机载激光雷达点云数据处理理论与应用研究606(5)

摘 要

随着LIDAR技术设备在国内的应用日渐普及，相应的点云处理软件却都是随

机商用软件，用其制作的测绘产品和我国测绘规范的要求还有一定差距。而且无

论是制图效率还是在制图的思想上，对点云的编辑处理和对常规测量数据处理有

很大的区别，表明对点云的编辑是现行一般的测绘软件很难完成的。有鉴于此，

结合商用点云处理软件以及国内测绘规范，开发适合国内测绘产品制作的点云数

据处理软件是完全必要而且也迫在眉睫。

本文以从LIDAR系统获取的数字正射影像和点云数据作为研究对象，充分利

用数字正射影像图以及高密度点云所包含的丰富信息，以AutoCAD为二次开发平

台，以objectARX作为开发工具，借助visualC++8.0开发环境，研制出点云处理

软件PCEdit。将点云与数字正射影像图的叠加，利用开发的点云处理软件对点云

进行一系列的编辑处理，并对处理的点云数据进行建模，来获得相应的测绘产品：

数字线划地图（DLG）和数字栅格地图（DRG）、数字表面模型（DSM）。本文内

容主要是围绕软件研制过程中遇到的关键问题而展开，具体包括：

利用ObjectDBX组件技术设计了一种针对点云的句柄实体模型。点云的输入

和显示是点云数据处理的首要环节，为避免常规输入方法导致对点云浏览和编辑

效率低下的问题，该句柄实体模型将每个点云文件中读取的所有点作为一个实

体，在数据库中只有一个句柄。对该文件进行浏览、漫游都比较方便。

在点云数据的编辑中，无论是滤波、修复和简化都会涉及到对特定点的检索、

插入、删除等操作，为了提高点云编辑效率，提出动态开窗的思想。通过对点云

最小外包矩形（长方体）的角点进行拖拽，定位到感兴趣的区域，再对该小区域

进行编辑，避免对所有点云数据的不必要的访问，而只须遍历矩形(或者长方体)

内的点云，极大的提高了点云数据的编辑效率。

在制作测绘产品时，不同类的地物、地貌需要不同的点云密度，提出基于

实体边界约束的点云简化方法，在封闭多边形和带状区域对点云进行修复、简

化，进一步细化了对地物、地貌点云的编辑，加速了测绘产品的制作效率。

点云数据滤波是LIDAR数据处理的一个热点，也是进行点云编辑的一项

关键工作。在实现和坡度滤波以及移动圆域的坡度滤波算法的同时，引入双谐

样条函数（BSI）和径向基函数（RBF）对点云数据进行滤波。

在进行激光扫描时，物体遮挡会造成点云残缺，而经过滤波后的点云也会使

地面数据有很多空白或者“孔洞”。解决点云残缺的办法就是进行点云的修复，

一种选择是可以用常规测量手段（如GPS RTK、全站仪等）进行实际测量，还有

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