第1章 激光物理基础 1
1.1 激光与激光技术 1
1.1.1 激光 1
1.1.2 激光技术 3
1.1.3 激光在测绘领域的应用 6
1.2 激光原理 8
1.2.1 物质与光相互作用的规律 8
1.2.2 激光 9
1.2.3 激光的产生 11
1.3 激光器 13
1.3.1 激光器的诞生 13
1.3.2 激光器的分类 15
1.3.3 激光器的发展 18
第2章 机载激光雷达 20
2.1 激光成像技术 20
2.1.1 激光雷达的产生及特点 20
2.1.2 激光雷达的分类 21
2.1.3 激光成像雷达 23
2.1.4 激光成像雷达硬件技术简介 25
2.2 机载激光雷达系统及相关技术 37
2.2.1 机载激光雷达系统 37
2.2.2 激光测距技术 38
2.2.3 全球定位系统 50
2.2.4 惯性导航技术 53
2.2.5 IMU与DGPS组合定位技术 54
2.3 机载激光雷达系统 56
2.3.1 系统原理 56
2.3.2 系统组成 57
2.3.3 扫描方式与构像方程 62
2.3.4 系统的主要参数 75
2.3.5 常用的商业机载激光雷达系统 87
第3章 激光雷达数据简介 101
3.1 数据组成及数据格式 101
3.1.1 数据组成 101
3.1.2 数据格式 101
3.2 强度信息数据的特点及处理 114
3.2.1 一种针对城区激光雷达强度图像的去噪算法 118
3.2.2 一种自适应的城区激光雷达绿波段信息空间去噪算法 123
3.2.3 一种基于平坦度的非城区激光雷达强度图像去噪算法 128
3.3 波形数据及其处理 133
3.3.1 多次回波数据的处理 134
3.3.2 波形数据的处理 136
3.4 数码影像数据及其处理 141
3.5 激光雷达点云数据及其特点 144
第4章 机载激光雷达数据处理 146
4.1 基本流程 146
4.2 滤波处理 150
4.2.1 Lidar数据中的对象 151
4.2.2 Lidar数据滤波的难点 153
4.2.3 滤波算法的错误分类 156
4.2.4 滤波算法的一些关键因子 156
4.2.5 迭代最小二乘线性内插滤波算法 160
4.2.6 数学形态学滤波方法 165
4.2.7 变化窗口算法 168
4.2.8 基于不规则三角网的滤波算法 169
4.2.9 基于分割方法的滤波算法 173
4.2.10 融合强度信息的Lidar滤波算法 191
4.2.11 滤波算法的发展 201
4.3 建筑物分割及模型生成 201
4.3.1 基于Lidar数据的建筑物分割 204
4.3.2 基于Lidar数据的建筑物重建 207
4.3.3 主要的基于Lidar数据的建筑物提取方法 209
4.3.4 城市变化检测 213
4.4 对Lidar数据中其他类别的提取 217
4.4.1 植被的分割处理 217
4.4.2 线状地物的提取 219
第5章 机载激光雷达的误差及其校正 221
5.1 量测误差 221
5.1.1 量测误差整体分析 221
5.1.2 激光测距值 225
5.1.3 GPS定位误差 229
5.1.4 IMU姿态误差 229
5.1.5 扫描角误差 230
5.2 硬件安置误差 230
5.2.1 偏心距误差 230
5.2.2 照准误差 230
5.2.3 角度步进误差 232
5.2.4 扭矩误差 232
5.3 数据处理误差 233
5.3.1 时间同步误差 233
5.3.2 内插误差 233
5.3.3 坐标转换误差 234
5.4 误差的消除 234
5.4.1 翻滚误差的检校 234
5.4.2 俯仰误差的检校 235
5.4.3 航偏误差的检校 236
第6章 机载激光雷达技术与同类技术的比较 237
6.1 机载激光雷达技术与航空摄影测量技术的比较 237
6.2 机载激光雷达技术与机载INSAR技术的比较 241
参考文献 243
后记 251