统，主要负责子系统协调、原始数据测量和数据记录。

机载激光雷达系统通过获取一系列的地面三维坐标点来测量目标表面的地形，利用安装在测量平台下端的激光扫描仪发射激光束，并精确记录发射与反射的时间差；根据激光光速恒定的原理测定激光脉冲发射点到建筑物发射激光脚点的斜距S，然后通过与此同步的IMU测定飞机的姿态(航向角、俯仰角和侧滚角)和GPS测定飞机的空间直角坐标，再利用极坐标定位原理实时计算出激光脚点的空间坐标。同时，安装在飞机下端的高分辨率数码相机同步获取高分辨率的数码影像，再通过处理分析即可获得所测区域的三维点云数据。