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文本内容:
辽宁工程技术大学本科生实习报告书实习题目激光遥感数据处理教学单位专业班级学生姓名学号指导教师实习时间1TerraSolid软件认识
一、实验目的与内容
1.目的__MicroStation、TerraSolid软件,初步熟悉软件各个模块的功能
2.内容软件__与解密;了解各个功能模块的主要功能;熟练应用软件进行点云数据的基本操作;参考资料Tscan
0.pdf及视频
二、实验过程TerraSolid系列软件是第一套商业化的Lidar数据处理软件基于MicroStation__运行TerraSolid系列软件主要有TerraScanTerraPhotoTerra__tchTerraModeler等模块来共同处理激光雷达点云数据和影像用户可以根据不同的需要选择不同的模块因此要先__MicroStation1软件的__
①__MicroStation运行ms08050270en.exe,按照程序指示完成__;
②拷贝msv
8.lic__到C:\ProgramFiles\Bentley\Program\Li__nsing文件夹下,完成MicroStation的解密;
③再运行setup.exe,选择TerraScanTerraPhotoTerra__tchTerraModeler四项完成四个模块的__;
④拷贝li__nse目录下四个解密文件到C:\terra\li__nse文件夹下,完成TerraSolid软件解密2软件运行和加载
①双击桌面快捷方式MicroStation,运行软件系统主界面如下图1所示
②选择菜单Utilities→MDLAplication,调出MDL对话框,如图2所示选择TSCAN,__load按钮,完成TerraScan的加载同理可完成TerraPhotoTerra__tchTerraModeler3个模块的加载,然后进入各个模块的使用界面图1MicroStation系统主界面图2MDL对话框
3、各个模块功能介绍Terrasolid系列由TerraScan、TerraModel、TerraPhoto、TerraSl__e、Terra__tch、TerraSurvey等组成,来共同处理激光雷达点云数据和影像用户可以根据不同的需要选择不同的模块,一般最常用的就是TerraScan和TerraModelTerraScan能装载和处理大量的LIDAR数据,它的主要功能是根据点的坐标、强度、同一激光的首末反射值等信息将大量激光扫描测量数据进行分类、滤波它可以根据一定的分类标准程序对所有的点进行批处理另外它还可以象AutoCAD那样很方便地利用鼠标编辑图形,从不同角度观察图形但TerraScan软件仅有一个滤波器,采用的是基于坡度的滤波理念Terra__tch用于解决IMU飞行姿态参数,确定飞行姿态,用于系统检校/航带平差TerraModel是用来生成和处理各种表面模型的,可用于计算体积、__,生成等高线、轮廓线,洪水淹没计算TerraPhoto用来处理原始数码影像将飞机的飞行数据文件包括飞机位置、姿态、拍摄时间、影像排列等数据、影像数据文件及地面数字模型文件输入系统,必要时还可以将外控数据输入系统,该软件将根据这些数据进行全自动空三平差、镶嵌,形成彩色正射影像图
4、软件基本操作
①数据读取与显示从TerraScan菜单栏选择File→ReadPoints即可打开选择文件选择对话框在数据目录双击A.las,__Done按钮,软件将会读入数据,并在Microstation的View对数据进行显示
②数据显示模式Viev→Displaymode可对点云数据的不同显示模式进行查看可供选择的方式有类、回波、高程、强度、距离、渲染等在Displaymode中,可以对每个窗口的颜色以及显示方式进行设置,如下图所示
③General、ViewLaser工具箱2机载LiDAR数据处理——系统检校
一、实验目的及内容
1.实验目的结合课程介绍系统检校原理,掌握基于软件进行系统检校的方法和步骤
2.实验内容在Terra__tch模块下,进行系统检校
二、实验过程检校的最终目标是要确定所有的系统误差并对所求的原始点数据进行改正,使其只剩下随机误差对每次飞行需要检校的误差主要是安置误差,其随飞行的次数、时间以及仪器的__等因素而变化
1.打开数据将实验数据中的四条航带点云数据打开,为明显区别可使四条航带显示不同的颜色,在Displaymode进行设置同时,__DrawSection按键,画出一定宽度的线,结果在View2中显示,可发现各个航带明显地存在偏差,这就是系统误差造成的,系统检校的目的就是消除这些误差结果如下图所示
2.加载Terra__tch,进行系统检校与加载TerraScan步骤相同,加载Terra__tch,开始系统检校系统检校的操作
1、导入轨迹文件选择左侧工具栏中的Setting→__nageTrajectories→File→Setdirectory,选择所用的数据文件,即完成了导入轨迹文件
2、画航线在__nageTrajectories中,选择Tools→DrawTrajectories,则显示了航线
3、在Terra__tch中,__Setting→Measure__tch,在Use中选择Loadedpoints,Useclasses中选择Ground,完成后,则会显示Measurereport,其中__erage__gnitude为
0.
