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激光扫描仪这种新型传感器系统应用到移动测图中,实现空间数据的动态、实时、无合作目标地快速采集,获取了大量的地形与地物数据。由于激光扫描数据是一些离散的“点云”,不包含任何明显的形体和拓扑关系信息,使得目前必须与其它传感器系统如CCD等结合使用。多传感器系统的应用增加了信息提取的难度,现有的数据处理方法不能完全适用于激光扫描数据。在深入分析移动激光扫描系统的几何结构特征的基础上,探讨了车载平台的参数标定和扫描仪检定问题,定义了论文涉及的几种坐标系。 在分析激光扫描数据特征的基础上,通过总结和借鉴前人对多传感器数据的处理经验,确定了激光扫描数据处理的技术方案,推导了移动激光扫描系统定位的观测模型。首次提出了适应建筑物立面信息提取的移动曲线拟合滤波算法。算法的设计考虑到各种因素的综合影响,直接采用激光扫描仪采集的激光脚点数据进行滤波,在完成滤波任务的同时去除了粗差。 分割出立面的粗略边界点后,采用线性最小二乘法和最小二乘曲线拟合算法对边界点进行处理,并通过匹配纠正得到了建筑物的边界线;制定了建筑物高度和细部信息提取的方案,为城市三维建模和真三维表达提供了所需的边界和高度信息。分析了影响移动激光扫描系统定位精度的可能因素,根据系统的定位观测模型,分析了其定位精度,并提出了误差纠正方法。根据前述的研究成果,还进行了“移动激光扫描数据处理与信息提取系统”的开发和研究工作。 本文的研究内容结合国家863计划课题“近景目标三维测量技术”(2001AA131020和2003AA133040)、国家自然科学基金项目“信息模式识别理论研究及其在地学中的应用”(40074001)和“多元数据的模式信息研究及其在测量中的应用”(40574001),研制开发了具有独立知识产权的软件。该软件目前已被成功应用到几个示范区的移动测图工作中,获得了业内人士的较好评价。