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机载激光雷达航带拼接技术研究
摘要
机载激光雷达是一种重要的航空遥感技术，可用于获取高精度的地形、建筑和植被等地物信息。然而，航带拼接是机载激光雷达数据处理中的重要问题。本文研究了机载激光雷达航带拼接技术，介绍了航带拼接的概念、方法和技术，详细讨论了机载激光雷达航带拼接过程中的各种因素对拼接质量的影响，并提出了一些改善拼接质量的方法和技巧。最后，我们通过实验验证了研究方法的有效性和可行性。
关键词：机载激光雷达；航带拼接；影响因素；拼接质量；改善方法
Abstract
Aircraftlaserradarisanimportantaviationremotesensingtechnology,whichcanbeusedtoobtainhigh-precisionterrain,buildingandvegetationinformation.However,stripstitchingisanimportantproblemintheprocessingofaircraftlaserradardata.Thispaperstudiesthestripstitchingtechnologyofaircraftlaserradar,introducestheconcept,methodandtechnologyofstripstitching,anddiscussesindetailtheinfluenceofvariousfactorsonthestitchingqualityintheprocessofstripstitchingofaircraftlaserradar.Finally,weverifytheeffectivenessandfeasibilityoftheresearchmethodthroughexperiments.
Keywords:aircraftlaserradar；stripstitching；influencefactors；stitchingquality；improvementmethods
1.引言
机载激光雷达（AirborneLiDAR）是一种利用激光技术进行航空遥感的手段。与其他遥感手段相比，机载激光雷达的数据具有高精度、高分辨率、高效率等特点。机载激光雷达主要应用于地形测量、建筑物建模、植被高度测量等领域。然而，由于机载激光雷达工作时，被测区域通常是以飞机为中心向两侧扫描的带状区域，因此单个航带数据不能完整地反映被测区域的情况，而需要进行航带拼接处理。
航带拼接是机载激光雷达数据处理中的一个重要问题。航带拼接的目的是将相邻航带的数据拼接成完整的数据集，以便进行后续的数据处理和分析。航带拼接的质量直接影响着后续数据处理和分析的准确性和精度。因此，对机载激光雷达航带拼接技术的研究具有重要的理论和实际意义。
2.航带拼接方法
机载激光雷达航带拼接方法主要包括手工编辑拼接、自动拼接和半自动拼接三种。手工编辑拼接方法一般用于小范围的拼接，其主要思想是由人工手动协调两侧航带中的重叠区域，通过磨合或插值的方法将数据拼接成一份完整的数据集。自动拼接方法则是采用计算机自动生成的算法来完成航带拼接。自动拼接方法一般包括基于全局匹配的方法、基于局部匹配的方法和基于全局-局部融合的方法。半自动拼接方法则是传统手动编辑拼接和自动拼接的混合方法，常用的方法有基于控制点的拼接方法。在实际应用中，不同的拼接方法根据实际应用需求选择不同的拼接方案。
3.影响因素
机载激光雷达航带拼接质量受到许多因素的影响。影响因素主要可以分为数据质量因素、拼接参数选择因素和数据误差校正因素。
3.1数据质量因素
数据质量是影响机载激光雷达航带拼接质量的首要因素。包括激光雷达的分辨率、精度、测量范围和扫描密度等。在实际应用中，为了达到比较高的精度和分辨率，一般采用高密度测量，但这样会导致数据量的增大和内存使用量的增加，从而对数据处理和存储带来一定的挑战。
3.2拼接参数选择因素
拼接参数是影响机载激光雷达航带拼接质量的核心因素之一。基于全局匹配的拼接方法需要选择匹配算法、相似性度量和参数配置等拼接参数。局部匹配方法则需要选择匹配窗口大小、能量阈值、角度范围等参数。拼接参数的选择能够有效地影响拼接质量。
3.3数据误差校正因素
由于机载激光雷达采集数据时不可避免地存在多种误差，如平台姿态误差、大气误差、系统时间延迟等，这些误差会影响机载激光雷达航带数据质量和拼接结果的准确性和精度。因此，必须进行误差校正，以减少误差的影响，提高航带拼接质量。
4.改善方法
为了提高机载激光雷达航带拼接质量，可以通过以下方法来改善拼接质量：
4.1数据质量控制
完全利用机载激光雷达提供的数据的最好方法是确保所采集到的数据质量。为了达到这个目的，可以通过选