第２２卷第４期　２０１３年８月　测绘工程　

Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ　ｏｆ　Ｓｕｒｖｅｙｉｎｇ　ａｎｄ　Ｍａｐｐｉｎｇ　Ｖｏ１．２２，Ｎｏ．４　

Ａｕｇ．，２０１３　

Ｔｅｒｒａｓｏｌｉｄ软件处理激光点云数据的研究与改进　张均，孙洪斌，邵秋铭　（重庆市勘测院，重庆４０００２０）　

摘要：Ｔｅｒｒａｓｏｌｉｄ软件能够进行机载ＬｉＤＡＲ激光点云数据的粗差剔除、滤波和分类等操作，目前应用较为广泛，但　由于源代码不公开，处理数据的准确性和真实度还有待商榷。文中基于Ｔｅｒｒａｓｏｌｉｄ软件开发了一个精度估算的模　块，为实验参数的设置提供技术参考。该模块在点云数据处理实验中运用，取得良好的效果。　关键词：机载ＬｉＤＡＲ；点云数据；Ｔｅｒｒａｓｏｌｉｄ软件；精度估算　中图分类号：Ｐ２２８　文献标志码：Ａ　文章编号：１００６—７９４９（２０１３）０４—００５５—０３　

Ｒｅｓｅａｒｃｈ　ａｎｄ　Ｉｍｐｒｏｖｅｍｅｎｔ　ｏｆ　ｔｈｅ　ｍｅｔｈｏｄ　Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ　Ｌａｓｅｒ　Ｐｏｉｎｔ　Ｃｌｏｕｄ　Ｄａｔａ　Ｂａｓｅｄ　Ｏｎ　ｔｈｅ　Ｔｅｒｒａｓｏｌｉｄ　Ｓｏｆｔｗａｒｅ　

ＺＨＡＮＧ　Ｊｕｎ，ＳＵＮ　Ｈｏｎｇ—ｂｉｎ，ＳＨＡＯ　Ｑｉｕ—ｍｉｎｇ　（Ｃｈｏｎｇｑｉｎｇ　Ｓｕｒｖｅｙ　Ｉｎｓｔｉｔｕｔｅ，Ｃｈｏｎｇｑｉｎｇ，４０００２０，Ｃｈｉｎａ）　

Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｔｅｒｒａｓｏｌｉｄ　ｓｏｆｔｗａｒｅ　ｃａｎ　ｐｅｒｆｏｒｍ　ｏｕｔｌｉｅｒｓ　ｒｅｍｏｖｅｄ，ｆｉｌｔｅｒｉｎｇ　ａｎｄ　ｃｌａｓｓｉｆｉｃａｔｉｏｎ　ｏｆ　ｌａｓｅｒ　ｐｏｉｎｔ　ｃｌｏｕｄ　ｄａｔａ，ｗｈｉｃｈ　ｉｓ　ｗｉｄｅｌｙ　ｕｓｅｄ．Ｈｏｗｅｖｅｒ，ｂｅｃａｕｓｅ　ｔｈｅ　ｓｏｕｒｃｅ　ｃｏｄｅ　ｉｓ　ｎｏｔ　ｏｐｅｎ，ｔｈｅ　ａｃｃｕｒａｃｙ　ａｎｄ　ｆｉｄｅｌｉｔｙ　ｏｆ　ｒｅｓｕｌｔ　ｉｓ　ｎｏｔ　ｃｌｅａｒ．Ｔｈｉｓ　ｐａｐｅｒ　ｄｅｖｅｌｏｐｓ　ａｎ　ａｃｃｕｒａｃｙ　ｅｓｔｉｍａｔｉｏｎ　ｍｏｄｕｌｅ　ｂａｓｅｄ　ｏｎ　Ｔｅｒｒａｓｏｌｉｄ　ｓｏｆｔｗａｒｅ，ｗｈｉｃｈ　ｃａｎ　ｐｒｏｖｉｄｅｓ　ｔｅｃｈｎｉｃａｌ　ｒｅｆｅｒｅｎｃｅ　ｆｏｒ　ｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔ　ｐａｒａｍｅｔｅｒ　ｓｅｔｔｉｎｇｓ．Ｔｈｅ　ｍｏｄｕｌｅ　ｉｓ　ｕｓｅｄ　ｉｎ　ｐｏｉｎｔ　ｃｌｏｕｄ　ｄａｔａ　ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ　ｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔｓ，ａｎｄ　ａｃｈｉｅｖｅｄ　ｇｏｏｄ　ｒｅｓｕｌｔｓ．　Ｋｅｙ　ｗｏｒｄｓ：Ａｉｒｂｏｒｎｅ　ＬｉＤＡＲ；Ｐｏｉｎｔ　ｃｌｏｕｄ　ｄａｔａ；Ｔｅｒｒａｓｏｌｉｄ　Ｓｏｆｔｗａｒｅ；Ｐｒｅｃｉｓｉｏｎ　ｅｓｔｉｍａｔｉｏｎ　