099884、开始进行航带平差,仍然在Terra__tch中,__Setting→Find__tch,在solvefor中,将Headingshift,Rollshift,Pitchshift三个选项划勾然后点OK,则开始系统检校,过程会显示如下界面
5、应用检校结果上述过程完成后,会出现Applyresults,可以将这个结果保存,__OK,则将结果应用在数据中,完成系统检校完成了系统后,可发现原来各个航带存在的偏差,会减小如图所示另外,还可再次查看误差,即操作步骤3,会发现__erage__gnitude数值减小为
0.02705,如下图所示3机载LiDAR数据处理——滤波分类
1、实验目的与内容掌握软件滤波分类方法运用软件对点云数据进行滤波、分类
2、实验方法与过程1实验方法人工交互编辑的目的是剔除自动滤波,自动分类没有滤掉的部分粗查和未分类正确的激光点,为了便于人工作业,工程化的海量数据处理需要界面更友好、处理效率更高的选定工具和算法在对点云数据进行分类处理前,首先应当对数据进行检验,剔除错误的点和高程异常的点,如特别低的点(地面以下的点)或特别高的点(云或飞行中的鸟)然后建立地面数据类型,分离出非地面的数据再根据顾客的要求,对非地面数据进行分类,如建筑物类数据、输电线路数据、铁路类数据等等另外,可以根据高出地面的高度对非地面点数据进行分类,如可以对不同的植被进行分类最后输出分类的数据机载LiDAR航飞获取的原始激光数据在经过数据预处理之后就是海量的激光点云数据,这些点云数据包括地面点、植被点、建筑物点、水域点、其他地物点以及噪声点,且都在同一个数据层激光点云数据分类就是要将这些点放在预先定义的数据层中,比如,地面点放在ground层,植被点放在vegetation层,建筑物点放在building层等,其中重点是要分出地面点,从而生成DEM2实验过程激光点分类的主要流程如下
1、设置分类层根据数据后处理的需求设定不同的点层,并设置该层描述语、编号、颜色等显示信息
2、提取噪声点主要是提取空中的像云和鸟等噪声点,这些点明显高于周围点的平均高程,但是其中很有可能把空中的电力线、通信线等也提取出来,所以,提取噪声点后要检查分类是否准确其原理是若中心点高于周围点的平均高程限差,则该点确定为噪声点
3、提取低点这一步主要是提取因为多路径反射而产生的比实际点位低的错误点,其原理是给定一个点作为中心点,指定范围的点与其进行高程比较,若明显低于指定范围内的点,那么这个点被确定为低点
4、提取地面点提取地面点是分类中最关键的一个步骤,主要是通过反复迭代建立地面三角网模型来分离出地面点在算法上包括两个阶段,第一,在分离出低点的基础上,软件在一定范围内搜寻初始地面点来建立一个初始模型,并在这些点之间构建临时的TIN模型;第二,在原来初始模型的基础上,抬高模型,如果某些点和TIN之间的角度和距离符合预设的参数,将会增加这些新的点到原来构建的TIN模型中,每个增加的点使得模型越来越接近真实的地面也可以运用Micro滤波获取地面点
5、其他地物点地面以上地物点的提取是建立在地面模型基础上的,主要通过其高度来进行分类植被点和电力线点在根据高度分类之后,要人工分别区分开来建筑物点的分类由程序自动进行,再加以人工辅助修改一般情况下,机载激光用于扫描地形,水面反射接收到的激光点很少,所以,激光点很离散稀疏的就判断为水域,再参考影像来确定水域的形状边界等信息Add按钮→Add按钮→Add按钮→运行宏即可得到分类的植被点Add按钮→运行宏即可得到building类
6、点云数据的交互编辑现有的软件尽管对点云数据可以进行大部分的自动分类处理,但是由于地面的复杂性和点云数据的随机性,自动处理算法无法保证完全的可靠性,因此自动分类完成后,对比较特殊及复杂的地形及目标,特别是陡坎、建筑物与树木交界处、植被以及水域等仍需要进行人工交互编辑在经过程序自动分类之后,还要进行人工辅助编辑修改完善等后续工作来使分类更精确可参照模型和影像来进行编辑修改,建立地面模型DEM和表面模型D__,两个模型比较来判断激光点的分类是否准确且贴合地形,不容易判断的区域参考影像来确定属于哪一类4机载LiDAR数据处理——DEM生成
