LiDAR
Light Detection And Ranging,激光探測及測距,是一種光學遙感技術,使用激光對地球表面的密集采樣,產生高精度X、Y、Z測量值。
激光雷達系統的主要硬件組成部分包括一組車輛(飛機、直升機、車輛以及三腳架)、激光掃描系統、GPS(全球定位系統)和 INS(慣性導航系統)。INS 系統測量激光雷達系統的滾動角、俯仰角與前進方向。
激光雷達是一個主動光學傳感器,它在沿着特定的測量路徑移動時向一個目標發射激光束。
激光雷達傳感器中的接收器會對從目標反射回來的激光進行檢測和分析。
這些接收器會記錄激光脈沖從離開系統到返回系統的精確時間,以此計算傳感器與目標之間的范圍距離。
這些距離測量值會與位置信息(GPS 和 INS)一起轉換為對象空間中反射目標實際三維點的測量值。
完成激光雷達數據采集測量之后,將通過分析激光的時間范圍、激光的掃描角度、GPS位置和 INS 信息將點數據后處理成高度精確的地理配准 x,y,z 坐標。
采集到的激光雷達點的附加信息與 x、y 和 z 位置值存儲在一起。為每個記錄的激光脈沖保留以下激光雷達點屬性:強度、回波編號、回波數、點分類值、在飛行航線邊緣的點、RGB(紅、綠和藍)值、GPS 時間、掃描角度和掃描方向。
LiDAR的點雲數據一般格式為LAS
LAS
測量與遙感( ASPRS)協會下屬的LIDAR委員會制定的標准LIDAR數據格式
每個 LAS 文件都在頁眉塊中包含激光雷達測量的元數據,然后是所記錄的每個激光雷達脈沖的所有記錄。
每個 LAS 文件的頁眉部分都保留有激光雷達測量本身的屬性信息:數據范圍、飛行日期、飛行時間、點記錄數、返回的點數、使用的所有數據偏移以及使用的所有比例因子
為 LAS 文件的每個激光雷達脈沖保留以下激光雷達點屬性:x,y,z位置信息、GPS 時間戳、強度、回波編號、回波數目、點分類值、掃描角度、附加 RGB 值、掃描方向、飛行航線的邊緣、用戶數據、點源 ID 和波形信息。
該格式是目前最常用的LIDAR數據存儲格式,可以比較好地解決多屬性離散激光點雲數據的存儲問題
具有結構嚴謹、便於擴展等優點
LAS格式是一種二進制文件格式,按每條掃描線排列方式存放數據,包括激光點的三維坐標、多次回波信息、強度信息、掃描角度、分類信息、飛行航帶信息、飛行姿態信息、項目信息、GPS信息、數據點顏色信息等
LAS文件里包含3個部分:
公用文件頭塊(PUBLICHEADERBLOCK)
變量長度記(VARIABLELENGTHRECORDS)
點數據記錄(POINTDATARECORD)
LAS Dataset
存儲對磁盤上一個或多個 LAS 文件以及其他表面要素的引用。
LAS dataset允許以原生格式方便快捷地檢查 LAS 文件,並在 LAS 文件中提供了激光雷達數據的詳細統計數據和區域 coverage。
LAS dataset還可存儲包含表面約束的要素類的引用。表面約束為隔斷線、水域多邊形、區域邊界或 LAS 數據集中強化的任何其他類型的表面要素。
LAS 文件采用行業標准二進制格式,用於存儲機載激光雷達數據。
LAS 文件包含激光雷達點雲數據。
一般一個項目的LiDAR數據是涉及多個LAS文件的,使用LAS Dataset來統一管理多個相關的LAS文件會更加方便
點雲
點雲(Point Cloud)——在獲取物體表面每個采樣點的空間坐標后,得到的是一個點的集合,即空間中的一組數據點
根據激光測量原理得到的點雲,包括三維坐標(XYZ)和激光反射強度(Intensity)。
根據攝影測量原理得到的點雲,包括三維坐標(XYZ)和顏色信息(RGB)。
結合激光測量和攝影測量原理得到點雲,包括三維坐標(XYZ)、激光反射強度(Intensity)和顏色信息(RGB)。
點雲的屬性包括:空間分辨率,點位精度,表面法向量等
采集的點雲數據都具有海量性
每個掃描儀制造商和每個點雲數據處理軟件制造商都有他們各自特定的二進制文件
點雲存儲格式有很多:*.pts; *.asc ; *.dat; *.stl ; *.imw;*.xyz;*.las