机载雷达测量技术是一种主动式、快速、精确　的新型遥感测量方法，所获取的数据通过一系列的　坐标转换求得地面点三维坐标。目前，国内外已研　制出多种机载激光扫描测高系统，同时出现一些较　为成熟的机载ＵＤＡＲ数据处理软件，但其功能算　法均由生产厂家单独封装保密提供，用户看不到其　具体的算法步骤，因此，无法根据自身的应用需求　对数据做出更精确的操作。本文针对点云数据后　处理过程，尝试寻找合理而高效的处理海量点云数　据的算法来完成点云的自动滤波过程，实验操作是　基于Ｔｅｒｒａｓｏｌｉｄ软件下完成的，通过不同的算法来　实现粗差剔除以及滤波分类参数设计实验，给出了　最佳的滤波效果和精度分析。　１机载ＬｉＤＡＲ数据后处理　机载ＬｉＤＡＲ数据后处理主要进行滤波和分类　收稿日期：２０１３—０４—０５　作者简介：张均（１９８１一），男，工程师　两个操作。从激光脚点数据点云中提取数字地面　高程模型（ＤＥＭ／ＤＴＭ）需要将其中的地物数据脚　点去掉，这就是所谓的激光雷达数据的滤波＿１］。而　若要进行地物提取以及三维重建等操作，还需对激　光点云数据进行分类（分割），区分植被数据点、人　工地物点。　１．１点云数据滤波方法及实验　当前国内外对机载ＬｉＤＡＲ点云数据处理算法　还在研究发展阶段，现有的用于机载Ｉ　ｉＤＡＲ测量　数据的滤波算法都是基于三维激光脚点数据的高　程突变等信息进行的。主要方法分为移动窗口　法口］，数学形态滤波法［２］，迭代线性最小二乘内插　法＿３］，基于地形坡度滤波法ｌ＿３］，移动曲面拟合法＿１］等　几种。每种方法都存在其自身的缺陷，仍有待改善。　Ｔｅｒｒａｓｏｌｉｄ软件是以Ｍｉｃｒｏｓｔａｉｏｎ为平台开发　使用的。实验所采用的数据是ＩＳＰＲＳ第三工作组　提供的一组森林地区的机载ＬｉＤＡＲ数据。其滤波　方法是Ａｘｅｌｓｓｏｎ于２０００年提出的一种基于不规则　第４期　马书英，等：国家体育场主桁架施工测量　一个已知高程的控制点上架设Ｍｉｎｉ小棱镜；然后　工作站（操作全站仪的地点）的人员将各项相关参　数设置到符合测量的状态（如棱镜的常数等等）；照　准Ｍｉｎｉ小棱镜进行测量，得到设站点的标高；Ｍｉｎｉ　小棱镜的司尺人员在Ａ点放置Ｍｉｎｉ小棱镜；照准　Ｍｉｎｉ小棱镜进行测量，得到Ａ点的标高；按上述方　法分别得Ｂ，Ｃ点的标高。若Ｂ，Ｃ点的标高与设计　值存在差距，则应调整塔架顶部支座，直至满足要　求，误差范围：一８～＋５　ｍｍ。　３．４主桁架平面位置的控制　主桁架的平面位置测量与标高控制的方法类　似，采用全站仪进行。对主桁架的平面位置的控制　分上下弦分别定位。首先是下弦的定位：用全站仪　将下弦底面的主桁架控制点放样到塔架支座上，采　用放样程序。然后是上弦的定位：在下弦底面的主　桁架控制点与塔架上对应点重合，以及主桁架标高　控制到位后方能进行上弦的定位测量。上弦的定　位测量采用全站仪的测量程序进行，具体操作方法　与前面有关内容类似。为保证安装质量和主桁架　的管口对口质量，在进行主桁架的安装测量时，需　对每个管口的４个角点或４条边中点的位置进行测　量，确保管口位置符合设计要求和规范要求。同　时，还应进行主桁架的垂直度测量。　３．５主桁架偏差要求　安装定位过程中主桁架的位置偏差不得大于　２　ｍｍ，标高不得大于２　ｍｍ，垂直度偏差Ｈ／１　０００，　否则主桁架应重新定位。　在所有技术人员及员工的共同努力下，主桁架　安装准确，标高误差１．５　ｍｍ，位置偏差０．８　ｍｍ，垂　直偏差１／１　８３２，全部满足规范要求。　４结束语　国家大型重点工程是国民建设的重中之重，工　程的局部测量方法和精度要求也绝不容忽视。通　过测量工作监控桁架柱、主桁架安装过程，使测量　精度与安装精度匹配，确保其安装误差控制在允许　范围内，满足精度要求，确保工程质量。　