1、实验目的和内容掌握软件生成DEM的方法运用软件对地面点数据生成DEM产品
2、实验方法和过程上次实验通过滤波从激光点云数据分离出地面点,并把地面点放在ground层,本次实验将利用地面点生成DEM⑴加载Tmodeler模块⑵利用TScan模块加载已滤波数据⑶⑷⑸5地面三维激光扫描
1、实验目的与内容运用三维激光扫描仪扫描建筑或者雕像,获取点云数据掌握对目标进行扫描的技术
2、实验方法与过程1实验方法地面三维激光扫描使用三维激光扫描系统三维激光扫描系统主要激光扫描仪、PC机、电源和三角架组成地面激光扫描仪本身主要包括激光测距系统和激光扫描系统,同时集成CCD和仪器内部控制和校正系统激光三维扫描仪通过向物体表面发射激光束,以激光定位原理精确测量物体表面点的坐标另外,为了后续的数据处理点云拼接的进行,采用在扫描仪扫描的视场内配置测量标靶或基于不同测站共用的测量公共控制点的方法整个的扫描流程为选点、设站、连接电源、量仪器高、用徕卡Cyclone-SCAN软件控制扫描仪、选取扫描范围、选取扫描目标、扫描并生成点云2实验过程
1、扫描前的准备工作针对需要扫描的目标确定扫描的测站数和测站位置以及控制标靶用来匹配每站扫描的点云的个数和位置
2、扫描在选定的测站上安置Cyrax三维激光扫描仪调整好扫描仪面对的方向和倾角用网线将扫描仪和计算机连接好打开扫描仪的电源开关扫描仪的扫描过程由Cyclone软件控制通过集成的数码相机得到扫描对象的影像在影像图上选择扫描区域设置好扫描参数行数、列数、扫描分辨率等扫描仪自动进行扫描6点云数据处理
1、实验目的与内容运用三维激光扫描仪扫描建筑或者雕像,获取点云数据掌握对目标进行扫描的技术
2、实验方法与过程地面三维激光数据处理使用Cyclone软件,Cyclone是市场上首款为激光扫描仪提供放样功能的软件模块,Cyclone软件包括SCAN数据获取模块、REGISTER点云拼接模块、SURVEY、MODEL、CloudWorx、PUBLISHER、TOPOⅡ数据提取与分析模块、数据输出模块输出二维或三维图,线画图,点云图,三维模型,ASCll坐标数据等用户使用该软件不仅可以高效率地控制徕卡测量系统的多种HDS扫描仪进行实体物件的扫描测量,而且它还具有为激光扫描仪提供放样的软件模块1数据查看
1、先将数据加载到软件中
2、然后可进行点云数据的查看2配准
1、右键project---createregistration,输入文件名“实验”,即为拼接站
2、进入registration添加要拼接的扫描站(addscanword)到右边的空白框中
3、在Modelspa__中,可将点云数据显示出来
4、使用Auto-addconstraints计算拼接精度,得到如下结果
4、__Registration----register选项,经过处理得到如下结果
5、__Registration---createscanworld/freezeregistration
6、__Createandopenmodelspa__,得到了配准后的数据7实验体会本次实验,进行了机载LiDAR和地面三维激光数据处理LiDAR是一种比较新的遥感技术,是九十年代初首先由西方国家发展起来并投入商业化应用的一门新兴技术,LIDAR数据经过相关软件数据处理后,可以生成高精度的数字地面模型DTM、等高线图,具有传统摄影测量和地面常规测量技术无法取代的优越性,因此引起了测绘界的浓厚兴趣通过实习,熟悉了激光遥感数据处理流程处理所用的软件分别为TerraSolid和Cyclone,通过实验,也掌握了软件的一些基本功能,但是还有很多功能是不了解的,在今后自己要多加练习该技术在地形测绘、环境检测、三维城市建模等诸多领域具有广阔的发展前景和应用需求,有可能为测绘行业带来一场新的技术__作为遥感专业的学生,对这样的新型技术,要多__多学习,提高自己的专业素养指导教师意见成绩评定 指导教师签字年月日实习单位意见负责人签字(单位盖章)年月日备注。