第3讲LiDAR数据获取基本原理(2)3-数据格式技术对比

第三讲机载激光雷达数据获取基本原理——参数及数据格式参数及数据格式常用商业LiDAR系统性能指标Leica公司LiDAR设备Optech公司LiDAR设备Riegl公司LiDAR设备2Leica公司LiDAR设备Leica公司简介创建于1819年总部位于瑞士Heerbrugg，在瑞士证券交gg易市场挂牌上市3LeicaALS系列系列4LiALS50II部件LeicaALS50-II部件激光扫描仪长56cm、宽37cm、高24cm、重30kg操作与控制终端（计算机）电源控制器长47cm、宽45cm、控制宽高36cm、重40kgCCD相机DSS，130万像素CCD相机DSS，130万像素（1280×1024）波形记录器波形记录器其它设备，包括：连接电缆、控制/显示器等。5LeicaALS50-II参数扫描模式：摆镜（线扫描）方式最大扫描角度：75°最大扫描角度：75最大扫描频率：90HZ最大发射频率：150KHZ最大发射频率：150KHZ最大发射频率的范围：150KHZ550m；100KHZ800m；50KHZ180050KHZ1800m激光器安全等级：四级POS系统：Applanix510（美）、Honeywell（加）6LeicaALS50-II精度高程精度：0.11m(500m)、0.15m(1000m)、0.13m(2000m)水平精度：0.11m(500m)、0.11m(1000m)、0.24m(2000m)水平精度：0.11m(500m)、0.11m(1000m)、0.24m(2000m)垂直分辨率：2.8m回波次数：4回波次数：4数据采集高度：200－6000m7LeicaALS50-II其他参数温度：0－40°，配有恒温控制存储器容量：300GB，可满足17小时飞行记录存储器容量：300GB，可满足17小时飞行记录具有滚动补偿装置年产量：12－14台年产量：1214台8LeicaALS50-II数据处理POS系统是LeicaIPAS10-CUS6。它包括控制单元、GPS接收机及其天线，IMU和相应的软件。收机及其天线，IMU和相应的软件。航线设计软件是FPES飞行控制管理软件是FCMS飞行控制管理软件是FCMS。激光点云处理软件是芬兰的TerraSolid系列模块，该模块是在Mii平台上使用MDL语言开发的在Microstation平台上使用MDL语言开发的。CCD影像数据后处理软件是ERDAS软件的LPS模块。9Optech公司LiDAR设备Optech公司简介Optech公司创建于1974年,是总部位于加拿大的一家全球性的跨国公司。该公司不同于Leica公司它不涉足传统的测绘仪器而是专攻用于司，它不涉足传统的测绘仪器，而是专攻用于测绘及成像的激光设备10ALTM3100EA型号简介ALTM3100EA型号简介11ALTM3100EA部件导航显示器防颤支架长65cm、宽59cm、高49cm、重53.2kg。防颤支架长65cm、宽59cm、高49cm、重53.2kg。激光扫描仪长26cm、宽19cm、5724cm、重23.4kg。电源峰时电流35A电源（28VDC）电源峰时电流35A，电源（28VDC）CCD相机APPLANIXDSS322（5436×4092）ROLLEIAIC（5440×4080）ROLLEIAIC（5440×4080）波形记录器其它设备包括连接电缆器等其它设备，包括：连接电缆器等。12ALTM3100EA参数扫描模式：摆镜（线扫描）方式最大扫描角度：50°最大扫描角度：50最大扫描频率：70HZ最大发射频率：100KHZ最大发射频率：100KHZ最大发射频率的范围：100KHZ800m；83KHZ1100m；50KHZ180050KHZ1800m激光器安全等级：四级POS系统：Applanix510（美）、Sagem（法）13ALTM3100EA精度高程精度：0.10m(500m)、0.10m(1000m)、0.15m(2000m)水平精度：0.09m(500m)、0.18m(1000m)、0.36m(2000m)水平精度：0.09m(500m)、0.18m(1000m)、0.36m(2000m)垂直分辨率：m回波次数：无穷回波次数：无穷数据采集高度：80－3500m14ALTM3100EA其他参数温度：10－35°存储器容量：可满足7小时飞行记录存储器容量：可满足7小时飞行记录具有滚动补偿装置年产量：12－16台年产量：1216台15ALTM3100EA数据处理ZinView软件。用于快速浏览和检查采集到的点云数据。ALTM-NAVFlightManagement软件。用于制定飞行计划ALTMNAVFlightManagement软件。用于制定飞行计划和GPS、POS和LIDAR数据的整合管理。DASHMAPSurveySuit软件模块输入输出坐标转换和DASHMAPSurveySuit软件模块。输入输出、坐标转换和三维显示等。REALMSSi软件模块支持LAS格式定向解REALMSurveySuit软件模块。支持LAS格式、定向、解算等功能。16Riegl公司LiDAR设备Riegl公司简介Riegl公司，总部位于奥地利，成立于1970年，是一家专业从事半导体激光测量系统研发生产的公司以长程广角高精度的程维测量闻的公司。以长程广角高精度的工程三维测量闻名。与德国的IGI公司合作生产LiDAR设备与德国的IGI公司合作生产LiDAR设备17LiteMapper5600型号简介LiteMapper5600型号简介18LiteMapper5600部件高分辨激光扫描仪Q560i。长56cm、宽20cm、高21.7cm、重20kg。重20kg。带8英寸TFT显示器的主控制计算机及控制系统。电源控制器电源控制器。