参考文献：　Ｅｌｉ李永井．建筑工程测量［Ｍ］．北京：清华大学出版　社，２００５．　Ｅ２］武汉测绘科技大学《测量学》编写组．测量学ＥＭ］．北京：　测绘出版社，１９９１．　Ｅ３Ｇ李聚方，赵杰．地形测量［Ｍ］．郑州：黄河水利出版　社，２００４．　Ｅ４］吴来瑞，邓学才．建筑施工测量手册ＥＭ］．北京：中国建筑　工业出版社，１９９７．　［５］鲍广盛．钢结构施工技术及实例ＥＭ］．北京：中国建筑工　业出版社，２００５．　［６］中华人民共和国建设部．ＧＢ５０２０５—２００１钢结构工程施工　质量验收规范［ｓ＿．北京：中国计划出版社，２００１．　［７］中国有色金属工业协会．ＧＢ５００２６—２００７工程测量规范　［ｓ］．北京：中国计划出版社，２００８．　Ｅ８］中华人民共和国建设部．ＧＢＳ０３００—２００１建筑工程施工　质量验收统一标准［ｓ］．北京：中国计划出版社，２００１．　［９］北京城建集团有限责任公司．ＱＢ／ＧＪＪＴ－ＧＴＣＣ－２００５国　家体育场钢结构工程施工质量验收标准［Ｓ］．北京：北京　城建集团有限责任公司，２００５．　［１Ｏ］梁希福．精密工程放样中测量新技术的应用及质量控制　＿Ｊ］．测绘工程，２００９，１８（４）：７４—７７．　［责任编辑：张德福］　

（上接第５７页）　一个精度估算的功能，将实验结果与参考数据比　较，为实验参数的设置提供了一个很大的技术参　考。机载ＬｉＤＡＲ是摄影测量技术的一种有力补　充，未来若能融合其他数据源进行地物识别，提出　更加完美的滤波算法，必将是机载ＬｉＤＡＲ技术的　

一个革命性转折。　

参考文献：　［１］张小红．机载激光雷达测量技术理论与方法［Ｍ］．武汉：　武汉大学出版社，２００７．　［２］ＫＲＡＵＳ　Ｋ，ＰＦＥＩＦＥＲ　Ｎ．Ｄｅｔｅｒｍｉｎａｔｉｏｎ　ｏｆ　Ｔｅｒｒａｉｎ　Ｍｏｄｅｌｓ　ｉｎ　Ｗｏｏｄｅｄ　Ａｒｅａｓ　ｗｉｔｈ　Ａｉｒｂｏｒｎｅ　Ｌａｓｅｒ　Ｓｃａｎｎｅｒ　ＤａｔａＥＪ］．ＩＳＰＲＳ　Ｊｏｕｒｎａｌ　ｏｆ　Ｐｈｏｔｏｇｒａｍｍｅｔｒｙ　ａｎｄ　Ｒｅｍｏｔｅ　Ｓｅｎｓｉｎｇ，１９９８，５３（４）：１９３—２０３．　Ｌ３］ＶＯＳＳＥＬＭＡＮ　Ｇ．Ｓｌｏｐｅ　ｂａｓｅｄ　ｆｉｌｔｅｒｉｎｇ　ｏｆ　ｌａｓｅｒ　ａｌｔｉｍｅ—　ｔｒｙ　ｄａｔａ［－Ａ］．Ｉｎ：Ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ　Ａｒｃｈｉｖｅｓ　ｏｆ　Ｐｈｏｔｏｇｒａｍｍｅ—　ｔｒｙ　ａｎｄ　Ｒｅｍｏｔｅ　ｓｅｎｓｉｎｇ，ｖｏ１．ＸＸＸＩＩＩ，Ｐａｒｔ　Ｂ３，Ａｍｓｔｅｒ　ｄａｍ，２０００：９３５—９４２．　［４］刘瑶，王健，彭福国，等．基于机载ＬｉＤＡＲ点云的岛礁提　取方法［Ｊ］．测绘工程，２０１２，２１（６）：３６—３８．　［５］龚亮，李正国，包全福．融合航空影像的ＬｉＤＡＲ地物点云　分类［Ｊ１．测绘工程，２０１２，２１（１）：３８—４２．　［６］赖旭东．机载激光雷达数据处理中若干关键技术的研究　ＥＤ］．武汉：武汉大学，２００６．　［７］刘经南，张小红．激光扫描测高技术的发展与现状ＥＪ］．武　汉大学学报：信息科学版，２００３，２８（２）：１３２—１３７．　Ｅ８１％Ｕ经南，张小红．机载激光雷达测高数据滤波［Ｊ］．测绘科　学，２００４，２９（６）：１５８　１６０．　［责任编辑：张德福］