激光雷达油气管道工程1 激光雷达测量系统技术原理1.1 激光雷达测量原理激光雷达使用的是由激光器发射激光以光速传播，当激光发射到被测量物体的表面时，一部分反射激光被接收器所接收，计算出激光器发射点到反射物体的距离，再结合激光雷达系统瞬时位置与姿态，即可得到测点的三维坐标。1.2 激光雷达的系统构成常见机载激光雷达系统通常由激光发射器，光学系统，接收器，GPS/DGPS，IMU（惯性测量单元）,飞行计划和管理系统，数据采集和存储系统等部分组成。1.3 机载激光雷达数据机载激光雷达数据通常包括激光点云数据、回波强度图像数据。另外，为了便于对激光点云数据进行处理和应用，目前大多数的机载激光雷达系统中都集成有高分辨率航空数码相机，因此，航空数码影像数据亦可看作是机载激光雷达数据集的一部分。2 机载激光雷达数据猎取及预处理2.1 飞行区域的确定机载激光雷达测量工作与传统航空摄影测量类似，需要进行大量前期设计规划工作。在前期工作中，设计人员已根据卫星影像、历史数据及实地初步核实结果，确定了管道中线初步方案，以中线方案作为激光雷达航空摄影测量区域中线，以中线两侧各 1km 范围为飞行区域。2.2 数据猎取本实验中采纳有人飞行平台，搭载 LeicaALS70 机载激光雷达系统，搭配 LeicaADS80 航空数码相机，采纳 LeicaMissionPro 进行飞行计划的编排评估，采纳 LeicaFlightPro 进行飞行控制，并根据飞行计划向国家相关部门进行了空域申请的工作。整个数据猎取工作历时 2 个月，猎取了整个测区原始激光波形数据、航片数据、GPS 观测数据和 IMU 姿态数据，为后续数据处理打下了坚实的基础。2.3 数据预处理激光点云数据的预处理工作，是后续数据处理工作的基础。预处理的目的是将机载激光雷达系统猎取的原始波形数据，通过检校场检校数据、结合 GPS 观测数据和 IMU 瞬时姿态数据进行联合解算获得点云数据，并以交换格式进行存储的过程。在本实验中，还存在航空数码相机猎取的航片数据，同样需要进行预处理。航空数码相机与激光雷达系统使用同源的检校数据、GSP 观测数据和 IMU 瞬时姿态数据，采纳相机自带软件系统进行自动解算。3 激光点云数据处理3.1 点云数据的分割激光雷达点云数据是以 Las 文件为存储和处理单元。由于点云数据量非常大，而当前点云处理软件往往在容量上有限制，因此在处理点云数据前，必须先对整个区域的激光点云进行分块处理。以本实验为例，处理硬件为 2GB 大小...