数码相机DigiCAM22R数码相机（5400x4000）波形记录器波形记录器数据存储器DR560(含2个可移动的250Gb硬盘)19LiteMapper5600参数扫描模式：旋转棱镜（线扫描）方式最大扫描角度：60°最大扫描角度：60最大扫描频率：160HZ最大发射频率：400KHZ最大发射频率：400KHZ最大发射频率的范围：200KHZ700m；100KHZ1200m；50KHZ180050KHZ1800m激光器安全等级：一级（1米内，对人体没有任何伤害）POS系统：Applanix510（美）IGIAeroControlIMU-IID（德）20LiteMapper5600精度测距精度：±0.020.24m垂直分辨率：m垂直分辨率：m回波次数：无穷数据采集高度：30－2000m数据采集高度：302000m21LiteMapper5600其他参数温度：0－40°存储器容量：含2个可移动的250Gb硬盘存储器容量：含2个可移动的250Gb硬盘具有滚动补偿装置年产量：超过100台年产量：超过100台22LiteMapper5600数据处理WinMP任务计划软件AEROoffice后处理软件AEROoffice后处理软件TerraSolid（芬兰）的TerraSolid系列SpectraMapping（美国）的LIDMAS系列SpectraMapping（美国）的LID-MAS系列23LiDAR数据组成LiDAR数据组成机载激光雷达系统是个复杂的系统包含激机载激光雷达系统是一个复杂的系统，包含激光测距仪、角度编码器、GPS、IMU等子系统统。每个子系统都采集有相应的数据，包括：GPS数据、IMU数据、同步时间数据、多波段传数据、IMU数据、同步时间数据、多波段传感器的数据等等。有些是过程数据，例如：IMU数据、GPS数据有些是过程数据，例如：IMU数据、GPS数据等；有些是结果数据，如：坐标数据、高程数据、有结果数据如标数据高程数据回波强度数据等。24LiDAR数据格式LiDAR数据格式LDEFS格式LDEFS格式栅格格式自定义文本格式自定义文本格式25LDEFS格式LDEFS格式美国摄影测量与遥感协会（ASPRS，American美国摄影测量与遥感协会SocietyofPhotogrammetryandRemoteSensing）g提出LidarDataExchangeFormatStandard（LDEFS）标准——*.las。2002.01.15LAS1.020050507LAS112005.05.07LAS1.12007.05.01LAS2.0（拟定版）20080209LAS122008.02.09LAS1.22009.07.14LAS1.320110815LAS142011.08.15LAS1.426ASPRSLidL10格式ASPRSLidarLas1.0格式公共数据块(PbliHdBlk)公共数据块(PublicHeaderBlock)变长数据记录(VariablelengthRecords)点数据块(Pointdata)点数据块(Pointdata)PUBLICHEADERBLOCKVARIABLELENGTHRECORDSVARIABLELENGTHRECORDSPOINTDATA27公共数据块(PublicHeaderBlock)公共数据块(PublicHeaderBlock)公共数据块的大小是227bytes，记录了关于该文件的基本信息如文件标行文件的一些基本信息，如：文件标识、飞行时间、回波个数、坐标范围等等，详细描述了关于l数据采集的信息了关于las数据采集的信息。ItemFormatSizeRequiredFileSignatureChar[4]4bytes*ReservedUnsignedlong4bytesGUIDdata1Unsignedlong4bytesGUIDdata2Unsignedshort2bytesGUIDdata3Unsignedshort2bytesGUIDdata4Unsignedchar[8]8bytesGUIDdata4Unsignedchar[8]8bytes28公共数据块(PublicHeaderBlock)公共数据块()ViMjUidh1b*VersionMajorUnsignedchar1bytes*VersionMinorUnsignedchar1bytes*SystemIdentifierChar[32]32bytes*GeneratingSChar[32]32bytes*SoftwareFlightDataJulianUnsignedshort2bytesYearUnsignedshort2bytesHeaderSizeUnsignedshort2bytes*OffsettodataUnsignedlong4bytes*NumberofvariableUnsignedlong4bytes*lengthrecords29公共数据块(PublicHeaderBlock)公共数据块()PointDataFormatIDUnsignedchar1bytes*PointDataRecordLengthUnsignedshort2bytes*NumberofpointrecordsUnsignedlong4bytes*NumberofpointsbyUnsignedlong[5]20bytes*returnXscalefactordouble8bytes*YscalefactorDouble8bytes*ZscalefactorDouble8bytes*XoffsetDouble8bytes*YoffsetDouble8bytes*YoffsetDouble8bytesZoffsetDouble8bytes*30坐标值的计算XYZ坐标值的计算(*)coordinaterec